Воздействие поражающих (негативных) факторов, характерных для ЧС, на человека.

Ускорение темпов научно-технического прогресса, расширение масштабов производ­ственной деятельности с использованием сложных технических систем и опас­ных компонентов увеличивают риск их эксплуатации и создают реальную угрозу для здоровья и жизни людей, окружающей Среды, нормального функционирова­ния производства, способствуют возникновению ЧС в мирное время, связанных с авариями и катастрофами на объектах.

Несмотря на принимаемые в этом направлении меры, угроза аварий с опас­ными выбросами, пожаров и взрывов остается, что подтверждают аварии на Чер­нобыльской АЭС, на химических заводах в Бхопале (Индия), в Базеле (Швейца­рия), Ионаве (Литва), транспортные аварии в г. Арзамасе, Екатеринбурге (РФ), взрыв на газопроводе в Башкирии и т.д.

Возрастание негативных последствий ЧС, отмечаемое во всем мире, имеет место и на территории нашей страны, чему способствует множество причин.

На территории России эксплуатируется около 2300 объектов повышенной опасности. Аварии и катастрофы на них в среднем происходят один раз в 10-15 лет с ущербом более 2 млн. долларов, раз в 8 - 12 месяцев с ущербом до 1 млн. долларов и раз в 15 - 45 дней с ущербом до 100 тыс. долларов.

Основными объектами, на которые приходится большая часть ЧС, являются радиационно-, химически-, пожаро- и взрывоопасные объекты.

В стране эксплуатируется 11 АЭС, на которых функционирует 34 реактора общей мощностью 18213 Мвт. Только в 30-и километровой зоне вокруг действующих АЭС проживает более 1 млн. человек. Вследствие радиационных аварий происшедших в разные годы в Кыштыме на НПО “Маяк” и в Чернобыле в России к настоящему времени суммарная площадь зон радиоактивного загрязнения местности в пределах внешних границ зон жесткого контроля достигает 32 тысяч кв.км.

Другим источником опасности являются предприятия химической промышленности. В Российской Федерации находится более 1900 химически опасных объектов, расположенных в основном в девяти регионах (Московском, С.Петербургском, Нижегородском, Башкирском, Поволжском, Северо_Кавказском, Уральском, Кемеровском и Ангарском) с населением в зонах опасности около 39 млн человек. Наиболее опасная химическая обстановка складывается в Москве, Волгограде, Дзержинске, Иркутске, Самаре, Кемерово, Новосибирске, Омске, Перми, Уфе и Челябинске). Ежегодно в химических отраслях промышленности происходит около 1500 некатегорированных аварий, связанных с утечкой взрывоопасных и вредных продуктов с загораниями, взрывами и выбросами.

Большую потенциальную опасность на территории страны представляют нефте- и газопромыслы, а также трубопроводы: Уренгой-Помары-Ужгород, Уренгой-Покровск-Новомосковск, Саратов-Н.Новгород и др. Общая протяженность газопроводов более 300 тыс. км.

По территории 5 областей (Самарской, Саратовской, Томбовской, Воронежской и Белгородской) проходит аммиакопровод Тольятти - Одесса протяженностью 1252 км, который одновременно вмещает 125 тыс тонн сильнодействующего ядовитого вещества - аммиака.

Продолжают оставаться источником опасности железные дороги России, на которых ежегодно при перевозке опасных грузов фиксируется около 1000 аварийных происшествий и инцидентов.

Всего же на территории РФ ежегодно происходит по техногенным причинам более 1300 ЧС, в крупнейших из которых погибает около 1500 человек, а 25 тысяч человек являются пострадавшими в той или иной степени. Материальный ущерб от этих ЧС составляет более 1 млрд. долларов. Эти потери по данным РАН возрастают с каждым годом в среднем на 10%.

С каждым годом сохраняется общая тенденция роста числа аварий и катастроф, сопровож­дающихся ростом числа жертв и материальных потерь. Это объясняется возрас­танием использования громадных объемов потенциально опасного сырья, ус­ложнением технологических процессов и другими факторами. Не менее опасны и ЧС, возникающие в результате стихийных бедствий, при которых также воз­можны огромные человеческие жертвы и материальные потери. Как следствие аварий, катастроф и стихийных бедствий могут возникнуть взрывы, пожары, воздействие ударной волны, ионизирующих излучений, сильнодействующих ядовитых и других вредных веществ, появиться бактериологическое (биологиче­ское) заражение.

Рассмотрим воздействие поражающих факторов, характерных для ЧС на здания и сооружения, на живые организмы.

Наиболее частым и опасным поражающим фактором являются взрывы. Взрывы могут быть ядерных и обычных боеприпасов, твердых взрывчатых ве­ществ, газо-топливных, воздушно-пылевых и других смесей, горючих веществ и других материалов. Основным поражающим фактором любого взрыва является воздействие ударной волны.

Вопрос 2. Ударная волна.Ударная волна взрыва - область резкого сжатия среды, распространяющаяся во все стороны от места взрыва со сверхзвуковой скоростью. В зависимости от Среды распространения различают ударную волну воздушную, в воде или грунте. Источником ударной волны является высокое дав­ление в центре взрыва, достигающее миллионов атмосфер.

Ударная волна сопровождается резким скачком давления на передней ее границе (во фронте ударной волны), характеризующимся величиной избыточ­ного давления, т.е. давления, превышающего атмосферное и обозначается знаком ΔРф и измеряется в паскалях – "Па",

1 Па = 1,02· 10^-5 кг/см²; 1 кгс/см² = 100 000 Па = 100 кПа

Закономерность распространения ударной волны приведена на рис.2.1,

где Ро - величина нормального атмосферного давления.

Распространение ударной волны при взрыве

зона разряжения зона сжатия

Рис.2..1

На участке кривой "ed" происходит постепенный спад давления до значе­ний, меньших чем "Ро", а затем в точке "С" давление восстанавливается до "Ро". Возникают фазы сжатия и разряжения.

Ударная волна вызывает не только изменения давления, но и резкое изме­нение плотности и температуры воздуха, а также приводит в движение воздух, образуя скоростной напор, проявляющийся как ветер ураганной силы.

Скорост­ной напор выражается формулой:

где ΔРф- величина избыточного давления во фронте ударной волны, кг с/см²;

Ро- нормальное атмосферное давление (кг с/см²).

Избыточное давление во фронте ударной волны ΔРф при взрыве обычных взрывчатых веществ рассчитывают по формуле:

где q - тротиловьй эквивалент, в т;

R - расстояние от центра взрыва, в м;

а для ядерного воздушного взрыва по формуле:

ΔРф =3,7 ·в·

где в - коэффициент усиления отраженной волны;

а - коэффициент, учитывающий долю энергии взрыва, в процентах;

R - расстояние от центра взрыва, м.

Взаимодействие ударной волны с преградой. Решая вопросы устойчивости зданий и сооружений к воздействию ударной волны, мы имеем дело не просто с избыточным давлением, а с комплексом нагрузок, вызываемых отражением ударной волны от различных преград.

Характер взаимодействия ударной волны с преградой на пути ее распро­странения зависит не только от величины избыточного давления, но и от свойств преграды (сооружения), ее прочности, формы, размеров, положения относи­тельно направления действия ударной волны, от продолжительности действия нагрузки и от ряда других факторов.

Пока ударная волна движется, не встречая препятствий, она создает изме­няющуюся со временем нагрузку, равную избыточному давлению (ΔРф) в про­ходящей волне. При подходе к преграде волна отражается, происходит тормо­жение движущегося воздуха. Это приводит к динамическим нагрузкам на препят­ствие, значительно превышающим избыточное давление во фронте ударной волны (от 2-х до 8 раз), образуя давление отражения - ΔРотр. В результате преграда испытывает удар огромной силы.

слайд 9 Величина давления отражения может быть рассчитана по формуле:

По мере движения волны избыточное давление отражения быстро падает до значения ΔРф, однако, пока ударная волна еще не полностью обтекла соору­жение, на передней стенке давление гораздо выше, чем на задней. Создается сдвигающая сила, называемая нагрузкой обтекания:

В этой формуле второе слагаемое соответствует величине скоростного на­пора, следовательно:

Таким образом, ударная волна создает на своем пути сложный комплекс нагрузок, достигающих значительных величин, вызывающих разрушение зданий и сооружений и поражение людей.