Практична робота № 9 Тема: “Оцінка і прогнозування наслідків надзвичайних ситуацій природного й антропоґенного характеру”

Форма виконання – індивідуальна робота в аудиторії за варіантами розрахункових завдань, оформлення письмового звіту.

Прогноз наслідків надзвичайної ситуації природно-антропогенного характеру, пов’язаної з надходженням у атмосферне повітря значної кількості сильнодіючих отруйних речовин (СДОР) здійснюється розрахунковим шляхом.

Базові терміни і визначення:

1. руйнування небезпечного об’єкту – порушення технологічних процесів і комунікацій, розгерметизація ємностей із СДОР, що виникли у результаті катастрофи або стихійного лиха;

2. зона зараження СДОР – це територія, на якій концентрація сильнодіючих отруйних речовин досягає величин, що є небезпечними для здоров’я і життя людей;

3. прогнозування масштабів хімічного зараження сильнодіючим отруйними речовинами – визначення основних характеристик (глибини, площі і т.і.) зони зараження СДОР;

4. площа зони можливого зараження СДОР – територія, в межах якої під дією змін напрямку вітру може пересуватися хмара СДОР;

5. первинна хмара СДОР – це пароподібна частина СДОР, яка знаходиться в будь-якій ємності над поверхнею зрідженої СДОР і виникає внаслідок (1-3хв) миттєвого переходу в атмосферу частини СДОР з ємності при її руйнуванні;

6. вторинна хмара СДОР – це хмара СДОР, що виникає внаслідок випарювання речовини з підстилаючої поверхні (для легко летучих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення формування первинної хмари відсутній, для інших СДОР – залежить від температури речовини під час випаровування).

Для прогнозування приймемо, що розлив СДОР з технологічної ємності при її руйнуванні відбувається на поверхні, яка має обвалування.

1 Визначення еквівалентної кількості Q_e1 (м) речовини у первинній хмарі.

Еквівалентна кількість Q_e1 (т) речовини в первинній хмарі визначається за формулою:

Q_e1=K₁^.K₃^.K₅^.K₇^.Q₀ (9.1)

де К₁ – коефіцієнт, що залежить від умов зберігання СДОР;

К₃ – коефіцієнт, що дорівнює відношенню порогу токсодози хлору по порогу токсодози іншого СДОР;

К₅ – коефіцієнт, що враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери;

1. для інверсії приймається рівним 1;

2. для ізотермі – 0,23

3. для конвекції – 0,08;

К₇ – коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря;

Q₀ – кількість викинутої (розлитої) при аварії речовини, т.

2 Визначення еквівалентної кількості Q_e2 (т) речовини у вторинній хмарі.

Еквівалента кількість речовини в вторинній хмарі розраховується за формулою:

Q_e2 = (1-K₁) ^.K₂^.K₃^.K₄^.K₅^.K₆^.K₇^.(Q₀/h^.d), (9.2)

де К₂ – коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей СДОР;

К₄ – коефіцієнт, що враховує швидкість вітру;

К₆ – коефіцієнт, що залежить від часу N, що пройшов після аварії;

d – цільність СДОР, т/м³;

h – товщина шару СДОР, м.

Розрахунок глибини зони зараження первинною і вторинної хмарою СДОР при аваріях на технологічних ємностях, сховищах і транспорті проводиться з використанням довідкового матеріалу (див. Додаток Б).

Повна глибина зони зараження, Г (км), що обумовлена дією первинної і вторинної хмари СДОР, визначається:

Г= Г¹+0,5Г^ІІ (9.3)

де: Г^І- найбільший, Г^ІІ- найменший з розмірів Г₁ и Г₂ .

4 Визначення площі зони зараження.

Площа зони можливого зараження хмарою СДОР визначається за формулою:

S_м= 8,72 ^.10^-3.Г^2..γ (9.4)

де S_м - площа зони можливого зараження СДОР, км²;

Г – повна глибина зони можливого зараження, км;

γ – кутові розміри зони можливого зараження СДОР в залежності від швидкості повітря, які дорівнюють;

U, (м/с)	<0,5	0,6-1	1,1-2	>2
(град)	360	180	90	45

5 Визначення часу підходу зараженого повітря до населеного об’єкту.

Час підходу хмари СДОР (год.) до заданого об’єкту залежить від швидкості переносу хмари повітрям потоком і визначається за формулою:

(9.5)

де: х - відстань від джерела зараження до визначеного об’єкту, км;

v – швидкість переносу переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год.

Для оцінки можливих наслідків промислової аварії з точки зору негативного впливу на життя і здоров’я мешканців населеного пункту, необхідно провести порівняльний аналіз показників, що характеризують геометричні параметри зони зараження і відстань джерела небезпеки від населеного пункту.

ЗАВДАННЯ. У наслідок стихійного лиха на промисловому об’єкті N, що розміщений поблизу населеного пункту L, відбулася аварія пов’язана з руйнуванням ємності з СДОР, після аварії минула 1 година. За вихідними даними визначити основні характеристики зони можливого зараження хмарою СДОР та провести оцінку наслідків промислової аварії з точки зору можливого негативного впливу на життя і здоров’я мешканців населеного пункту.

Вибір варіанту індивідуального завдання на практичну роботу студентом, незалежно від форми навчання, здійснюється з останньою цифрою залікової книжки відповідно до нижче наведеної схеми:

Остання цифра залікової книжки	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
№ варіанту	10	1	2	3	4	5	6	7	8	9

Варіанти завдань для розрахунків наведені у таблицях 9.1 – 9.6.

Питання для самоконтролю:

1. Як здійснюється оцінка та прогноз наслідків надзвичайного характеру?

2. Як визначається викид СДОР у первинній та вторинній хмарі?

3. Що таке зона зараження СДОР?

4. Що таке первинна та вторинна зона зараження?

5. Що таке руйнування небезпечного об’єкту?

6. Яка різниця між екологічним лихом та екологічною катастрофою?

Таблиця 9.1

Характеристики СДОР і допоміжні коефіцієнти для визначення параметрів зони зараження

№ з/п	Найменування СДОР	Щільність СДОР, т/м3	Значення коефіцієнтів
			К1	К2	К3	К7
1	2	3	4	5	6	7
1	Аміак	0,681	0,01	0,025	0,04	0,9
2	Водень миш’яковий	1,64	0,17	0,054	3,0	0,3
3	Водень хлористий	1,191	0,28	0,037	0,3	0,4
4	Водень бромистий	1,490	0,13	0,055	0,25	0,3
5	Метиламін	0,699	0,13	0,034	0,5	0,3
6	Сірководень	0,964	0,27	0,042	0,036	0,3
7	Фтор	1,512	0,95	0,038	3,0	0,7
8	Хлор	1,563	0,18	0,052	1,0	0,9
9	Етиленамін	0,838	0,76	0,009	0,125	0,05
10	Формальдегід	0,815	0,19	0,034	1,0	0,4

Таблиця 9.2

Значення коефіцієнту К₄ у залежності від швидкості вітру

Швидкість вітру, м/с
1	1,5	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15
Значення коефіцієнту К4
1	1,18	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,58

Таблиця 9.3

Значення коефіцієнту К₆ в залежності від часу, що минув від початку аварії

Час, що минув після початку аварії, год.	1	2	3	4
Значення К6	1	1,74	2,41	3,03

Таблиця 9.4

Розрахункова таблиця глибини (км) зони зараження СДОР

Швидкість вітру м/с	Еквівалентна кількість (Qе) СДОР, т
	0,1	0,5	1	3	5	10	20	30	50	70	100	300	500	700	1000	2000
1	1,25	3,6	4,75	9,18	12,53	19,2	29,56	38,13	52,67	65,25	81,91	166	231	288	363	572
2	0,84	1,92	2,84	5,35	7,2	10,85	16,44	21,02	28,73	35,35	44,09	87,29	121	150	189	295
3	0,68	1,53	2,17	3,99	5,34	7,96	11,94	15,18	20,59	25,21	31,3	61,47	84,5	104	130	202
4	0,59	1,33	1,88	3,28	4,36	6,46	9,62	12,18	16,43	20,05	24,8	48,18	65,92	81,17	101	157
5	0,53	1,19	1,68	2,91	3,75	5,53	8,19	10,33	13,88	16,89	20,82	40,11	54,67	67,15	83,6	129
6	0,48	1,09	1,53	2,66	3,43	4,88	7,2	9,06	12,14	14,79	18,13	34,67	47,09	56,72	71,7	110
7	0,45	1,00	1,42	2,46	3,17	4,49	6,48	8,14	10,87	13,17	16,17	30,73	41,63	50,93	63,16	96,3
8	0,42	0,94	1,33	2,3	2,97	4,2	5,92	7,42	9,9	11,98	14,68	27,75	37,49	45,79	56,7	86,2
9	0,40	0,88	1,25	2,17	2,8	3,96	5,6	6,86	9,12	11,03	13,5	25,39	34,24	41,76	51,6	78,3
10	0,38	0,84	1,19	2,06	2,66	3,76	5,31	6,5	8,50	10,23	12,54	23,49	31,61	38,5	47,53	71,9
11	0,36	0,80	1,13	1,96	2,53	3,58	5,06	6,2	8,01	9,61	11,74	21,91	29,44	35,81	44,15	66,62
12	0,34	0,76	1,08	1,88	2,42	3,43	4,85	5,94	7,67	9,07	11,06	20,58	27,61	35,55	41,3	62,2
13	0,33	0,74	1,04	1,80	2,37	3,29	4,66	5,7	7,37	8,72	10,48	19,75	26,04	31,62	38,9	58,44
14	0,32	0,71	1,00	1,74	2,24	3,17	4,49	5,5	7,1	8,40	10,04	18,46	24,69	29,9	36,81	55,2
15	0,31	0,69	0,9	1,68	2,17	3,07	4,34	5,31	6,86	8,11	9,7	17,6	23,5	28,48	34,98	52,37
Примітка:	– для визначення показників, величин яких не має в таблиці, потрібно провести інтерполяцію між двома ближніми величинами; – при швидкості вітру >15м/с глибина зон зараження приймати як при швидкості вітру 15 м/с – при швидкості вітру < 1 м/с глибина зон зараження приймати як при швидкості вітру 1м/с

Таблиця 9.5

Швидкість (км/год) переносу переднього фронту хмари зараженого повітря у залежності від швидкості вітру

Стан атмосфери	Швидкість вітру, м/с
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Інверсія	5	10	16	21	-	-	-	-	-	-
Ізотермія	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59
Конвекція	7	14	21	28	-	-	-	-	-	-

Таблиця 9.6

Варіанти завдань до практичної роботи № 10

№ п/п	Найменування параметру	Одиниці виміру	Варіант завдання
			1	2		3	4	5	6	7	8	9	10
1	2	3	4	5		6	7	8	9	10	11	12	13
1	Відстань від населеного пункту L	км	8,5	5,6		6,3	10,5	7,2	3,9	9,5	8,0	4,5	7,0
2	Кількість СДОР (Q0)	т	1500	130		4500	2200	550	270	2000	275	600	285
3	Швидкість вітру	м/с	5,0	4,0		9,0	2,0	3,0	10,0	4,0	8,0	3,0	7,0
4	Метеорологічні умови	–	Із*	К		Із	Ін	Ін	Із	Ін	Із	Ін	Із
5	Найменування СДОР	–	Водень хлористий	Фтор		Сірководень	Етиленамін	Ме- тил-амін	Хлор	Аміак	Водень бромистий	Формальдегід	Водень миш’яковистий
6	Товщина шару СДОР	м	0,3	0,4		0,2	0,28	0,35	0,25	0,32	0,50	0,60	0,70

* – Із – ізотермія, К – конвекція, Ін – інверсія