Розрахунок розмірів зони хімічного зараження і часу рухи зараженого повітря до огд

Заражена хмара, яка утворюється в місці викиду ХНР, переноситься вітром над місцевістю і накриває певну територію, де люди можуть бути отруєними. Ця територія називається зоною хімічного зараження. Розміри зони характеризуються глибиною Г (тобто найбільшою дистанцією розповсюдження хмари за напрямом вітру, в межах якої в повітрі зберігаються вражаючі концентрації ХНР) і шириною Ш.

Процес розповсюдження зараженого повітря в приземному шарі атмосфери і, отже, розміри зони хімічного зараження визначають безліч чинників, серед яких: кількість ХНР у викиді і його властивості (токсичність і фізико-хімічні характеристики), технічні особливості зберігання ХНР (обвалованість ємності з ХНР або наявність під нею піддону), рельєф і характер місцевості (відкрита або закрита, тобто має забудову або рослинність) і особливо метеорологічних умов (швидкості вітру, температури повітря, наявності опадів і туману, вертикальної стійкості приземного шару).

У найбільшій мірі процес розповсюдження зараженого повітря залежить від швидкості вітру і вертикальної стійкості приземного шару атмосфери, яка визначається переміщеннями повітря по висоті і обумовлюється вертикальним розподілом температури повітря.

Ступінь вертикальної стійкості приземного шару атмосфери прийнято характеризувати трьома станами: інверсією, ізотермією і конвекцією.

Інверсія характеризує дуже спокійну атмосферу і буває в тиху, ясну погоду від заходу до сходу сонця, коли поверхня землі холодніша, ніж повітря. При інверсії температура повітря з висотою зростає, розсіяння зараженого повітря у вертикальному напрямі сильно гальмується і тому створюються найбільш сприятливі умови для збереження концентрацій ХНР в повітрі. При інверсії величина Г найбільша і, отже, хімічна обстановка є найнебезпечнішою.

Конвекція, навпаки, характеризує турбулентну атмосферу і буває в день при ясній погоді, коли від нагрітої землі піднімаються вгору потоки теплого повітря. При конвекції умови для розповсюдження зараженої хмари найгірші, і тому вона швидко розсівається.

Ізотермія (постійність температури повітря з висотою) виникає при переході від інверсії до конвекції і назад, тобто в ранковий і вечірній час, а також при похмурій або легковажній погоді.

Глибина зони хімічного зараження Г при аварійних викидах найбільш поширених ХНР - хлору і аміаку на закритій місцевості і швидкості приземного вітру V=1 м/с визначається за таблицею 1.2.4.

Таблиця 1.2.4 - Глибина зони хімічного зараження Г, км при швидкості приземного вітру 1 м/с.

Тип ХНР	Кількість ХНР у викиді G,т
	5	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
	При інверсії
Хлор	6,6	14	20	26,5	33,9	41,1	44	47,3	50	52	54
Аміак	1	1,3	1,7	2	2,4	2,7	3	3,3	3,6	3,9	4,3
	При ізотермії
Хлор	1,3	2	2,9	3,5	4	4,6	5,15	5,26	5,5	5,8	6
Аміак	0,2	0,26	0,33	0,4	0,47	0,54	0,6	0,65	0,72	0,79	0,9
	При конвекції
Хлор	0,4	0,52	0,65	0,78	0,9	1	1,08	1,16	1,22	1,27	1,32
Аміак	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18	0,19	0,21	0,24	0,26

При інших швидкостях приземного вітру табличне значення Г слід помножити на поправочний коефіцієнт, який визначається за таблицею 1.2.5

Таблиця 1.2.5 - Поправочний коефіцієнт на швидкість приземного вітру

Ступінь стійкості атмосфери	Швидкість приземного вітру V (м/с)
	1	2	3
Інверсія	1	0,6	0,45
Ізотермія	1	0,71	0,55
Конвекція	1	0,7	0,62

Ширина зони хімічного зараження Ш також залежить від вертикальної стійкості приземного шару атмосфери і для її визначення значення глибини зони Г необхідно помножити на коефіцієнт:

• 0,03 при інверсії;

• 0,15 при ізотермії;

• 0,8 при конвекції.

Оскільки швидкість окремих шарів повітря з висотою росте, то результативна швидкість руху зараженої хмари над землею перевищує швидкість приземного вітру. Цей ефект враховується через середню швидкість перенесення хмари повітряним потоком W (м/с), величина якої визначається за таблицею 1.2.6.

Таблиця 1.2.6 - Швидкість перенесення зараженої хмари W, м/с

Швидкість приземного вітру V (м/с)	Інверсія	Ізотермія	Конвекція
1	2	1,5	1,5
2	4	3	3
3	6	4,5	4,5

Таким чином, час руху зараженої хмари Т від місця викиду до ОГД знаходиться за формулою:

Т = R/W (1.2.4)

Слід звернути увагу на відповідність розмірності величин, що входять у формулу (1.2.4).

Величина Т є дуже важливій показник для керівника об’єкту , тому що вона визначає фактичний резерв часу на проведення евакуаційних заходів.

Розміри зони хімічного зараження Г і Ш, а також час руху зараженої хмари Т мають бути визначені для всіх трьох станів атмосфери, тобто для інверсії, ізотермії і конвекції.

На рисунку 1.2.4 графічно показана хімічна обстановка, яка може скластися в результаті викиду ХНР в залежності від метеорологічних умов.

Рисунок 1.2.4 - Схема зон хімічного зараження при аварії з викидом .........

Вона представляє виконану на комп'ютері в будь-якому вибраному масштабі схему зон хімічного зараження у вигляді секторів з радіусом Гi і хордою Шi з вершиною в місці викиду. На схему наносяться умовні контури населеного пункту і хімічно небезпечного об'єкту. На бісектрисі зон позначається об'єкт, що захищається. Над хімічно небезпечним об'єктом указуються параметри викиду у вигляді дробу: у чисельнику – тип ХНР і його кількість, в знаменнику довільно – час і дата викиду. На схемі зображаються тільки ті зони, для яких Гi > R. Величину Шi на схемі допускається збільшити в порівнянні з розрахунковою (тобто збільшити кут сектора до 30°), але розмір її вказується той, що отриманий в розрахунках.