Визначити ризик ураження з летальним наслідком людини вдома протягом року, якщо вона мешкає на п’ятому поверсі цегляного будинку і знаходиться в помешканні третину доби.
Вихідні дані такі:
— причина загибелі — дія на будинок факторів ураження катастрофічного затоплення, яке виникає внаслідок зруйнування бетонної гравітаційної греблі водосховища під впливом землетрусу, що відбувається 1 раз у n років:
— обсяг водосховища — W, м ;
— глибина води перед греблею — H, м;
— довжина прорану — В, м;
— середня швидкість руху хвилі прориву (попуску) — u, м/с;
— відстань від греблі водоймища до створу об’єкта — R, км;
— будинок, де мешкає людина, багатоповерховий цегляний, збудований без урахування сейсмічної стійкості.
Варіанти завдання наведено у табл. 2.6.
Таблиця 2.6
ВАРІАНТИ ЗАВДАННЯ ТА ЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ: W, H, В, u, R, n
Варіанти завдання |
2.1 |
2.2 |
2.3 |
2.4 |
2.5 |
2.6 |
2.7 |
W ·10 6 , м 3 |
50 |
70 |
100 |
500 |
1000 |
2000 |
10 |
Н, м |
20 |
25 |
30 |
35 |
50 |
40 |
25 |
В, м |
50 |
100 |
150 |
200 |
200 |
300 |
25 |
u, м/с |
55 |
|
57 |
|
77 |
|
5 |
R, км |
10 |
7 |
101 |
5 |
202 |
5 |
5 |
n, роки |
100 |
200 |
300 |
100 |
200 |
150 |
250 |
Порядок виконання розрахунків (на прикладі варіанта 2.1) такий: І. Визначення параметрів хвилі прориву на заданій відстані R від греблі.
1.1. Знаходять час підходу хвилі прориву до створу об’єкта, що розташований на відстані R (R — це шлях, який проходить хвиля прориву від греблі до створу об’єкта) від греблі: R h = mH, де m — коефіцієнт, значення якого залежить від R (див. табл. 2.2 додатку до розрахункового завдання 2).
Значення u = 5—7 м/с приймаються для зон катастрофічного і надзвичайно небезпечного затоплень. Для ділянок можливого (спокійного) затоплення — u = 1,5—2,5 м/с.
1.2. Визначають висоту хвилі прориву h на відстані R від греблі, м: затоплень. Для ділянок можливого (спокійного) затоплення — u = 1,5—2,5 м/с.
1.2. Визначають висоту хвилі прориву h на відстані R від греблі, м: u t під ? ?
3600 , год.
Значення u = 5—7 м/с приймаються для зон катастрофічного і надзвичайно небезпечного затоплень. Для ділянок можливого (спокійного) затоплення — u = 1,5—2,5 м/с.
1.2. Визначають висоту хвилі прориву h на відстані R від греблі, м:
1.3. Розраховують час спорожнення водосховища (водоймища) за допомогою формули, год: NB W
3600 ??, де N — максимальні витрати води через 1 м ширини прорану (ділянки переливу води через гребінь греблі), м /с·м — визначаються за допомогою табл. 2.3 додатку до розрахункового завдання 2.
1.4. Оцінюється тривалість проходження хвилі прориву у заданому створі гідровузлу t на відстані R, год: t = m
1 T, де m
1 — коефіцієнт, значення якого залежить від R (див. табл. 2.2 додатку до розрахункового завдання 2).
ІІ. Оцінка ступеня зруйнування об’єкта та ймовірності загибелі людини здійснюється відповідно до даних розрахунків, виконаних у п. І за допомогою табл. 2.4 додатку до розрахункового завдання 2. ІІІ. Встановлення ризику загибелі людини протягом року W виконується за допомогою формули: wtWW???)(, де W(?t) — частота події за рік; w — імовірність загибелі людини від однієї події.
Примітка: якщо ступінь зруйнування об’єкта, де знаходилися люди, не сприяє їхньому ураженню (ймовірність ураження заданого ступеня наближається до нуля), тоді w ? 0, а це означає, що й 0?W.
Приклад. Обсяг води у водосховищі W = 70·10 м , довжина прорану B = 100 м, глибина води перед дамбою H = 45 м, середня швидкість руху хвилі прориву u = 5 м/с. Землетрус руйнівної потужності відбувається 1 раз у 100 років. Визначити параметри хвилі прориву на відстані R = 25 км від греблі до створу об’єкта.
Розв’язання завдання:
2.1. Розраховують час підходу хвилі прориву до створу об’єкта: води перед дамбою H = 45 м, середня швидкість руху хвилі прориву u = 5 м/с. Землетрус руйнівної потужності відбувається 1 раз у 100 років. Визначити параметри хвилі прориву на відстані R = 25 км від греблі до створу об’єкта.
Розв’язання завдання:
2.1. Розраховують час підходу хвилі прориву до створу об’єкта: відстані R = 25 км від греблі до створу об’єкта.
Розв’язання завдання:
2.1. Розраховують час підходу хвилі прориву до створу об’єкта: t під = R/3600u = 25·10 /3600·5=1,4 (год).
Приклад. Обсяг води у водосховищі W = 70·10 м , довжина прорану B = 100 м, глибина води перед дамбою H = 45 м, середня швидкість руху хвилі прориву u = 5 м/с. Землетрус руйнівної потужності відбувається 1 раз у 100 років. Визначити параметри хвилі прориву на відстані R = 25 км від греблі до створу об’єкта.
Розв’язання завдання:
2.1. Розраховують час підходу хвилі прориву до створу об’єкта: t під = R/3600u = 25·10 /3600·5=1,4 (год).
2.2. Визначають висоту хвилі прориву.
2.3. Обчислюють час спорожнення водосховища за формулою: NB W
3600 ??.
2.4. Оцінюють тривалість проходження хвилі прориву t через об’єкт на відстані R.
За допомогою табл. 2.2 додатку до розрахункового завдання 2 для R = 25 км визначають коефіцієнт m
1 ( m
1 = 1,7). Тоді: коефіцієнт m
1 ( m
1 = 1,7). Тоді: t = m
1 T = 1,7T = 1,7 · 0,64 = 1,08 (год).
Висновок: h = 9 м; t під = 1,4 год; T = 0,64 год; t = 1,08 год. В зв’язку з тим, що h = 9 м > 6 м та u = 5 м/с > 3 м/с, ступінь зруйнування будинку кваліфікується більш ніж високий. Хвиля прориву опиниться біля будинку через 1,08 год і проходитиме протягом 0,64 год. Ймовірність загибелі людини в таких умовах наближається до 0,9. ІV. Визначення ризику загибелі людини за рік: u = 5 м/с > 3 м/с, ступінь зруйнування будинку кваліфікується більш ніж високий. Хвиля прориву опиниться біля будинку через 1,08 год і проходитиме протягом 0,64 год. Ймовірність загибелі людини в таких умовах наближається до 0,9. ІV. Визначення ризику загибелі людини за рік:
За допомогою табл. 2.2 додатку до розрахункового завдання 2 для R = 25 км визначають коефіцієнт m
1 ( m
1 = 1,7). Тоді: t = m
1 T = 1,7T = 1,7 · 0,64 = 1,08 (год).
Висновок: h = 9 м; t під = 1,4 год; T = 0,64 год; t = 1,08 год. В зв’язку з тим, що h = 9 м > 6 м та u = 5 м/с > 3 м/с, ступінь зруйнування будинку кваліфікується більш ніж високий. Хвиля прориву опиниться біля будинку через 1,08 год і проходитиме протягом 0,64 год. Ймовірність загибелі людини в таких умовах наближається до 0,9. ІV. Визначення ризику загибелі людини за рік:
1 )( ? ????? ? ????wtWW, де 1/100 — частота землетрусу;
6
109,69,023,001,0
3100
1/3 — ймовірність знаходження людини вдома;
0,01 — відносна частота зруйнування бетонної гравітаційної греблі землетрусом (табл. 2.5 додатку до розрахункового завдання 2);
0,23 — відносна частота зруйнування бетонної гравітаційної греблі (табл. 2.6 додатку до розрахункового завдання 2).