Оценка химической обстановки по данным прогноза

Исходными данными для прогнозирования химической обстановки являются:

1) Тип и общее количество СДЯВ на ХОО, их размещение в емкос­тях и технологических трубопроводах.

2) Количество СДЯВ, выброшенных в атмосферу (Q₀) и характер их разлива па подстилающей поверхности ("свободно", "в поддоне", "в обваловку").

Q_m- при аварии - количество СДЯВ в минимальной по объему еди­ничной емкости: для сейсмических районов - общий запас СДЯВ: на газо- и продуктопроводах - максимальное количество СДЯВ, содержа­щееся в трубопроводе между автоматическими отсекателями.

Схема оценки химической обстановки

Количество районов, подвергшихся воздействию

Выявление химической обстановки

Определение последствий

р азрушения (аварии)

М асштабы разрушения (аварии)

Оценка химической обстановки

Разработка и реализация планов защиты

М асштабы химического заражения

П родолжительность заражения

К оличественные характеристики выбросов

Опасность химического заражения

Распределение выбросов по месту и времени

Характер разлива характеризуется толщиной слоя (h) и площадью (F) разлива.

- h для свободно разлившихся на подстилающей поверхности - 0.05 м:

• при разливе из единичных емкостей в самостоятельный поддон (обвалование)

h = Н - 0,2 , (1)

где Н = высота поддона (обвалования), м;

- при разливе из группы емкостей, имеющих общий поддон (обвало­вание)

, (2)

где Q₀- количество выброшенных СДЯВ, т;

F - площадь разлива, м²;

d - плотность СДЯВ, г/см³.

3) Для определения количественных характеристик выброса СДЯВ не­обходимо определить их эквивалентные значения.

При аварии на ХОО эквивалентное количество СДЯВ по первично­му облаку (Q_э1) определяется по формуле:

, (3)

где k₁- коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (для сжатых газов k₁= 1)

k₃- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозе C_l2, к по­роговой токсодозе др. СДЯВ;

k₅- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивос­ти воздуха

k₇- коэффициент формулы (1);

Q₀- количество выброшенного (разлившегося) при аварии СДЯВ, т.

При аварии на хранилищах сжатого газа величина Q₀ рассчитывает­ся по формуле:

где d - плотность СДЯВ, т/м³;

Vx - объем хранилища, м³.

При авариях на газопроводе величина Q₀ рассчитывается по фор­муле:

,

где n - процентное содержание СДЯВ в природном газе,

d - плотность СДЯВ, т/м³ Vг - объем секции газопровода между автоматическими отсекателями, м³.

Для определения величины Q_э1 для сжиженных газов, не вошедших в таблицу, значение коэффициента k₇ принимается равным 1, а значе­ние коэффициента k₁ рассчитывается по соотношению:

где Сp - удельная теплоемкость сжиженного СДЯВ, кДж/кг·град;

Т - разность температур жидкого СДЯВ до и после разрушения ем­кости, °С,

Нисп - удельная теплота испарения жидкого СДЯВ при температуре испарения, кДж/кг.

По вторичному облаку эквивалентное количество СДЯВ определяет­ся по формуле:

, (4)

где k₁; k₂; k₃; k₄; k₅; k₇- коэффициенты из формул (1-3),

k₆ - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после аварии N.

Значение коэффициента k6определяется после расчета продолжительности испарения вещества (Т, ч).

При N>Т, k₆ = .

Если N<Т, k₆= , если Т<1ч => k₆ принимается равным для 1ч.

При определении величины Q_э2 для веществ, не вошедших в табл. 17.1, значение коэффициента k₇ принимается равным 1, а значение k₂, определяется по формуле:

k₂ = 8,10 · 10^-6 · р· ,

где р - давление насыщенного пара вещества при заданной Т, мм.рт. ст.;

М - молекулярная масса вещества.

В случае разрушения химически опасного объекта эквивалентное количество СДЯВ в облаке зараженного воздуха определяется только для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное эквивалентное количество рассчитывается по формуле:

,

где k_2i- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств i-го СДЯВ;

k_3i - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе i-го СДЯВ;

k_6i –коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта;

k_7i - поправка на температуру для i-го СДЯВ;

Q_i - запасы i-го СДЯВ на объекте, т;

d_i - плотность i-го СДЯВ, .

Для определения масштаба (глубина и площадь) заражения при ава­рии на ХОО прежде всего рассчитывается глубина зоны химического за­ражения. Полная глубина зоны заражения (Г, кг), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле:

Г = Г^/ + 0,5 · Г^// , (5)

где Г^//- наименьший;

Г^/ наибольший из размеров Г₁ и Г₂.

Полученное значение Г сравнивается с предельно возможным значе­нием глубины переноса воздушных масс (Г_п , км), определяемым по фор­муле:

Г_п = N · , (6)

где N - время начала аварии, ч;

- скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч .

Сравнивая значения полной глубины зоны заражения Г и предельно возможного значения глубины переноса воздушных масс, Г_п для дальнейших расчетов выбирают наименьшее значение.

В случае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины заражения рекомендуется брать данные на одновремен­ный выброс суммарного запаса СДЯВ на объекте и следующие метеоус­ловия:

инверсия, скорость ветра V = 1 м/с.

Полученные по таблице значения глубины зоны заражения Г в за­висимости от рассчитанной величины О_э и скорости ветра сравнивайся с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п . За окончательно рассчитанную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Площадь зоны возможного заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ (S_в, ) определяются по формуле

, (7)

где Г - глубина зоны заражения, км;

- угловые размеры зоны возможного заражения.

Площадь зоны фактического заражения (S_ф , км²) рассчитывается по формуле:

Sф = kв · Г² · , (8)

где k_в - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости возду- ха;

N- время после аварии, ч.

Время подхода ОЗВ (облака зараженного воздуха) к объекту оценивается с целью принятия реше­ния о проведении необходимых защитных мероприятий при угрозе хи­мического заражения объекта. Оно зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле:

, (9)

где Х - расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

- скорость переноса переднего фронта облака зараженного в зависимости от скорости ветра, км/ч.

Время поражающего действия СДЯВ определяется по формуле:

, (10)

где h - толщина слоя СДЯВ, при свободном разливе СДЯВ=0.05 м;

d -удельный вес (плотность) СДЯВ, г/ ;

k₂- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ;

k₄- коэффициент, учитывающий скорость ветра;

k₇- коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии.

Скорость химического заражения оценивается потерями. Потери в масштабах городов, областей и регионов определяются с учетом нахож­дения людей в укрытиях, на открытой местности и от степени обеспече­ния противогазами. Потери определяются по формуле:

, (11)

где S_ф - площадь фактического заражения, км²;

b - процент потерь (на открытой местности и в укрытиях),  .

Потери на объекте агропромышленного производства определяются по формулам:

,

,

N - количество человек на открытой местности или в укрытиях;

b - процент потерь.

Зона химического заражения наносится на схему в зависимости от скорости ветра, либо в виде окружности, либо в виде полуокружности.

1. При ≤ 0,5 м/с - в виде окружности (рис.17.1).

Точка (О) соответствует источнику заражения. Угловой размер зоны ()=360°. Радиус окружности (г) равен глубине зоны заражения (Г).

Рис. 17.1 Зона химического заражения при ≤ 0,5 м/с.

2. При 0,5< < 1м/с - зона химического заражения имеет вид по­луокружности (рис.17.2). Условный размер зоны () = 180°. Радиус полуокружнос­ти (r) равен глубине зоны заражения (Г). Биссектриса полуокружности совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

Рис. 17.2 Зона химического заражения при 0,5< < 1м/с.

3. При  > 1 м/с зона заражения имеет вид сектора, где R_{сектора} = Г_{заражения} (рис.17.3).

Биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

 = 90 при скорости ветра от 1,1 до 2 м/с,

 = 45° при скорости ветра больше 2 м/с.

Рис. 17.3 Зона химического заражения при >1м/с.