Теоретические основы прогнозирования чс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Прогнозирование ЧС - опережающее отражение вероятности возникновения и развития ЧС на основе анализа возможных причин ее возникновения, ее источника в прошлом и настоящем.

Главными целями мониторинга и прогнозирования ЧС являются контроль состояния природных и техногенных источников ЧС, а также заблаговременное предсказание параметров ЧС и их последствий.

Мониторинг и прогнозирование ЧС включает следующие мероприятия: сбор, обработка и анализ информации о состоянии природных и техногенных источников ЧС; лабораторный контроль состояния окружающей среды, прогнозирование места, времени и параметров источников ЧС; прогнозирование места, времени, параметров и сценариев развития ЧС; прогнозирование видов и параметров последствий ЧС, расчет сил и средств, необходимых для предотвращения, локализации и ликвидации последствий ЧС.

Таким образом, на основе данных о состоянии окружающей природной среды и потенциально опасных объектов осуществляется прогнозирование ЧС. Кроме того, при составлении прогнозов используются данные, представляемые различными министерствами и ведомствами.

Прогнозированию могут подвергаться следующие аспекты ЧС: предвестники ЧС; параметры источников ЧС; последствия ЧС; действия органов управления, сил и средств по предупреждению, предотвращению и ликвидации последствий ЧС.

Прогнозы ЧС подразделяются на четыре класса заблаговременности: краткосрочный, среднесрочный, долгосрочный и прогноз стратегического планирования.

  1. долгосрочный прогноз стратегического планирования (на год);
  2. долгосрочный прогноз циклических ЧС природного характера на осенне-зимний период;
  3. долгосрочный прогноз циклических ЧС, которые обусловлены весенним снеготаянием;
  4. долгосрочный прогноз циклических ЧС, обусловленных природными пожарами;
  5. среднесрочный (на месяц) прогноз ЧС;
  6. краткосрочный декадный (на 10 дней) прогноз ЧС;
  7. оперативный ежедневный прогноз;
  8. экстренное предупреждение.

В таблице приведены данные об оправдываемости прогнозов различной степени заблаговременности.

В основу математических моделей прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени положена причинно-следственная связь двух процессов: воздействия поражающих факторов на объект и сопротивления самого объекта этому воздействию. Оба процесса носят ярко выраженный случайный характер.

Например, в силу того, что невозможно определить заранее достоверно, какая интенсивность колебания земной коры будет действовать в районе расположения здания или какая величина давления во фронте воздушной ударной волны будет действовать на сооружение. Эти поражающие факторы с разной вероятностью могут принимать различные значения.

Кроме того, даже при воздействии одинаковой нагрузки на здания, будет существовать некоторая вероятность их разрушения. На вероятность разрушения зданий влияет разброс прочности материалов, отклонение строительных элементов от проектных размеров, различие условий изготовления элементов и другие факторы.

Поражение людей будет зависеть как от перечисленных факторов, так и от ряда других случайных событий. В частности, от вероятности размещения людей в зоне риска, плотности расселения в пределах населённого пункта и вероятности поражения людей обломками при получении зданиями той или иной степени повреждения.

Итак, можно сделать вывод о том, что для оценки последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени, необходимо применять вероятностный подход.

Назовем основные факторы, влияющие на последствия чрезвычайных ситуаций:

интенсивность воздействия поражающих факторов;

размещение населённого пункта относительно очага воздействия;

конструктивные решения и прочностные свойства зданий и сооружений;

плотность застройки и расселения людей в пределах населённого пункта;

размещение людей в зданиях в течение суток и в зоне риска в течение года.

Перечисленные характеристики кратко называют пространственно-временными факторами.

В качестве поражающего фактора при расчёте последствий ЧС принимают фактор, вызывающий основные разрушения и поражения.

Поражающие факторы ЧС мирного и военного времени и их основные параметры приведены в табл.1.1.

Поражающие факторы и их основные параметры

Обломки зданий и сооружений

Воздушная ударная волна

Избыточное давление на фронте воздушной ударной волны

Плотность теплового потока

Цунами; прорыв плотин

Волна цунами; волна прорыва

Высота волны; максимальная скорость волны; площадь и длительность затопления; давление гидравлического потока

Предельно допустимая концентрация, токсодоза

1.2. Модели воздействия

Воздействия, связанные с чрезвычайными ситуациями (ЧС) мирного и военного времени описываются в виде аналитических, табличных или графических зависимостей. Эти зависимости позволяют определить интенсивность поражающих факторов той или иной чрезвычайной ситуации в рассматриваемой точке. Зависимости, определяющие поля поражающих факторов при прогнозировании последствий ЧС, называют моделями воздействия, имея в виду то, что они характеризуют интенсивность и масштаб воздействия.

Расчётные случаи можно свести к следующим типам моделей воздействия:

1. Информации, основанной на факте свершившейся ЧС. Характерными параметрами этой модели являются координаты центра очага, интенсивность или мощность воздействия, время.

2. Функции F(x, y, ), называемой функцией распределения случайной величины, характерной для рассматриваемой чрезвычайной ситуации (рис. 1.1, а).

3. Функции f (x, y, ), называемой плотностью распределения или плотностью вероятности случайной величины.

4. Воздействие может характеризоваться статистическим материалом по данным натурных наблюдений в регионе. Эти модели характерны для наводнений, цунами. Обычно эти модели приводятся в виде таблицы.

5. Интенсивность воздействия может быть задана на основании наблюдений и заблаговременно проведённых расчётов (карта сейсмического районирования территории России, карта цунамирайонирования). Для сейсмоопасных регионов составлены карты детального сейсмического районирования, а для городов проведено микросейсморайонирование. При микросейсморайонировании определяется сейсмичность отдельных площадок (кварталов) в пределах города. Обычно эти модели приводятся в графическом виде (в форме изолиний на картах) или в табличном виде.


Рис. 1.1. Законы распределения поражающих факторов


а - функция распределения F(x, y, );


б - функция плотности распределения вероятностей f(x, y, );

x, y - координаты рассматриваемой точки;


- поражающий фактор (случайная величина)

Функция распределения F(x, y, ) случайной величины, характерной для рассматриваемой ЧС, есть вероятность того, что случайная величинав точке с координатами x, y примет значение не выше заданной величиныз

F(x, y, ) = Р( ' (x, y,) (1.1)

и обратно F(x, y, ) выражается через плотность f(x, y,) интегралом вида


F(x, y, Фф)=f(x, y,t)dt, (1.2)

где t - переменная интегрирования.

Основное свойство плотности вероятности f(x, y, ) - это равенство 1 площади, заключённой между ней и осью(рис. 1.1, б).

Функции распределения F(x, y, ) поражающих факторов и плотность распределения f(x, y,) определяют на основе статистической обработки результатов наблюдений или расчётным путём.

Такие функции, например, построены для основных сейсмоопасных регионов России - Камчатки и Северного Кавказа. Эти зависимости называют региональными моделями воздействия.

В качестве случайной величины региональных моделей воздействия принята интенсивность землетрясения в баллах.

Прогнозирование ЧС – опережающее отражение вероятности возникновения и развития ЧС на основе анализа возможных причин возникновения ее источника в прошлом и настоящем.

Цели прогнозирования – заблаговременное получение качественной и количественной информации о возможном времени и месте природных и техногенных ЧС, характере и степени связанных с ними опасностей для населения и территории и оценка возможных социально-экономических последствиях ЧС.

Виды прогнозов:

- долгосрочный прогноз на год;

- долгосрочный прогноз циклических ЧС (прогноз на осенне-зимний период, прогноз обусловленный весенним половодьем, прогноз обусловленный пожароопасным периодом);

В основу математических моделей прогнозирования послед­ствий чрезвычайных ситуаций .мирного и военного времени поло­жена причинно-следственная связь двух процессов: воздействия поражающих факторов на объект и сопротивления самого объек­та этому воздействию. Оба процесса носят ярко выраженный слу­чайный характер, например, в силу того, что невозможно опреде­лить заранее достоверно, какая интенсивность колебания земной коры будет действовать в районе расположения здания или какая величина давления во фронте воздушной ударной волны будет действовать на сооружение. Эти поражающие факторы с разной вероятностью могут принимать различные значения.

Кроме того, даже при воздействии одинаковой нагрузки на зда­ния, будет существовать некоторая вероятность их разрушения. На вероятность разрушения зданий влияет разброс прочности ма­териалов, отклонение строительных элементов от проектных раз­меров, различие условий изготовления элементов и другие факто­ры.

Поражение людей будет зависеть как от перечисленных факто­ров, так и от ряда других случайных событий. В частности, от вероятности размещения людей в зоне риска, плотности расселе­ния в пределах населённого пункта и вероятности поражения лю­дей обломками при получении зданиями той или иной степени по­вреждения.

Итак, можно сделать вывод о том, что для прогнозирования по­следствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени, необходимо применять вероятностный подход.

Сформулируем основные факторы, влияющие на последствия ЧС:

- интенсивность воздействия поражающих факторов;

- размещение населенного пункта относительно очага воздействия;

- конструктивные решения и прочностные свойства зданий и сооружений;

- плотность застройки и расселения людей в пределах населенного пункта;

- режим нахождения людей в зданиях в течение суток и в зоне риска в течение года.

Перечисленные характеристики кратко называют пространственно-временными факторами.

Поражающие факторы чрезвычайных ситуаций имеют следующий характер: тепловой, химический, радиационный, биологический и механический.

В качестве поражающего фактора при расчёте последствий ЧС принимают фактор, вызывающий основные разрушения и поражения.

Поражающие факторы ЧС мирного и военного времени, их основные параметры приведены в табл.2.1.

Поражающие факторы и их основные параметры

Вид ЧС Поражающий фактор Параметр
Землетрясения Обломки зданий и сооружений Интенсивность землетрясения
Взрывы Воздушная ударная полна Избыточное давление на фронте воздушной ударной волны
Пожары Тепловое излучение Плотность теплового потока
Цунами; прорыв плотин Волна цунами; волна прорыва Высота волны; максимальная скорость волны; площадь и длительность затопления; давление гидравлического потока
Радиационные аварии Радиационное загрязнение Дозы облучения
Химические аварии Токсичные нагрузки Предельно допустимая концентрация, токсодоэа

МОДЕЛИ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Воздействия, связанные с чрезвычайными ситуациями (ЧС) мир-го и военного времени описываются в виде аналитических, табличных или графических зависимостей. Эти зависимости позволяет определить интенсивность поражающих факторов той или иной чрезвычайной ситуации в рассматриваемой точке. Зависимости, определяющие поля поражающих факторов при прогнозировании следствий ЧС, называют моделями воздействия, имея в виду то, чтоони характеризуют интенсивность и масштаб воздействия. Расчетные случаи можно свести к следующим типам моделей воздействия:

1. Информации, основанной на факте свершившейся ЧС. Характерными параметрами этой модели являются координаты центра очага, интенсивность или мощность воздействия, время.

2. Функции F(x, у, Ф), называемой функцией распределения случайной величины Ф, характерной для рассматриваемой чрезвычайной ситуации (рис. 2.1, а).

3. Функции f(x, у, Ф), называемой плотностью распределения и плотностью вероятности случайной величины Ф (рис. 2.1, б).

4. Воздействие может характеризоваться статистическим ма­териалом по данным натурных наблюдений. В регионе эти модели характерны для наводнений, цунами. Обычно эти модели приво­дятся в виде таблиц.

5. Интенсивность воздействия может быть задана на основа­нии наблюдений и заблаговременно проведённых расчётов (карта сейсмического районирования территории России, карта цунами-районирования). Для сейсмоопасных регионов составлены карты детального сейсмического районирования, а для городов проведе­но микросейсморайонирование. При микросейсморайонировании определяется сейсмичность отдельных площадок (кварталов) в пределах города. Обычно эти модели приводятся в графическом виде (в форме изолиний на картах) или в табличном виде.


Рис. 2.1. Законы распределения поражающих факторов

а - функция распределения; б - функция плотности распределения вероятностей;

х, у - координаты рассматриваемой точки;

Ф - поражающий фактор (случайная величина)

Функция распределения F(x, у, Ф) случайной величины, ха­рактерной для рассматриваемой ЧС, есть вероятность того, что случайная величина Ф в точке с координатами х, у примет зна­чение не выше заданной величины Ф3:

Читайте также: