Утверждены
Постановлением
Госатомнадзора
России
от 28 декабря 2001
г. N 17
Введены в действие
с 1 марта 2002 года
РУКОВОДСТВА ПО БЕЗОПАСНОСТИ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ ХАРАКТЕРИСТИК
СМЕРЧА ДЛЯ ОБЪЕКТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ
РБ-022-01
Настоящее
Руководство по безопасности содержит рекомендации по определению расчетных
характеристик смерчей для территорий размещения и сооружения объектов
использования атомной энергии.
Руководство
разработано с учетом обобщения опыта оценки смерчеопасности при проведении
исследований площадок атомных станций.
Руководство
разработано в НТЦ ЯРБ Госатомнадзора России.
СПИСОК
СОКРАЩЕНИЙ
АЭП - ФГУП (федеральное государственное
унитарное предприятие)
"Атомэнергопроект"
ИГ
АН - Институт географии Академии
наук СССР
ЛЭП - линия электрических передач
МАГАТЭ - Международное агентство по атомной
энергии
ОИАЭ - объекты использования атомной энергии
СНиП - строительные нормы и правила
ТЭО - технико-экономическое обоснование
ОСНОВНЫЕ
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Вихрь - атмосферное
образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или наклонной
оси.
Выбор площадки -
процесс выбора подходящей площадки для ОИАЭ, включая соответствующую оценку и
определение критериев, закладываемых в проектные основы.
Зона повышенной
смерчеопасности - территория с повышенной площадной вероятностью появления
смерчей.
Класс интенсивности
смерча - универсальная характеристика, определяющая основные динамические
параметры смерчевого вихря. Устанавливается по F - шкале Фуджиты на основе
количественных и качественных описаний последствий прохождения смерча.
Консервативный
подход - подход к проектированию и конструированию, когда для параметров и
характеристик, входящих в проектные основы ОИАЭ, принимаются значения и пределы,
заведомо приводящие к результатам, имеющим избыточную (большую) степень
надежности проектных и конструкторских решений.
Район размещения и
сооружения ОИАЭ - территория, включающая площадку АС, на которой проявляются
или могут проявиться явления, процессы или события, способные оказать влияние
на безопасность АС.
Смерч (торнадо,
тромб) - сильный, обладающий большой разрушительной силой маломасштабный
атмосферный вихрь диаметром до 1000 м, в котором воздух вращается с большой
скоростью (до 100 м/с).
Смерчеопасное
событие - прохождение через территорию размещения ОИАЭ смерча, способного
вызвать повреждения ОИАЭ с возможными радиационными последствиями.
Смерчеопасный район
- территория, на которой вероятность прохождения смерчей через фиксированную
точку превышает допустимый предел смерчеопасного события.
Эффективный период
наблюдений - интервал времени, в течение которого частота появления смерчей в
районе постоянна и совпадает с частотой появления смерчей в течение периода
регулярных наблюдений.
1.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Настоящее
Руководство содержит рекомендации, как проводить исследования по определению
опасности смерчей с целью реализации требований п. 2.1 и раздела 4 федеральных
норм и правил в области использования атомной энергии "Учет внешних
воздействий природного и техногенного происхождения на ядерно- и радиационно
опасные объекты" и пп. 1.2 и 3.2.4 федеральных норм и правил в области
использования атомной энергии "Размещение атомных станций. Основные
критерии и требования по обеспечению безопасности".
1.2. Настоящее РБ
устанавливает рекомендации по оценке смерчеопасности территорий размещения и
сооружения ОИАЭ, составу расчетных характеристик и методике их определения.
1.3. Настоящее РБ
содержит рекомендации по этапам получения расчетных параметров смерчей и
подходам к выполнению этапов анализа смерчеопасности.
1.4. Назначение
настоящего РБ - оценка расчетных параметров смерчей, необходимых для
установления нагрузок на здания и сооружения ОИАЭ, важные для безопасности, и
разработки технических и организационных мер защиты систем и элементов ОИАЭ,
важных для безопасности, в целях обоснования пригодности площадки для
размещения, сооружения и эксплуатации ОИАЭ.
1.5. Настоящее РБ
не ограничивает право проектно-изыскательских и эксплуатирующих организаций на
выбор методики оценки смерчеопасности и определения расчетных параметров
смерчей. Примененный ими расчетный метод должен обосновываться в программе
работ по определению или уточнению смерчеопасности территории размещения ОИАЭ и
в материалах по обоснованию безопасности ОИАЭ.
2.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭТАПАМ ОЦЕНКИ СМЕРЧЕОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИИ
2.1. Оценку
смерчеопасности территорий размещения и сооружения ОИАЭ и расчетных параметров
смерчей рекомендуется проводить в четыре этапа:
а) предварительная
оценка смерчеопасности;
б) определение
смерчеопасности с учетом анализа имеющихся каталогов смерчей;
в) проведение работ
с целью сбора дополнительных к каталогу данных о прохождении смерчей в районе
размещения и сооружения ОИАЭ и определение расчетных параметров смерчей с
учетом дополнительных данных;
г) уточнение
смерчеопасности и расчетных параметров смерчей с учетом мониторинга смерчей в
рамках мониторинга опасных атмосферных явлений на исследуемой территории
размещения и сооружения ОИАЭ.
3.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СМЕРЧЕОПАСНОСТИ
3.1.
Предварительная оценка смерчеопасности предполагаемой территории размещения
ОИАЭ выполняется на стадии декларации о намерениях строительства.
3.2. Определение
расчетных характеристик смерчей в пределах предполагаемой территории размещения
ОИАЭ проводится на основе:
использования
схематической карты районирования территории бывшего СССР по смерчеопасности
согласно приложению 1 (не приводится);
распределения
зарегистрированных смерчей на территории СССР (до 1991 г.) и Российской
Федерации и стран СНГ (с 1991 г. по настоящее время) по данным каталога смерчей
согласно Приложению 2.
3.3. Если район
предполагаемого размещения ОИАЭ по карте приложения 1 относится к зоне
повышенной смерчеопасности (А, Б, В) или к смерчеопасному району (с индексами
IБ, IВ, IГ, IД, IЕ, IIА, IIБ, III, VВ), то это определяет необходимость учета
нагрузок и воздействий от вероятного смерча при проектировании зданий и
сооружений ОИАЭ, важных для безопасности, а также разработки технических и
организационных мер защиты систем и элементов ОИАЭ, важных для безопасности.
Основные характеристики смерчей определяются из таблицы справочного Приложения
3.
3.4. На основании
анализа карты приложения 1 для зон повышенной смерчеопасности (А, Б, В) и
смерчеопасных районов (с индексами IБ, IВ, IГ, IД, IЕ, IIА, IIБ, III, VВ) по
данным справочного Приложения 3 определяются предварительные характеристики
смерчеопасности:
годовая вероятность
P возникновения смерчеопасного
события в районе
S
предполагаемого
размещения ОИАЭ в
пределах окружающей площадку
объекта
территории площадью 1000 кв. км;
расчетные характеристики вероятного
смерча, включая k , V
, U ,
P P P
ДЕЛЬТА p .
P
3.5. При
рассмотрении варианта размещения ОИАЭ в горном районе (приложение 1) количественная
оценка смерчеопасности не проводится, район принимается несмерчеопасным.
3.6. Территория
размещения ОИАЭ, расположенная в пределах несмерчеопасного района (с индексами
IА, IБ, IVВ, VА, VБ, VГ), принимается безопасной по вероятным воздействиям смерчей.
3.7.
Смерчеопасность территории размещения ОИАЭ, расположенной в пределах
малоизученного района (с индексом IIВ), на данной стадии не определяется. Это
производится на последующих стадиях проектирования.
3.8. Для
обеспечения консервативной оценки параметров смерчей территории размещения
ОИАЭ, расположенной в пограничной зоне двух районов (зон), расчетные
характеристики смерчеопасности принимают по данным района (зоны), имеющего
более высокую степень смерчеопасности. Шириной пограничной зоны следует считать
расчетную длину пути смерча максимального наблюденного в этих районах класса.
4. АНАЛИЗ
КАТАЛОГА СМЕРЧЕЙ
4.1. Оценку
смерчеопасности территории размещения ОИАЭ и расчетные параметры смерчей на
стадии разработки обоснований инвестиций (включая отвод земли под выбранную
площадку размещения ОИАЭ) следует проводить с учетом данных каталога смерчей на
территории бывшего СССР (Приложение 4) и на территории Российской Федерации за
период 1987 - 2001 гг. (Приложение 5).
4.2.
Распределение зарегистрированных смерчей на территории Российской Федерации и
стран СНГ в соответствии с анализом каталога смерчей на территории бывшего СССР
по всем выделенным на карте приложения 1 зонам и районам приводится в таблице
Приложения 2. При выполнении расчетов для конкретной территории объекта эта
таблица должна быть дополнена с учетом выборки данных из каталога смерчей на
территории Российской Федерации за период 1987 - 2001 гг. (Приложение 5). С
учетом дополнительных данных о прохождении смерчей оценка смерчеопасности
территории и расчетные параметры смерчей определяются расчетом в соответствии с
рекомендациями раздела 7 настоящего РБ и Приложений 6 и 7.
4.3. Территория,
расположенная в пределах малоизученного района (с индексом IIВ по карте
приложения 1), может быть принята на этом этапе несмерчеопасной при получении
данных об отсутствии в этом районе смерчей за период, начиная с 1987 года по
2001 год (Приложение 5), и за последующие годы, не указанные в каталогах, по
данным дополнительных исследований. В случае получения дополнительных данных о
прохождении смерчей степень смерчеопасности территории должна устанавливаться
расчетным путем также в соответствии с рекомендациями раздела 7 настоящего РБ и
Приложений 6 и 7.
5. СБОР ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ О ПРОХОЖДЕНИИ СМЕРЧЕЙ
5.1.
Смерчеопасность и параметры смерчей на территории размещения ОИАЭ с учетом
дополнительных данных определяются на стадии разработки, согласования и
утверждения проектной документации (ТЭО/проекта).
5.2. На этой стадии
следует проводить дополнительные изыскания по сбору данных о прохождении
смерчей в районе размещения и сооружения ОИАЭ с целью получения уточненного
каталога смерчей, определения уточненных характеристик смерчеопасности и
параметров смерчей в соответствии с рекомендациями, изложенными в пункте 4.2.
5.3. Территория
размещения ОИАЭ, расположенная в пределах малоизученного района (с индексом IIВ
по карте приложения 1), принимается несмерчеопасной при получении данных об
отсутствии в этом районе смерчей, начиная с 1987 г. (год составления каталога
смерчей - Приложение 4) по год проведения дополнительных исследований (с учетом
материалов каталога смерчей на территории Российской Федерации за период 1987 -
2001 гг. (Приложение 5)). В случае получения дополнительных данных о прохождении
смерчей степень смерчеопасности территории должна устанавливаться также
расчетом в соответствии с рекомендациями раздела 7 настоящего РБ и Приложений 6
и 7.
5.4. Дополнительные
изыскания по сбору данных о прохождении смерчей в районе размещения ОИАЭ и уточнение
каталога смерчей рекомендуется проводить в пределах границ данной зоны
смерчеопасности по карте приложения 1.
6.
МОНИТОРИНГ СМЕРЧЕЙ
6.1. Уточнение
смерчеопасности и параметров смерчей с учетом мониторинга смерчей в рамках
мониторинга опасных атмосферных явлений на исследуемой территории размещения
ОИАЭ осуществляется на стадии составления рабочей документации.
6.2. На стадии
составления рабочей документации продолжается сбор данных о последствиях
прохождения смерчей в районе размещения ОИАЭ и пополнение каталога смерчей.
6.3. С учетом
данных мониторинга смерчей и пополнения каталога смерчей уточняются
характеристики смерчеопасности и параметры смерчей путем расчета в соответствии
с рекомендациями раздела 7 настоящего РБ и Приложений 6 и 7.
6.4. Мониторинг
смерчей в районе размещения ОИАЭ также следует проводить в границах данной зоны
смерчеопасности по карте приложения 1.
7. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ХАРАКТЕРИСТИК
СМЕРЧЕОПАСНОСТИ
ТЕРРИТОРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ОИАЭ
С УЧЕТОМ ПОПОЛНЕНИЯ
КАТАЛОГА СМЕРЧЕЙ
7.1. На основании
информации, полученной на этапе дополнительного сбора данных о прохождении
смерчей и пополнения каталога смерчей, определяются уточненные расчетные
параметры максимального смерча, закладываемые в проектные основы.
7.2.
Смерчеопасность территории следует оценивать на основе данных об интенсивности
смерча, определяемой его классом.
7.3. Класс
интенсивности определяет основные динамические параметры смерчевого вихря. Он
устанавливается по F - шкале Фуджиты (таблица справочного Приложения 8) на
основе количественных и качественных описаний последствий прохождения смерча.
7.4. На основании
класса интенсивности определяются следующие производные характеристики смерчей:
максимальная горизонтальная скорость
вращательного движения стенки
смерча V, м/с;
поступательная скорость движения смерча U, м/с;
длина
L и ширина W пути прохождения смерча;
k k
перепад
давления между периферией и центром вращения воронки ДЕЛЬТА.
7.5. Диапазоны
изменения характеристик V , U , L
, W , ДЕЛЬТА p для
k k k
k k
различных
классов интенсивности приведены в таблице справочного Приложения
9, основанием которой явилась шкала Фуджиты -
Пирсона [3].
7.6. Расчетный
класс интенсивности максимального вероятного смерча на территории размещения
ОИАЭ определяется в соответствии с рекомендациями Приложения 6.
7.7. Расчетные
параметры смерчей определяются исходя из класса его интенсивности в
соответствии с рекомендациями Приложения 7.
7.8. Статистические данные
о прохождении смерчей
над территорией
выбранной
площадки размещения и
сооружения ОИАЭ определяют
решение о
принятии
допустимого предела вероятности
возникновения смерчеопасного
-4
события P . С учетом рекомендаций [1] P следует принимать равным 10 .
0 0
7.9. Расчетные параметры смерчей, принимаемые в
проектные основы ОИАЭ,
следует
определять с учетом
принятого допустимого предела вероятности
возникновения
(порогового уровня вероятности)
смерчеопасного события
-4
P >=
10 .
0
7.10. Смерчеопасность территории
размещения ОИАЭ оценивается путем
установления
годовой вероятности P
возникновения смерчеопасного события в
S
районе
размещения и сооружения ОИАЭ в пределах окружающей площадку объекта
территории площадью 1000 кв. км.
7.11. Если
для района размещения ОИАЭ в
пределах окружающей площадку
объекта территории площадью 1000 кв. км,
расположенной в зоне с однородными
физико-географическими условиями образования смерчей (карта
приложения 1),
установлена
годовая вероятность прохождения смерчей более Р (P
> P ), то
0 S 0
территория
является смерчеопасной, что
требует определения основных
характеристик смерчей.
7.12. При
выполнении расчетов следует руководствоваться рекомендациями Приложений 6 и 7,
таблицами справочных Приложений 2, 3, 8 - 10 и данными каталогов смерчей
(справочные Приложения 4 и 5).
7.13. Выбор
подходов, полнота используемой информации, строгость анализа при оценке и учете
расчетных характеристик и параметров смерчей определяют ответственность как
проектирующей, так и эксплуатирующей организаций. Корректность примененного
подхода оценивается в зависимости от конкретного ОИАЭ, размещенного в данных
природно-географических условиях.
8.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЧЕТУ СМЕРЧА
ПРИ СООРУЖЕНИИ И
ЭКСПЛУАТАЦИИ ОИАЭ
8.1. На
этапах разработки проекта ОИАЭ, а также проекта реконструкции ОИАЭ
рекомендуется выполнять дополнительные изыскания с целью получения уточненного
каталога смерчей (раздел 5). Информацию о результатах дополнительных изысканий
следует представлять в "Отчете по обоснованию безопасности".
8.2. В
случае если информация о смерчеопасности в районе размещения ОИАЭ на основании
каталога свидетельствует о значимых событиях, следует выполнять уточняющий
расчет параметров смерча для проектных основ. Результаты работ по этому этапу
также следует приводить в "Отчете по обоснованию безопасности".
8.3. При
изменении проектных параметров смерча следует выполнять оценку безопасности
ОИАЭ для оценки достаточности проектно-конструкторских решений ОИАЭ и
организационно-технических мероприятий на площадке ОИАЭ. Результаты работ по
данному этапу следует представлять в "Отчете по обоснованию
безопасности".
8.4. Работы,
предусмотренные в пунктах 8.1, 8.2, 8.3, целесообразно выполнять периодически
для подтверждения защищенности ОИАЭ от воздействий смерчей.
8.5. При сооружении
ОИАЭ предусматривается обеспечение смерчестойкости систем и элементов ОИАЭ,
важных для безопасности.
8.6. При оценке
смерчеопасности территории сооружения ОИАЭ следует учитывать:
давление ветра,
вызываемое прямым воздействием воздушного потока;
давление, связанное
с изменением поля атмосферного давления по мере прохождения смерча;
ударные силы,
вызываемые летящими предметами при прохождении смерча.
8.7. Максимальное
расчетное значение ветрового давления при воздействии смерчей следует учитывать
в виде векторной суммы максимальной горизонтальной скорости вращательного движения
стенки смерча V и поступательной скорости движения смерча U. Определение
ветрового давления при воздействии смерча проводится в соответствии с
рекомендациями [4, 5].
8.8. Перепад
атмосферного давления в зависимости от расстояния (радиуса) r от центра вихря
смерча определяется соотношением [4]:
2
V 2
m r
p (r) = ро -- (2 - --); 0 <= r <= R , (1)
a 2
2 m
R
m
2 2
V R
m m
p (r) = ро -- х --; r >= R
, (2)
a 2
2 m
r
где:
V - максимальная тангенциальная скорость ветра;
m
R - радиус,
соответствующий максимальной скорости вращения воздушного
m
потока;
ро -
плотность воздуха.
Для закрытых
сооружений, где внутреннее
давление остается равным
атмосферному
до прихода смерча,
максимальное давление на сооружение в
макс 2
результате перепада давления при r = 0 становится
равным p = p V .
S m
Для полностью
открытых сооружений нагрузка от перепада давления принимается равной нулю. Для
сооружений с проемами избыточное давление, действующее на наружные стены,
определяется с учетом перепада давлений во внутренних помещениях сооружений при
прохождении смерча.
8.9. При анализе
параметров смерчеопасности территории сооружения ОИАЭ следует учитывать,
начиная с 3 класса интенсивности смерча, предметы, переносимые смерчем, в
соответствии с рекомендациями МАГАТЭ [3]:
автомобиль массой
1800 кг;
200 мм бронебойный
артиллерийский снаряд массой 125 кг;
сплошная стальная
сфера диаметром 2,5 см.
Площадь действия
нагрузки принимается равной площади поперечного сечения предмета. Направление
движения предмета при соударении с сооружением принимается наиболее
неблагоприятным, т.е. перпендикулярным к наружной поверхности сооружения. Место
соударения может быть произвольным, т.е. в любой точке на наружной поверхности
сооружения.
В качестве ударной
скорости при переносе смерчем предметов следует брать 35% максимальной
горизонтальной скорости вращательного движения стенки смерча V [3].
Расчетные
характеристики Q(t) наиболее вероятных летящих предметов при прохождении смерча
можно принимать по [6]. Интенсивность нагрузки соударения определяется из
отношения Q(t) к площади F контакта между предметом (телом) и сооружением при
соударении Q(t) / F.
8.10. Максимальная
суммарная нагрузка от смерча оценивается как сумма максимальных воздействий от
давления ветра и от удара летящего предмета и половины максимального
воздействия от перепада атмосферного давления [4].
Приложение
2
(справочное)
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫХ СМЕРЧЕЙ
НА ТЕРРИТОРИИ СССР
(ДО 1991 Г.) И РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ,
И СТРАН СНГ (С 1991
Г. ПО НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ)
ПО ДАННЫМ КАТАЛОГА
СМЕРЧЕЙ
┌──────┬────┬───┬───┬──────────────────────────────────┬──────────────────┐
│Район
│ A, │T, │a │
Распределение зарегистрированных │
Число │
│(зона)│тыс.│лет│
0 │ смерчей по классам │зарегистрированных│
│ │кв. │ │
├──┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬────┬──┤
смерчей в районе │
│ │ км │ │
│0 │0,5│ 1 │1,5│ 2 │2,5│ 3
│3,5 │4 │
(зоне) │
├──────┴────┴───┴───┴──┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┴──┴──────────────────┤
│ По районам │
├──────┬────┬───┬───┬──┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬────┬──┬──────────────────┤
│IА │197 │20 │4 │1 │- │-
│- │- │-
│- │- │- │1 │
│IБ │60
│20 │2 │2
│- │1 │-
│- │- │-
│- │- │3 │
│IВ │525 │20 │2 │4 │3 │4
│5 │2 │-
│- │- │- │18 │
│IГ │668 │62 │1,5│7
│- │8 │-
│9 │1 │5
│1 │1 │32 │
│IД │700 │47
│1,5│15│- │26
│- │13 │- │5
│- │- │58 │
│IЕ │414 │45 │2 │12│- │17 │1 │1
│- │1 │-
│- │32
│
│IIА │534 │26 │3 │3 │- │8
│- │7 │-
│- │- │- │18 │
│IIБ │206 │28
│1,5│17│- │11
│- │2 │1
│1 │- │- │32 │
│IIВ │970 │- │-
│- │- │- │-
│- │- │-
│- │- │0 │
│III │7
│34 │1,5│17│-
│2 │- │-
│- │- │-
│- │19
│
│IVА │1044│26 │4 │2 │- │-
│- │1 │-
│- │- │- │3 │
│IVБ │819 │26 │3 │4 │- │1
│- │- │-
│- │- │- │5 │
│VА │510 │26 │4 │2 │- │-
│- │- │-
│- │- │- │2 │
│VБ │842 │30 │4 │1 │- │2
│- │1 │-
│- │- │- │4 │
│VВ │1498│53 │3 │2 │- │13 │1 │9
│- │- │-
│- │25
│
│VГ │1047│26 │4 │1 │- │7
│- │- │-
│- │- │- │8 │
├──────┴────┴───┴───┴──┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┴──┴──────────────────┤
│ По зонам │
├──────┬────┬───┬───┬──┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬────┬──┬──────────────────┤
│А │376 │36
│1,5│12│3 │30
│4 │13 │1 │13 │- │- │66 │
│Б │494 │44
│1,5│26│- │26
│1 │12 │1 │8
│1 │1 │76 │
│В │96
│32 │2 │1
│- │7 │-
│3 │- │-
│- │- │11 │
└──────┴────┴───┴───┴──┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┴──┴──────────────────┘
Приложение
3
(справочное)
ОСНОВНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
СМЕРЧЕЙ ДЛЯ ЗОН
ПОВЫШЕННОЙ СМЕРЧЕОПАСНОСТИ
НА ТЕРРИТОРИИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И СТРАН СНГ
┌───────────────────┬───────────────────┬──────┬───────┬───────┬──────────┐
│ │ -4 │ │ │ │ │
│ Зона повышенной │
P 10 для
│ k │V , м/с│U , м/с│ДЕЛЬТА p
,│
│смерчеопасности
или│ S │ P
│ P │ P │ P │
│смерчеопасный
район│территории площадью│
│ │ │
гПа │
│ │ 1000 кв. км │
│ │ │ │
├───────────────────┼───────────────────┼──────┼───────┼───────┼──────────┤
│
1 │ 2 │ 3
│ 4 │
5 │ 6
│
├───────────────────┼───────────────────┼──────┼───────┼───────┼──────────┤
│А │30 │2,58 │72
│18 │64 │
│Б │87 │3,58 │94
│24 │109 │
│В │12 │1,93 │59
│15 │42 │
│IБ │1,6 │0,56 │34
│8 │14 │
│IВ │3,6 │1,75 │55
│14 │37 │
│IГ │39 │3,69 │97
│24 │115 │
│IД │14 │2,75 │76
│19 │70 │
│IЕ │6,6 │2,12 │62
│16 │48 │
│IIА │5,6 │2,01 │60
│15 │44 │
│IIБ │24 │2,71 │75
│19 │69 │
│III │19 │1,07 │43
│11 │22 │
│VВ │1,4 │1,47 │50
│12 │30 │
└───────────────────┴───────────────────┴──────┴───────┴───────┴──────────┘
Примечание: Формула
в графе 2 из [7, 8] приводится здесь с изменением.
Приложение
6
(рекомендуемое)
ВЕРОЯТНОСТНЫЙ
КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ
СМЕРЧЕОПАСНОСТИ
ТЕРРИТОРИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ОИАЭ
1. Общее число
смерчей N, прошедших через рассматриваемый район, и суммарную площадь
разрушений S следует определять с помощью выражений:
m m
N = SUM n a(k),
S = SUM n a(k) L W , (1)
k=0 k
k=0 k k
k
где:
n - число зарегистрированных смерчей класса k;
k
L - длина пути смерча;
k
W - ширина пути смерча.
k
2. Годовая
вероятность P возникновения смерчеопасного
события в районе
S
размещения
и сооружения ОИАЭ
в пределах окружающей
площадку объекта
территории
площадью 1000 кв.
км, расположенной в
районе площадью A с
однородными
физико-географическими
условиями образования смерчей,
определяется по формуле:
3
S х 10
P = -------, (2) <*>
S A T
где:
S - суммарная
площадь зоны разрушений от смерчей в районе площадью A;
T - эффективный
период наблюдений.
--------------------------------
<*>
Обозначенные формулы из [7] здесь приводятся с изменениями.
3. Для
оценки эффективного периода
наблюдений T в рассматриваемом
районе
(зоне) путем анализа
хронологического графика зарегистрированных
смерчей
необходимо выбрать максимальный
однородный по частоте прохождения
смерчей период T , в течение которого
зарегистрировано m смерчей. Величину
0
0
T
следует определять из условия
постоянной частоты прохождения смерчей по
формуле:
m
T = T --, (3)
0 m
0
где m - полное
число смерчей, зарегистрированных в районе.
Значения T для
различных районов и зон повышенной смерчеопасности, а также площадей A районов
и зон принимаются по данным Приложения 4.
4. Годовая
вероятность прохождения смерча с классом интенсивности k через район площадью
A, в котором находится площадка ОИАЭ, должна определяться на основе
соотношения:
P = P [1 - F(k)], (4)
S
где F(k)
- вероятность непревышения
класса k среди
смерчей,
зарегистрированных в данном районе.
5. Пороговый
уровень вероятности возникновения смерчеопасного события
P определяет
принятие решений по учету смерчей.
0
Статистические данные о прохождении смерчей над территорией
выбранной
площадки
размещения ОИАЭ определяют решение о принятии допустимого предела
вероятности
возникновения смерчеопасного события P . С учетом рекомендаций
-4 0
[1] P следует
принимать равным 10 .
0
Если P >
P , то территория площадью A, в которой размещена площадка
S 0
ОИАЭ,
является смерчеопасной, что
требует определения эмпирических
интегральных
вероятностей F(k) расчетного
класса вероятности K других
P
производных расчетных характеристик вероятного
смерча.
6. Исходной
характеристикой для оценки смерчеопасности является класс интенсивности смерча
из таблицы Приложения 3, полученной на основе шкалы Фуджиты - Пирсона
(Руководство МАГАТЭ по безопасности N 50-SG-S11A [7]).
Класс интенсивности
определяет основные динамические параметры смерчевого вихря. Он устанавливается
по F - шкале Фуджиты (приложение 1) на основе количественных и качественных
описаний последствий прохождения смерча.
7. Расчетный класс
интенсивности вероятного смерча на территории размещения ОИАЭ следует
определять с учетом требования:
P
0
F(K ) = 1 -
-- (5)
P P
S
по
формуле:
P
A T
1 0
K = -- [ln(1 - -------) + b]. (6) <*>
P
a 3
S х 10
8. Значение F(k) определяется при
выполнении условия:
P > P . (7)
S 0
При невыполнении
условия (7) установление смерчеопасности и расчетных характеристик смерчей не
проводится и территория размещения ОИАЭ принимается безопасной по вероятным
воздействиям смерчей.
Приложение
7
(рекомендуемое)
УСТАНОВЛЕНИЕ
СМЕРЧЕОПАСНОСТИ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СМЕРЧЕЙ
ПРИ ВЫБОРЕ ПЛОЩАДКИ
РАЗМЕЩЕНИЯ ОИАЭ <*>
--------------------------------
<*> Данные
приведены из [7].
1. При выборе
площадки ОИАЭ в пределах зон повышенной смерчеопасности, смерчеопасных и
несмерчеопасных районов оценка степени смерчеопасности территории площадки и
определение расчетных характеристик смерчей должны проводиться с учетом общего
числа смерчей, проходящих через район (зону) площадью A (Приложение 4), включая
смерчи, зарегистрированные дополнительно на год проведения изысканий.
Общее число смерчей
N, прошедших через рассматриваемый район, и суммарную площадь разрушений S
следует определять с помощью выражений:
m
k m
N = SUM n a(k),
S = SUM n a(k) L W , (1)
k=0 k
k=0 k k
k
где:
m - наибольший наблюденный класс смерчей в
районе;
k
n - число зарегистрированных смерчей класса k;
k
L - длина пути смерча;
k
W - ширина пути смерча;
k
a(k) - отношение фактического числа смерчей к
числу зарегистрированных
смерчей, принимаемое в зависимости от класса
интенсивности равным:
a(k) = a
при k <= 1,
0
(2)
a(k) = 1 при k > 1.
Значения a
для различных районов и зон
повышенной смерчеопасности
0
принимаются
по данным Приложения
4 с учетом
схемы районирования,
приведенной на карте приложения 1.
2. Эмпирическая интегральная
вероятность F(k) смерча
класса k,
принимающая n
значений, определяется следующим образом:
k
m L W
0 0 0
F (k) = -------- при k = 0 (i = 1,..., n ),
(3)
i S 0
и
i a(k) L W
1 k=i k k
F
(k) = - SUM n a(j) L W +
------------ при k > 0 (i = 1,..., n ). (3)
i S j=0
j k k
S k
При графическом
построении кривой интегральной вероятности систему эмпирических точек следует
спрямлять с помощью логарифмической шкалы вероятностей:
-ln F(k) = a k +
b, (4)
где a и b
- константы, определяемые методом наименьших квадратов:
<k> х <ln F(k)> - <k ln F(k)>
a =
-----------------------------,
(5)
2 2
<k > -
<k>
2
<k> х <k х ln F(k)> - <k > х <ln F(k)>
b = --------------------------------------. (6)
2 2
<k > -
<k>
В
выражениях (5, 6) символом <> обозначена процедура осреднения.
n
<x> = SUM
x ,
m=1 m
m
где n =
SUM n - число наблюденных смерчей в
районе.
k=1 k
3. Расчетный
класс интенсивности вероятного смерча k (k )
следует
P P
i
вычислять по формулам (6) и (11) Приложения 6.
Расчетные характеристики вероятного
смерча: скорость вращения стенки
воронки V
; его
поступательная скорость U ;
длина L и ширина W пути
P P k k
прохождения
смерча; перепад давления
между периферией и центром воронки
ДЕЛЬТА p
следует определять по
расчетному классу интенсивности k с
P
P
помощью формул:
1,5
V = 6,3 (K + 2,5) , м/с; (7)
k
1,5
U = 1,575 (K + 2,5) , м/с; (8)
k
0,5(K-0,5)
L = 1,609 х 10 , км; (9)
k
0,5(K-4,5)
W = 1,609 х 10 , км; (10)
k
3
ДЕЛЬТА p = 0,486 (K + 2,5) ,
гПа. (11)
k
(0 < К <
5).
Приложение
8
(справочное)
КЛАССИФИКАЦИИ
ИНТЕНСИВНОСТИ СМЕРЧА ПО F - ШКАЛЕ ФУДЖИТЫ <*>
--------------------------------
<*> Данные
приведены из [5].
┌────────┬───────────────┬────────────────────────────────────────────────┐
│Класс │
Диапазон │ Характер разрушений │
│интен- │ максимальных │
│
│сивности│горизонтальных
│
│
│смерча │
скоростей │
│
│ │ вращательного │
│
│ │движения стенки│
│
│ │
смерча, м/с │
│
├────────┼───────────────┼────────────────────────────────────────────────┤
│0 │До 33 │Слабые повреждения. Некоторые
повреждения труб и│
│ │ │телевизионных антенн;
сломанные ветки деревьев; │
│ │ │поваленные деревья с
неглубоко залегающими │
│ │ │корнями
│
│1 │33 - 49 │Средние повреждения. Сорваны
крыши; разбиты │
│ │ │окна; перевернуты или
передвинуты легкие │
│ │ │автоприцепы; некоторые
деревья вырваны с корнем │
│ │ │или унесены; движущиеся
автомобили снесены с │
│ │ │дороги
│
│2 │50 - 69 │Значительные повреждения.
Сорваны крыши каркасов│
│ │ │домов (прочные
вертикальные стены не разрушены);│
│ │ │разрушены неустойчивые
здания в сельских │
│ │ │районах; разрушены жилые
автоприцепы; крупные │
│ │ │деревья вырваны с корнем
или унесены; опрокинуты│
│ │ │железнодорожные товарные
вагоны; подняты в │
│ │ │воздух легкие предметы;
снесены автомобили с │
│ │ │шоссе
│
│3 │70 - 92 │Серьезные повреждения. Сорваны
крыши с каркасов │
│ │ │домов и разрушена часть
вертикальных стен; │
│ │ │здания в сельской
местности полностью разрушены;│
│ │ │опрокинуты поезда;
разорваны конструкции со │
│ │ │стальной оболочкой типа
ангаров или пакгаузов; │
│ │ │автомобили отрывались от
земли и подбрасывались │
│ │ │в воздух; большинство
деревьев в лесу вырваны с │
│ │ │корнем, унесены или повалены на
землю │
│4 │93 - 116 │Опустошительные разрушения.
Каркасы повалены на │
│ │ │землю целиком, остались
лишь груды обломков; │
│ │ │стальные конструкции сильно
разрушены, кора с │
│ │ │деревьев содрана
небольшими летящими обломками; │
│ │ │автомобили или поезда
отброшены на значительное │
│ │ │расстояние; крупные
летящие предметы в воздухе │
│5 │117 - 140 │Потрясающие повреждения. Каркасы
домов полностью│
│ │ │сорваны с фундаментов;
железобетонные │
│ │ │конструкции сильно
повреждены; в воздухе летящие│
│ │ │предметы размером с
автомобиль, могут возникать │
│ │ │чрезвычайные явления │
│6
- 12 │141 - 330 (до │Невообразимые разрушения. Если
случится смерч с │
│ │скорости
звука)│максимальной скоростью ветра, превышающей класс │
│ │ │6, то степень и тип
повреждений трудно │
│ │ │предположить. Ряд летящих
предметов, таких как │
│ │ │холодильники,
водонагреватели, цистерны и │
│ │ │автомобили, могут нанести
серьезные вторичные │
│ │ │повреждения
конструкциям
│
└────────┴───────────────┴────────────────────────────────────────────────┘
Приложение
9
(справочное)
ДИАПАЗОН
ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СМЕРЧЕЙ <*>
--------------------------------
<*> Данные
приведены из [7].
┌────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│Класс │ Диапазоны характеристик │
│интен-
├──────────────┬────────┬───────────┬───────────┬────────────────┤
│сивности│
Максимальная │Поступа-│Длина пути │Ширина пути│Перепад
давления│
│k │горизонтальная│тельная
│прохождения│прохождения│между периферией│
│ │
скорость │скорость│
смерча L, │смерча W, м│ и
центром │
│ │вращательного
│движения│ км │ │ воронки смерча │
│ │ движения
│смерча │ │ │ ДЕЛЬТА p, гПа │
│ │стенки смерча │U, м/с │ │ │ │
│ │ V, м/с
│ │ │ │ │
├────────┼──────────────┼────────┼───────────┼───────────┼────────────────┤
│0 │До 33 │До 8 │До 1,6 │До 16 │До 13 │
│1 │33 - 49 │8 - 12 │1,6 - 5,0 │16 - 50 │14 - 31 │
│2 │50 - 69 │13 - 17 │5,1 - 16,0
│51 - 160 │32 - 60 │
│3 │70 - 92 │18 - 23 │16,1 -
50,9│161 - 509 │61 -
104 │
│4 │93 - 116 │24 - 29 │51 - 160 │510 - 1600 │105 - 166 │
│5 │117 - 140 │30 - 35 │161 - 507 │1601 - 5070│167 - 249 │
└────────┴──────────────┴────────┴───────────┴───────────┴────────────────┘
Приложение
10
(справочное)
ПРЕДЕЛЬНЫЕ ГРАНИЦЫ
ПАРАМЕТРОВ, СОГЛАСНО КОТОРЫМ
ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ <**>
--------------------------------
<**> Символ
"*" означает, что данные из [1] здесь приводятся с изменениями.
I степень опасности
- скорость ветра больше или равна 50 м/с; перепад давления больше или равен 3
кПа*; класс по шкале интенсивности соответствует F2 и выше; длина пути равна
или более 5 км*, а ширина пути равна или более 50 м.
II степень
опасности - скорость ветра менее 50 м/с; перепад давления меньше 3 кПа*; класс
по шкале интенсивности соответствует F1; длина пути менее 5 км*, а ширина пути
менее 50 м.
III степень
опасности - скорость ветра меньше 35 м/с; перепад давления равен или меньше 1
кПа; класс по шкале интенсивности соответствует F0 и меньше F0; длина пути
равна или меньше 1,6 км, а ширина пути равна или меньше 16 м.
Приложение
11
(справочное)
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
ИНФОРМАЦИИ
1. ПНАЭ
Г-05-035-94. Учет внешних воздействий природного и техногенного
происхождения на ядерно- и радиационно
опасные объекты.
2. ПНАЭ Г-03-33-93. Размещение атомных станций.
Основные критерии и
требования по обеспечению безопасности АС.
3.
50-SG-S11A. Учет экстремальных метеорологических явлений при выборе
площадок АЭС (без учета тропических
циклонов). Серия изданий по
безопасности МАГАТЭ. N 50-SG-S11A, Вена,
1983.
4. Э. Симиу,
Р. Сканлан. Воздействие ветра на здания и сооружения.
Стройиздат, М., 1984, 360 с.
5. СНиП
2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".
6. Бирбраер
А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при
особых динамических воздействиях. М.,
1989.
7. РД
95-10444-91. Рекомендации по определению расчетных характеристик
смерчей при размещении атомных станций.
8. Брюхань
Ф.Ф., Ляхов М.Е., Погребняк В.Н. Смерчеопасные зоны в СССР и
размещение атомных станций. Изв. АН СССР,
сер. геогр., 1989, N 1.