CC BY
11УДК 614.87
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УРАГАНОВ НА ОБЪЕКТЫ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
Хурамов Сергей Сергеевич, студент, направление подготовки 20.03.01 Техносферная безопасность, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: khuramoff@mail.ru
Горшенина Екатерина Леонидовна, кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: knicola@mail.ru
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы прогнозирования воздействия ураганов на объекты народного хозяйства, оценка степени разрушения зданий и сооружений, проведены расчеты количества безвозвратных и санитарных потерь среди населения. Актуальность исследования обусловлена ежегодным ростом количества, увеличением силы и интенсивности ураганов и других метеорологических чрезвычайных ситуаций, связанных с повышением скорости ветра. Целью данной статьи является рассмотрение возможных сценариев воздействия урагана на объекты народного хозяйства и население территории г. Оренбурга. Были использованы следующие методы исследования: анализ научной и методической литературы, систематизация, обобщение, математическое моделирование.
Ключевые слова: ураганы, прогнозирование, анализ, чрезвычайная ситуация, безопасность в чрезвычайных ситуациях, стихийные бедствия, прогноз.
Для цитирования: Хурамов С. С., Горшенина Е. Л. Прогнозирование воздействия ураганов на объекты народного хозяйства // Шаг в науку. - 2021. - № 2. - С. 60-63.
FORECASTING THE IMPACT OF HURRICANES ON FACILITIES OF NATIONAL ECONOMY
Khuramov Sergey Sergeevich, student, training program 20.03.01 Technosphere safety, Orenburg State University, Orenburg e-mail: khuramoff@mail.ru
Gorshenina Ekaterina Leonidovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Life Safety, Orenburg State University, Orenburg e-mail: knicola@mail.ru
Abstract. The article deals with the issues offorecasting the impact of hurricanes on the objects of the national economy, assessment of the degree of destruction of buildings and structures, calculations of the number of irrecoverable and sanitary losses among the population are carried out. The relevance of the study is due to the annual increase in the number, increase in the strength and intensity of hurricanes and other meteorological emergencies associated with an increase in wind speed. The purpose of this article is to consider possible scenarios of the impact of a hurricane on the objects of the national economy and the population of Orenburg. The following research methods were used: analysis of scientific and methodological literature, systematization, generalization, mathematical modeling.
Key words: hurricanes, forecasting, analysis, emergency situation, safety in emergency situations, natural disasters, forecast.
Cite as: Khuramov, S. S., Gorshenina, E. L. (2021) [Forecasting the impact of hurricanes on facilities of national economy]. Shag v nauku [Step into science]. Vol. 2, рр. 60-63.
На сегодняшний день одной из наиболее актуальных проблем, которой необходимо уделять особое внимание, является проблема возникновения природных метеорологических чрезвычайных ситуаций (ЧС). Зачастую они причиняют огромный урон объектам экономики и нарушают нормальную жизнедеятельность общества, поэтому Совет Безопасности Российской Федерации относит их к чи-
слу важнейших стратегических рисков страны [4].
В соответствии с ГОСТ Р 22.0.02-2016 природными чрезвычайными ситуациями называют явления, связанные с проявлением стихийных сил природы. Одной из особенностей природных ЧС является внезапность их возникновения, хотя некоторые из них, например, ураганы, человек смог научиться прогнозировать.
Ураган - это гигантский атмосферный вихрь разрушительной силы со скоростью более 32 м/с [3]. Для характеристики ураганов используют несколько параметров - скорость, продолжительность действия и площадь, охваченная им. Формирование урагана обычно происходит в зонах соприкосновения теплых и холодных воздушных масс в тропических районах, где они имеют наибольшую разрушительную силу [7]. Самым мощным ураганом в 2020 году является ураган «Лаура»1, сформировавшийсяв Атлантике 20 августа, максимальная зарегистртрован-ная скорость - 240 км/ч (67 м/с), нанесший ущерб на сумму 19,1 млрд долларов и унесший жизни 77 человек. В нашей стране ураганов такой скорости не бывает, воздушные массы во время рвижения подстраиваются под местные климатические условия [7]. Однако воздушные потоки за последние 30 лет сильно поменялись, поэтому в наших широтах в ряде регионов участились резкие перепады погоды и сильные разрушительные штормовые по^вы. Также причиной этого является глобалвоое повс-пление: климат становится менее устойчивым и менее предсказуемым. Некоторые ученые считают,что ухудшение климата и частые сильные ветрынтви-мую связаны с вырубкой лесов. Наиболее опасным регионом в России является тихоокеанское побережье. Нередко ураганы появляются в районах арктит ческих морей, Черного моря, а также на территориях Поволжья, Центрального округа и республни Северного Кавказа. Зачастую они сопровождаются ливнями, снегопадами, градом, возникновенвс-т пыльных и снежных бурь [1].
На территории Оренбургской области таоже ежегодно фиксируются опасные метеорологические явления, связанные с повышением скорости веорс. Так, в июле 2016 года в Бугурусланском, Илекском, Первомайском, Тоцком районах, в Сорочинском городском округе были зафиксированы порывы ветра более 20 м/с. Вследствие этого произошло повреждение крыш жилых домов и администрт-тивных зданий. В селе Романовка из-за обрыва проводов мужчина был поражен электрическим током. В июне 2018 года сильный ветер и ливеив сорли причиной падения 50 деревьев и аварийному отключению электрической энергии. В сентябре 2019 года сильный ветер со скоростью более 26 м/с повредил крыши и сайдинг зданий, из-за упавших дереввии были повреждены два транспортных средства.
Для определения влияния поражающего действия на объекты народного хозяйства, жизнедеятельность населения и координацию действия сил, привлекаемых для ликвидации последствий, осуществляется прогнозирование, мониторинг
и оценка обстановки. Под прогнозированием понимается процесс определения риска возникновения чрезвычайной ситуации, в результате которого удается получить воображаемые данные о будущем состоянии каких-либо объектов, рассчитать ущерб и потери населения, с целью заблаговременного принятия мер по предупреждению и смягчению последствий ЧС [6].
Зачастую под прогнозированием обстановки при *фезвопсшноР сизуациы подраво-ыевают выявление и оесыну обстанипви по прагнозс Данный процесс осуществляется в 3 этапа. При выявлении обстановки собираются и анализируются исходные данныт ы ЧС,ипредоАРатАв еыощадьи размер зонА1днйснвыя, атакыЕнанесенин их нсрюор-кздn ту. Во время оценки обстановки решаются задачи по выявлению воздействия вредных факторов на объекты народного хозяйства и жизнедеятельность населения, решаются вопросы по привлечению сил ие^дств дог ликвидации последствир [6 ].
Цвесю дннного иввлеровання дал яется прогнозирование воздействия ураганов на объекты народного хозитеава на тeppв:лтпрн г. Орлнсурге, оценка, стевте-ни разрушенинздаааР и потерь срыли нссeлeннл.
Для достижения цели рассмотрим возможный сценарий воздействия урагана со скоростью 45 м/с иaтeppыторыи и Ыиенбууга (население 572 тыс. человек). Застройка г. Оренбурга включает в себя:
- pcнлиндыссыуис0пaнeлтлnтeжулр-e .даннс;
- многоэтажные и малоэтажные жилые ком-олениыиз клфпиоа;
- различные легкие и тяжелые промышленные CдаошА;
- административные здания;
- тpтулатpмотаpные подстанции;
- воздушные линии электропередач и воздушные линии связи.
Время распределения населения в городе соответствует часу дня.
ыРослнсно ы^лтарным нормам и привианм на территории Российской Федерации все здания и строения рассчитаны на максимальное значение всз^ст и ветра равное:
V = = ^2-8 50/ 1,2 2 = 3 7,3 м/ с..
В соответствии с Методикой оценки последствий ураганов ВНИИ ГОЧС [2], при воздействии урагана такой скорости ветра жилые здания и воздушные линии связи получат сильные разрушения, промышленные и административные здания, линии электропередач - средние, трансформаторные подстанции - слабые разрушения (рисунок 1).
1 Двойной шторм: по США ударил ураган «Лаура» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gazeta.ru/
social/2020/08/27/13213201.shtml (дата обращения: 09.03.2021).
Тип элемента Скорость ветра, м/с
20. ..25 25...30 30...35 35...40 40...45 45...50 50...55 55...60
Кирпичные малоэтажные здания
Кирпичные многоэтажные здания
Крупнопанельные жилые здания
Административные здания с металлическим и железобетонным каркасом
Легкие промышленные здания
Тяжелые промышленные здания
Воздушные ЛЭП
Воздушные линии связи
Трансформаторные подстанции закрытого типа
слабые разрушения
средние разрушения
сильные разрушения
полные разрушения
Рисунок 1. Степень разрушения объектов при различных ветровых нагрузках2
В соответствии с вышеуказанной методикой расчета в час дня в жилых зданиях будет находиться 160160 человек (28% населения города), в административных и производственных помещениях 297440 человек (52% населения), в транспорте 40040 человек (7% населения), на улице оставшиеся 74360 человек (13% населения).
1. Рассчитаем потери среди населения, находящегося в жилых домах в момент наступления урагана. Согласно методике оценивания, вероятность общих потерь среди населения при сильных разрушениях жилых зданий равняется - 60%, а безвозвратных потерь - 15%.
Общая численность пострадавших людей в жилых зданиях будет равняться 160160 • 0,6 = 96096 человек; безвозвратные потери (число погибших и без вести пропавших людей на момент наступления ЧС) - 160160 • 0,15 = 24024 человека; санитарные потери (число людей получивших травмы, но оставшихся в живых) - 96096 - 24024 = 72072 человека.
2. Рассчитаем потери населения, находящегося в момент наступления ЧС в промышленных и административных зданиях. Средние разрушения этих зданий подразумевают вероятность общих потерь 30%; вероятность безвозвратных потерь 8%.
Общая численность пострадавших людей в промышленных и административных зданиях будет равняться 297440 • 0,3 = 89232 человека; безвозвратные потери - 297440 • 0,08 = 23796 человек; са-
нитарные потери - 89232 - 23796 = 65436 человек.
Без учета людей на улице и в транспорте общие потери населения будут равны: 96096 + 89232 = 185328 человек; безвозвратные потери: 24024 + 23796 = 47820 человек; санитарные потери:185328- 47820= 137508человек.
Большие санитарные потери связаны с тем, что невозможно учесть работу властей и служб, которые после штормового предупреждения начнут выполнять работу по защите населения и объектов экономики. Также в имеющихся методических указаниях ВНИИ ГОЧС не учитываются потери среди населения, находящегося на момент возникновения ЧС на улице и в транспорте, что также влияет на точность прогноза [5].
Большую угрозу для населения представляют опасные производственные объекты, объекты коммунального хозяйства и энергетики, большое количество химически, биологически, пожаро- и взрывоопасных производств. На территории Оренбургской области располагается более ста опасных производственных объектов с возможным запасом химически опасных веществ (ХОВ) более 30-35 тыс. тонн. Под действием разрушительной силы урагана появляется риск возникновения здесь аварий, сопровождающихся пожарами, взрывами и выбросом в окружающую среду опасных химических веществ.
На основе проведенных исследований по прогнозированию и оценке воздействия ураганов на
2 Разработано автором на основе «Проблемы защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях в условиях
современных вызовов и угроз: Справочное пособие / Под общ. Ред. И. В. Сосунова / МЧС России. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2017. 452 с.
объекты народного хозяйства можно сделать несколько выводов.
1. Большие потери населения характеризуются достаточно небольшой строительной прочностью зданий, которая рассчитана на максимально возможное значение скорости ветра равное 37,3 м/с.
2. Необходимо проводить работу по повышению надежности действующих производственных объектов.
3. Необходимо проведение мероприятий, направленных на снижение возможных потерь и разрушений от поражающих факторов ураганов.
4. Анализ существующих методических ука-
заний показал существование проблем прогнозирования влияния ветровых нагрузок на сооружения и территории.
В заключении необходимо отметить, что прогнозирование и оценка обстановки при возникновении чрезвычайных ситуаций является очень трудоемким и сложным процессом. Этим занимается целый ряд различных учреждений и организаций [6]. Применение персональных компьютеров и геоинформационных систем с необходимым программным обеспечением, наземных и авиационных средств значительно упрощает и ускоряет процесс прогнозирования обстановки в чрезвычайной ситуации.
Литература
1. Акимов В. А. Опасные гидрометеорологические явления на территории России: монография. -Москва: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009. - 316 с.
2. Дейкова Т. Н. Прогнозирование последствий ураганов // Актуальные проблемы современной науки. - 2017. - № 4(95). - С. 355-358.
3. Лучков Б. И. Можно ли укротить ураганы? // Астрофизика и космофизика. - 2005. - №2 7. - С. 61-62.
4. Порфирьев Б. Н. Природные и техногенные катастрофы: последствия для населения и экономики // Экономика и управление. - 2014. - № 4. - С. 4-13.
5. Пчелкин В. И. Проблема мониторинга опасных ветровых нагрузок на сооружения и пути ее решения // Технологии гражданской безопасности. - 2012. - № 4. - С. 44-47.
6. Ромашин В. В., Арутюнян Е. Г., Кузнецова Ю. В. Теоретические основы прогнозирования последствий природно-техногенных чрезвычайных ситуаций // Вестник Томского государственного университета. - 2009. - № 319. - С. 207-208.
7. Смерек Ю. Л., Шмигельский В. А. Прогнозирование тяжелых конвективных бурь // Наука. Инновации. Технологии. - 2019. - № 2. - С. 115-123.
Статья поступила в редакцию: 15.03.2021; принята в печать: 21.05.2021.
Авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
