Полная версия

Главная arrow Экология arrow Методы анализа и управления эколого-экономическими рисками

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методы прямого счета ущербов

Методы оценки ущербов зданиям и сооружениям от природных катастроф и техногенных аварий

Подходы к оценке ущербов от снижения качества окружающей среды, основанные на использовании методов прямого счета, достаточно широко применимы при оценке потерь объектов от техногенных аварий и природных катастроф. Это объясняется тем, что объекты (территориально-природные комплексы, предприятия, места проживания), несущие ущерб от такого рода событий, обычно характеризуются достаточно четкой структурой, стоимость элементов которой поддается более или менее точной оценке. При этом обычно потери элементов удается связать с силой события (мощностью землетрясения, силой взрыва, продолжительностью пожара).

Общей частью методов оценки ущерба является определение зоны распространения поражающих факторов и их силы, т.е. с учетом особенностей размещения в данной зоне различных элементов (объектов) вычисляется величина полученного ими физического (натурального) ущерба. В свою очередь, на основе структуры и величины натурального ущерба получают стоимостную оценку ущерба объекта. Для этого, напомним, необходимо предварительно сформировать систему исходных предпосылок, определяющих особенности формирования структуры ущерба и оценки стоимости каждой ее позиции (по понесенным затратам, упущенной выгоде, прямым потерям и т.п.).

Именно такие подходы используются при оценке степени повреждения (поражения) объектов при взрывах, землетрясениях, пожарах. Так, например, в МЧС России для оценки социально-экономического ущерба территории от сейсмического воздействия используется методика, в которой ущерб разделяется на две части: прямой и потенциальный.

Прямой ущерб включает в себя потери бюджетов органов управления различных уровней, обусловленные необходимыми затратами на ликвидацию последствий ЧС и сокращением налоговых поступлений: объем затрат на эвакуацию, расселение, питание населения, на оказание ему медицинской помощи, коммунальных услуг и единовременной материальной помощи, на проведение аварийно-спасательных и аварийно-восстановительных и других неотложных работ, а также объем социальных льгот и гарантий для обеспечения сохранения жизненного уровня пострадавшего населения, объем недополученных налоговых отчислений в федеральный бюджет и бюджет субъекта РФ.

Потенциальный ущерб означает прямые потери элементов территории и расходы, связанные с восстановлением функционирования основных хозяйственных систем и элементов: потери населения, потери трудовых ресурсов, ущерб социальной инфраструктуры, промышленности, транспортной системы, топливно-энергетического комплекса и других отраслей, ущерб состоянию окружающей среды и природным ресурсам региона.

Далее калькулируются ущербы по каждому элементу территориальной системы. Например, ущерб промышленности определяется как сумма стоимостных оценок восстановления поврежденных объектов и рабочего оборудования, поврежденной готовой продукции и сырья. Заметим, что в состав ущерба промышленности не включаются многие элементы косвенного ущерба (потери прибыли, дополнительные расходы, связанные с удорожанием доставки сырья работающим предприятиям и т.п.).

В свою очередь, стоимостная оценка восстановления поврежденных промышленных зданий и сооружений производится с учетом их типа, тяжести разрушения, площади и стоимости ее квадратного метра. Для этого используется следующая формула:

где Хж — стоимость восстановления зданий;

Ъу — доля зданий типа у, имеющих разрушения степени /', у = 1, 2, ..., к, ?= 1, ..., 5;

Sj — суммарная площадь зданий типа у на рассматриваемой территории;

С) — стоимость восстановления 1 м2 здания типа у;

w? средняя доля стоимости восстановления зданий в полной стоимости работ по их восстановлению вне зависимости от их типа в соответствии со степенью повреждения.

Аналогичная формула используется и при оценке стоимости восстановления жилых строений.

Стоимостные оценки ущербов промышленному оборудованию (Ало), готовой продукции (ЙГгп) и сырью с) предполагается определять пропорционально степени ущерба промышленным зданиям и сооружениям на основе усредненных соотношений между стоимостью промышленных зданий и стоимостью этих элементов, сложившихся в данном регионе до катастрофы:

где а, #2, — соответствующие значения коэффициентов пропорциональности между стоимостью рассматриваемых элементов производственного процесса и стоимостью зданий.

Заметим, что в рассматриваемой методике к ущербу зданий и сооружений привязаны и ущербы по многим другим позициям, и в первую очередь относительно населения и трудовых ресурсов, социальной инфраструктуры, затрат на восстановление и т.д. Как следует из выражения (6.7) стоимостной ущерб зданиям в методике связывается со степенью их разрушения, которая зависит от уровня их сейсмостойкости и силы (интенсивности) землетрясения.

Напомним, что под сейсмостойкостью понимается способность зданий, сооружений воспринимать, сохраняя свои эксплуатационные качества, инерционные нагрузки, порождаемые землетрясениями. Согласно Международной модифицированной шкале сейсмической интенсивности (ММ8К — 86) здания и сооружения делятся на две большие группы. В первую из них включены здания и сооружения традиционной постройки (без антисейсмических мероприятий), выдерживающие землетрясения силой от 4 до 6,5 баллов, во вторую — построенные по технологии сейсмостойкого строительства (с антисейсмическими мероприятиями), которые без серьезных повреждений выдерживают землетрясения от 7 до 9 баллов. В свою очередь, в зависимости от типа здания (дерево, кирпич, железобетон и т.п.) и технологии его строительства каждая из выделенных групп разбивается на несколько подгрупп. В результате количество групп зданий, различающихся по уровню сейсмостойкости по шкале силы землетрясений от 4 до 9 баллов, может составлять 10—15 (к= 10-15).

Состояние зданий и сооружений после землетрясения оценивается по пятибалльной шкале повреждений безотносительно их сейсмостойкости.

  • • первая степень (/ = 1) — легкие повреждения (трещины в штукатурке, в сопряжениях перекрытий, в переборках, карнизах и т.д.), а повреждения нарушенных конструкций отсутствуют; для ликвидации повреждений достаточен текущий ремонт;
  • • вторая степень (/ = 2) — умеренные повреждения (откалывание больших кусков штукатурки, выпадение кирпичей из труб, слабые повреждения несущих конструкций типа трещин в несущих стенах и т.п.); для ликвидации повреждений необходим капитальный ремонт;
  • • третья степень (/ = 3) — тяжелые повреждения (разрушения ограждающих конструкций зданий, обрушение части перегородок, значительные повреждения несущих конструкций, сквозные трещины в стенах и т.п.); для ликвидации повреждений необходим восстановительный ремонт зданий;
  • • четвертая степень (/ = 4) — разрушительные последствия (частичное разрушение несущих конструкций типа проемов в стенах, нарушение связей между частями зданий, обрушение крупных частей зданий); здания не восстанавливаются и подлежат сносу;
  • • пятая степень (/ = 5) — разрушения типа сплошного завала.

Степень разрушения зданий играет важную роль при оценке

стоимости восстановительных работ. На практике значение этого показателя (и>,), которое в формуле (6.7) выражено в долях полной стоимости восстановления здания, определяют эмпирическим путем. В частности, на основе данных наблюдений за последствиями землетрясений установили, что для всех типов аварий щ принимает следующие значения: и>1=0,015; м>2=0,15; и>з=0,50; и>4=0,85; м>5=1,0.

На практике невозможно с абсолютной точностью предсказать степень разрушения здания даже при известных силе землетрясения и его типе, поскольку на степень разрушения кроме силы землетрясения и сейсмостойкости зданий влияют также и другие факторы: отдаленность от эпицентра, структура земной поверхности, определенная набором климатических параметров грунта (ускорениями, скоростями, смещениями). Вследствие этого степень разрушения зданий в зоне воздействия землетрясения имеет вероятностный характер.

По данным многолетних наблюдений за последствиями землетрясений в мире, было установлено, что степень разрушения всех типов зданий в зоне землетрясения подчиняется закону распределения вероятностей Релея, в общем случае определяемому следующей формулой:

где Р<1 — вероятность повреждения здания со степенью, не превышающей /' при землетрясении у'-й интенсивности;

Уо, — максимально возможная интенсивность землетрясения, которая не приносит ущерб зданию;

Р — константа, значение которой определяется эмпирическим путем.

Путем обработки данных о последствиях землетрясений разной силы было установлено, что выражение (6.9) с учетом сейсмостойкости зданий имеет следующий вид:

где Jc — сейсмостойкость зданий (максимальная сила землетрясения, не причиняющая ущерб зданию).

На основании выражения (6.10) несложно определить вероятность повреждения здания именно /-й степени. Для этого может быть использована следующая формула:

Заметим, что для здания типа j (со сейсмостойкостью У,) значение Ру, определенное по формуле (6.11), в соответствии с законом распределения Бернулли равно значению показателя Ву из выражения (6.7).

Если в выражение (6.7) подставим известные значения показателей и>/, 5), Ср а также найденные с использованием формул (6.10) и (6.11) для землетрясений разрушительной силы (т.е. при 4,5 В у, то получим значения стоимостных характеристик возможного ущерба зданиям и сооружениям, расположенным на рассматриваемой территории в виде функции, единственным аргументом которой является сила землетрясения, т.е.

На основании изложенного подхода могут быть оценены ущербы от землетрясений различной силы и другим строительным сооружениям, например трубопроводам. Их состояние поеле землетрясения обычно оценивают по четырехбалльной шкале (/= 1,2,3,4). При этом обычно сейсмостойкость трубопроводов на единицу выше сейсмостойкости соответствующих им зданий. С учетом этой поправки для определения экономического ущерба трубопровода может быть также использовано выражение, аналогичное формуле (6.7):

где dy — доля трубопроводову'-го типа с /-й степенью разрушения;

Lj — суммарная длина трубопроводов у-го типа;

qj — средняя стоимость восстановления 1 пог. м трубопровода типа у;

vz — усредненная доля стоимости восстановления трубопровода в полной стоимости работ по их восстановлению вне зависимости от их типа в соответствии со степенью их повреждений.

Значения dq определяются согласно формулам (6.10) и (6.11) с учетом того, что сейсмостойкость трубопроводов принята на единицу выше, чем сейсмостойкость аналогичных им зданий.

Методы прямого счета ущербов строительным конструкциям применяются и при оценке экономических последствий других неблагоприятных событий антропогенного и природного характера — взрывов, пожаров, смерчей и т.п. В частности, при анализе степени повреждения зданий и сооружений от воздействия ударной волны, образующейся после взрыва, принимаются во внимание следующие факторы.

1. Прежде всего обращается внимание на тип ударной волны: длинная или короткая. Основным параметром, влияющим на степень разрушения зданий и сооружений при длинной волне, является избыточное давление на фронте волны. Сила воздействия коротких волн на строительные конструкции зависит кроме того и от продолжительности фазы сжатия волны, предопределяемой удалением от центра взрыва и его мощностью.

Заметим, что волна характеризуется как длинная, если продолжительность ее фазы сжатия существенно превышает продолжительность процесса повреждения (разрушения) здания, сооружения.

2. Для длинных волн /-й уровень повреждения для у-го типа зданий может быть определен на основе формулы, выведенной с использованием методов гидродинамики и обработки эмпирических данных:

где Д(2ф и ?>ф — полное давление на фронте воздушной ударной волны на приведенном расстоянии Яф от центра взрыва (Д?>ф = ?>ф — 0а, где ?>а — атмосферное давление);

Д0уср — среднеарифметическое давление, усредненное для у'-го типа зданий, по уровню разрушения равное:

где /= 1, 2, 3, 4, т.е. уровни повреждения от взрыва подразделяются на четыре группы, а не на пять как в случае землетрясения.

Яф определяется как отношение фактического расстояния от центра взрыва объекта к кубическому корню из количества взрывчатого вещества в тротиловом эквиваленте согласно следующей формуле:

где qm — количество приведенного взрывчатого вещества в тротиловом эквиваленте (кг);

Яф — фактическое расстояние от здания до центра взрыва.

Значения Д0ф и Д0уср определяются на основании законов распределения воздушной ударной волны в атмосфере и обработки результатов измерения последствий их влияния на типовые постройки.

3. Выражение (6.13) является базовым при расчете уровней повреждений зданиям и сооружениям и в случае коротких волн. Однако в этом случае при определении величины полного давления необходимо учитывать влияние продолжительности фазы сжатия волны. Не вдаваясь в вопросы гидродинамики, отметим, что в практических расчетах это делается путем умножения значения А 0/7, полученного для длинных волн, на поправочный коэффициент Ау/, учитывающий влияние на уровень разрушения продолжительности фазы сжатия волны, силы взрыва и приведенного расстояния от его центра:

Заметим, что уровень повреждения /ф здания у-го типа от воздействия ударной волны, вообще говоря, имеет случайный характер. Это вызвано тем, что значения Д0ф и Д0уср, а также константы 0,37, 0,07 и Кр в выражениях (6.13) и (6.16), определяемые на основе законов гидродинамики и методов обработки эмпирических данных, являются в определенной мере случайными величинами, которые предопределены различиями однотипных зданий по величине износа, качеству выполнения строительных работ, свойствам строительных материалов и т.п. Вследствие этого полученные значения повреждений /ф для всех типов зданий следует рассматривать как средние величины.

На основании значений уровней повреждения зданиям различного типа, расположенным в зоне влияния взрыва, определяются значения /)у„ и для оценки экономического ущерба может быть применена формула (6.7).

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>