Сценарии развития чрезвычайных ситуаций

Тема  №4

Прогнозирование и оценка последствий  ЧС 
 

Лекция  №1

Сценарии  развития чрезвычайных ситуаций 
 

Вопросы:

1. Анализ техногенного риска.
2. Типовые фрагменты деревьев событий, обусловленных пожарами, взрывами и выбросами токсических веществ.

Заключение 
 

Литература:

     1. В.А.Акимов Безопасность жизнедеятельности.  Безопасность в чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера. М. 2006 с.29-44,65-99.

     2. Б.С.Мастрюков Безопасность в  чрезвычайных ситуациях.2004 с. 
 
 
 
 
 

 

1. Анализ техногенного риска. 

     Общая структура анализа техногенного риска включает идентификацию опасностей, компьютерную оценку риска, сравнение полученных оценок с критерием приемлемости. Процедура анализа риска предусматривает в случае неприемлемости риска разработку мероприятий по его снижению и повторную оценку риска. Расчет показателей риска необходим для принятия управленческих решений, в основе которых находится операция сравнения рассчитанного риска с приемлемым уровнем риска.

     Общепринятых (пороговых) приемлемых значений индивидуального, в том числе, и социального риска для оценки потенциально опасных производств в мире пока нет. Предполагаемые пороговые значения риска колеблются от до . Голландия: неприемлемый индивидуальный риск выше в год, разумный или приемлемый в год, английский ученый В. Маршал предлагает в зависимости от ожидаемых выгод обсуждать уровни риска в диапазоне . Разброс обуславливается отношением к риску (добровольный или принудительный), уровнем развития экономики и промышленной безопасности в стране, а также разлитиями в методологии анализа риска.

     Наибольшую  практическую значимость для населения  выбор критерия приемлемого риска имеет при зонировании территорий, прилегающих к потенциально опасным объектам, т.е. есть при определении территорий, характеризующихся той или иной степенью опасности для населения. Комплексной мерой риска опасного объекта (территории) является потенциальный индивидуальный риск – пространственное распределение вероятности (частоты) реализации негативного воздействия определенного уровня.

     Потенциальный индивидуальный риск при оценке выбросов вредных веществ в точке (х,у) оценивается  по формуле: 

                                    

     где - вероятность i-го инициирующего события,

      - вероятность реализации j-го механизма воздействия в точке (x,y) для i-го инициирующего события,

      - вероятность летального исхода (или заболевания) при реализации j–го механизма воздействия.

     Потенциальный индивидуальный (территориальный) риск в соответствии с названием, представляет собой потенциал максимально возможно риска для конкретных объектов воздействия, находящихся в данной точке пространства. Дается мера риска не зависит от факта нахождения объекта воздействия (например, человека) в данной точке пространства.

     Предполагается, что вероятность нахождения объекта  воздействия в любой точке  пространства равна 1. На практике важно знать распространение потенциального риска для отдельных источников опасности и для отдельных сценариев развития.

     В настоящее время предложен следующий  состав зон и соответствующие уровни приемлемого риска для населения:

     а). Для территорий вблизи существующих потенциально опасных объектов уровень риска - зона не допустимого риска; менее , но более - зона жесткого контроля риска; менее - зона приемлемого риска.

     б). Для территорий вблизи нового строительства  уровень риска должен быть снижен для каждой зоны на порядок (рис.1 ).

     Зона  недопустимого риска – это  территория, где необходимо либо проводить комплекс мероприятий, обеспечивающих снижение риска, либо не допускать нахождение людей в этой зоне.

     Для нового строительства, в таких зонах  вообще не следует рассматривать нахождение людей, не связанных непосредственно с обслуживанием технологических процессов на объекте.

     Зона  жесткого контроля – зона, где должны выполняться следующие требования:

     -нахождение  в зоне ограниченного числа  людей в течение ограниченного отрезка времени (например, один-два объекта с наибольшей рабочей сменой до 100 человек в течение рабочей смены);

     -персонал  таких объектов должен быть  хорошо обучен и готов к проведению защитных мероприятий;

     -объект, находящийся в такой зоне, сам  не должен быть потенциально  опасным объектом. Зона приемлемого  риска – это территория, где  допускается любое строительство и размещение населения. 

Рис.1. Рекомендуемые  нормативные уровни индивидуального  риска.  

     Критерии  социального риска:

     -неприемлемый  риск, когда 25взрослых (детей, престарелых,  больных) и более людей подвергаются  опасности с частотой более  ( ) соответственно.

     Анализ  риска включает решение следующих  задач:

     -построение  всего множества, сценариев возникновения  и развития аварии;

     -оценку  частоты реализации каждого из  сценариев возникновения и развития  аварии;

     -построение  полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварии;

     -оценку  последствий воздействия поражающих  факторов аварии на человека и другие объекта. 

2. Типовые фрагменты  деревьев событий,  обусловленных пожарами, взрывами и выбросами токсических веществ. 

     Аварийные ситуации на объектах, представляющих собой сложную техническую систему, характеризуются комплексом поражающих факторов и имеют довольно сложные  причинно-следственные связи, в том  числе, зачастую при развитии ситуации имеет место, так называемый, «эффект домино». Поэтому при построении деревьев событий для таких чрезвычайных ситуаций, воздействие которых обусловлено пожарами, взрывами и выбросами токсических веществ, целесообразно использовать шесть типовых фрагментов (цепочек) деревьев событий. Как показал проделанный анализ, этого количества типовых фрагментов достаточно для построения дерева событий любой аварии указанного типа. К числу таких фрагментов относятся (в порядке дальнейшего изложения): «Пролив», «Контакт паров (газа) с воздухом», «Разрушение облака», «Реагирующая смесь», «Горение», «Взрыв».

     При проливе токсичных и/или горючих жидкостей на грунт происходит испарение их с поверхности грунта, проникновение и миграция по профилю грунта, сорбция вещества составными частями грунта и взаимодействие с кислородом воздуха, водой, предметами и веществами на поверхности и химическими элементами грунта. (За редким исключением горючие вещества и их продукты сгорания являются токсичными веществами). Миграционная способность веществ в почве и глубина их проникновения в почву зависят от физико-химических свойств компонентов, сорбционной способности почвы, ее типа, химического состава, водного режима и так далее.

     Загрязненная  почва может быть причиной заражения  воды рек и открытых водоемов (озер, прудов) вследствие поступления веществ с талыми и ливневыми стоками, а также источником загрязнения трав, культурных растений, которые являются продуктами питания домашних животных и человека. При попадании на грунт токсичные жидкости могут длительное время (месяцы, годы) сохраняться в почве, служа источником загрязнения атмосферы и воды водоносных подземных горизонтов.

     На  Рис. 1 представлен типовой фрагмент дерева событий при развитии аварийной  ситуации, обусловленный проливом (сбросом) токсичной жидкости.

 

     Распределение вероятностей реализации того или иного из представленных сценариев (цепочек событий) зависит от:

• степени подготовленности поверхности (при попадании токсичной жидкости на подготовленную — асфальтированную, бетонированную — поверхность реализация Сценария I практически исключена);
• свойств токсичной жидкости и почвы (при проливе несимметричного диметилгидразина (НДМГ) на песок и/или торф даже при благоприятных для испарения условиях - температура воздуха 20⁰С, скорость ветра на поверхности 2м/сек - до 99% вещества проникает в почву, то есть, в основном, реализуется Сценарий I).

     Типовой фрагмент «Пролив» является начальным фрагментом деревьев событий чрезвычайных ситуаций, обусловленных проливом жидкостей. Также рассматриваемый фрагмент является начальным и для аварийных ситуаций с  выбросом газов, сжиженных охлаждением. В этом случае проникновение вещества в почву практически не происходит, то есть, в основном, осуществляется Сценарий II, но имеет место поражение растительного покрова в зоне пролива.

     Если  говорить о появлении разбираемого фрагмента «внутри» дерева событий, то он может следовать за такими типовыми фрагментами как «Разрушение облака» и «Взрыв».

     За  рассматриваемым фрагментом, в случае осуществлении Сценария II, следует фрагмент «Контакт паров (газа) с воздухом». При реализации Сценария I цепочка событий обрывается. (По крайней мере, в современной литературе при анализе развития ситуации, связанной с распространением токсичных веществ в почве и водоисточниках, деревья событий, как правило, не используются).

     Фрагмент  «Контакт паров (газа) с воздухом».

     При проливе горючей жидкости (в случае осуществлении Сценария II) пары горючего в контакте с кислородом воздуха могут (как правило, под действием внешних источников) воспламениться. Если воспламенение, инициированное внешним источником, произошло до смешения паров горючего с воздухом, процесс горения будет диффузионным (или горение пролива), при котором экзотермическая реакция окисления идет в тонком слое при стехиометрическом соотношении паров горючего и кислорода воздуха. (Рис.2 - Сценарий III).

     Сценарий  III может осуществляться и при попадании в атмосферу воспламеняющихся газов, тогда имеет место факельное горение.

     В случае, когда воспламенение по тем или иным причинам не происходит, реализуется Сценарий IV – формируется паровоздушное облако (или облако газо-воздушной смеси).

 

     

 

     Типовой фрагмент «Контакт паров (газа) с воздухом» является начальным фрагментом деревьев событий чрезвычайных ситуаций, обусловленных выбросом газа, в том числе и сжиженного давлением. В случае чрезвычайных ситуаций, связанных с проливом жидкостей и аналогичных субстанций, как указывалось выше, рассматриваемый фрагмент следует за фрагментом «Пролив». Также фрагмент «Контакт паров (газа) с воздухом» может последовать за фрагментом «Взрыв».

     При осуществлении Сценария III за рассматриваемым фрагментом, как правило, следует фрагмент «Горение», в исключительных случаях- «Взрыв».