Разработка вопросов безопасности в проектах. Ч.3. Практикум

Таблица 12.3

Значения коэффициента k4 в зависимости от скорости ветра wв

Значение коэффициента k6 определяют после расчета продолжительности испарения АХОВ tисп, ч:

1 при tисп <1,

где τ – время, прошедшее после аварии, ч;

tисп – продолжительность испарения АХОВ, ч.

Продолжительность поражающего действия АХОВ определяют временем его испарения с площади разлива tисп, ч, по формуле

где h – толщина слоя АХОВ, м;

rж – плотность жидкой фазы АХОВ, т/м3 (см. табл. 12.2);

k2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (см. табл. 12.2);

k4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра (см. табл. 12.3);

k7 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (см. табл. 12.2), для сжатых газов k7 = 1.

Глубина зон возможного химического заражения первичным Г1, км, или вторичным Г2, км, облаком АХОВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте определяется по табл. 12.4 в зависимости от эквивалентного количества вещества в первичном Qэ1, т, и вторичном Qэ2, т, облаке и скорости ветра wв, м/с.

61

Полную глубину зоны возможного химического заражения Гзар, км, обусловленного воздействием первичного и вторичного облака АХОВ, определяют по формуле

где Г1 – глубина зоны возможного химического заражения первичным облаком АХОВ, км; Г2 – глубина зоны возможного химического заражения вто-

ричным облаком АХОВ, км.

Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Гпред, км,

где t – время, прошедшее от начала аварии, ч;

u – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч, при заданной скорости ветра wв, м/с, и степени вертикальной устойчивости атмосферы (табл. 12.5); степень вертикальной устойчивости атмосферы можно определить по табл. 12.1.

Таблица 12.5

Скорость переноса u переднего фронта облака зараженного воздуха при заданной скорости ветра wв и различной степени вертикальной

устойчивости атмосферы

63

За окончательную расчетную глубину зоны возможного химического заражения Г, км, принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений:

Зона возможного химического заражения облаком АХОВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором с угловыми размерами и радиусом, равным глубине зоны возможного химического заражения. Угловые размеры ϕ в зависимости от скорости ветра wв указаны в табл. 12.6. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником химического заражения.

Таблица 12.6

Угловые размеры ϕ зоны возможного химического заражения АХОВ в зависимости от скорости ветра wв

Площадь зоны возможного химического заражения АХОВ

где Г – расчетная глубина зоны возможного химического заражения, км; ϕ – угловые размеры зоны возможного химического зараже-

ния, градус (см. табл. 12.6).

64

Площадь зоны фактического заражения АХОВ Sф, км2, находящейся внутри зоны возможного заражения в соответствии с РД 52.04.253-90 [6], определяется по формуле

где Г – расчетная глубина зоны возможного химического заражения, км;

t – время, прошедшее от начала аварии, ч;

k8 – коэффициент, учитывающий влияние степени вертикальной устойчивости воздуха на ширину зоны заражения, для инверсии k8 = 0,081, для изотермии k8 = 0,133, для конвекции k8 = 0,235.

Для определения пространственного распределения зон заражения с разной степенью поражения людей глубину этих зон приближенно можно принять в соответствии со следующими выражениями:

––глубина зоны смертельного (летального) поражения Гсм, км,

––глубина зоны тяжелого и среднего поражения Гт. и ср, км,

где Г – расчетная глубина зоны возможного химического заражения, км.

Время подхода облака АХОВ к заданному объекту tподх, ч, зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

tподх = uх, (12.15)

где x – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км;

u – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (см. табл. 12.5).

65

12.3. Прогнозирование количества пострадавших, оказавшихся в зоне фактического заражения

Основные исходные данные для расчета количества пострадавших:

––наличие факторов поражения (первичное и вторичное облако, либо только первичное, либо только вторичное);

––средняя плотность персонала в зоне заражения, исходя из допущения, что персонал распределен по территории равномерно;

––степень защищенности персонала при использовании определенного способа защиты.

Количество людей, попавших в зону заражения, N, чел., рассчитывается исходя из средней плотности населения по формуле

где Рнас – плотность населения в зоне заражения, чел/км2;

Sф – площадь зоны фактического заражения АХОВ, км2, определяется по формуле (12.11).

Численность пораженных людей определяется его защищенностью:

где Nпор – количество пораженных людей, чел.;

N – количество людей, попавших в зону заражения, чел.;

Pi – доля людей, защищаемых от действия АХОВ i-м спосо-

n

бом, ∑Pi =1;

i=1

Kзащ i – коэффициент защиты i-м способом;

Kзащср – среднее значение коэффициента защищенности людей с учетом их пребывания открыто на местности, в транспорте, жилых и производственных зданиях (табл. 12.7). Распределение людей в городе и в сельскохозяйственной местности в зависимости от времени суток приведено в табл. 12.8 и 12.9 соответственно.

66

Таблица 12.7

Коэффициент защищенности населения по месту его пребывания Kзащ

67

Таблица 12.9

Среднесуточное распределение сельского населения по месту его пребывания

Для оценки распределения людей по степеням поражения приближенно можно принять, что структура пораженного АХОВ населения соответствует данным, приведенным в табл. 12.10.

Таблица 12.10

Структура населения, пораженного АХОВ

Пример 12.1. На водоочистной станции г. Липецка в 8 часов утра произошла авария, связанная с разрушением емкости, содержавшей Q0 = 10 т хлора, хранившегося под давлением. Емкость с хлором размещалась в поддоне с высотой стенок Н = 1,0 м. При прогнозировании последствий аварии принять следующие метеоусловия: инверсия, скорость ветра wв = 3 м/с, температура воздуха tв = +20 °С. Плотность населения в полумиллионном городе Рнас = 2500 чел/км2. Население об аварии не оповещено.

Определить глубину распространения зараженного АХОВ воздуха через t = 2 ч после аварии (время ликвидации аварии) и структуру пораженного населения.

68

Решение

1. Принимая толщину слоя разлившегося хлора по формуле (12.1) равной h = H – 0,2 = 1,0 – 0,2 = 0,8 м, плотность жидкой фазы АХОВ rж = 1,558 т/м3 (см. табл. 12.2), коэффициент k2 = 0,052 (см. табл. 12.2), коэффициент k7 = 1 при температуре воздуха tв = +20 °С и в соответствии с табл. 12.3 коэффициент k4 = 1,67 при скорости ветра wв = 3 м/с, найдем по формуле (12.6) время испарения tисп:

2. Эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке Qэ1, т, определим по формуле (12.3) с использованием данных табл. 12.2 (k1 = 0,18; k3 = 1 и k7 = 1) и приняв коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости атмосферы, k5 = 1 (инверсия):

Qэ1 =0,18 1 1 1 10 =1,8 т.

3. Эквивалентное количество АХОВ во вторичном облаке Qэ2, т, определим по формуле (12.4) с использованием данных табл. 12.2 и 12.3:

где коэффициент k6 = τ0,8 = 20,8, так как τ < τисп.

4. Глубину зон возможного химического заражения первичным Г1, км, и вторичным Г2, км, облаками определим по табл. 12.4 в зависимости от скорости ветра wв = 3 м/с и соответствующего эквивалентного количества АХОВ Qэ1 и Qэ2, т, пу-

69

5. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Гпред, км, найдем по формуле (12.8):

Гпред =15 2=30 км,

где скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха u = 15 км/ч определяется по табл. 12.5 при данных метеоусловиях: инверсия, скорость ветра wв = 3 м/с.

6.Расчетная глубина зоны возможного химического заражения Г, км, по формуле (12.9) составит

Г=min{4 км,30 км}=4 км.

7.Площадь зоны возможного химического заражения Sзар, км2, находим по формуле (12.10):

Sзар =8,72 10-3 42 45 =6,28 км2.

Так как скорость ветра wв превышает 2 м/с, то согласно табл. 12.6 зона фактического заражения будет располагаться

всекторе с углом 45° по направлению ветра.

8.Площадь зоны фактического заражения АХОВ Sф, км2, находящейся внутри зоны возможного заражения, с учетом

k8 = 0,081 для инверсии и времени после аварии t = 2 ч определяется по формуле (12.11):

Sф =0,081 42 20,2 =1,49 км2.

9. Количество людей, попавших в зону фактического заражения, N, чел., найдем по формуле (12.16):

N=2500 1,49 =3725 чел.

10.Определим число пораженных с учетом защищенности населения. Для этого по данным табл. 12.7 для условий примера найдем среднее значение коэффициента защищенности го-

родского населения с учетом его пребывания открыто на мест-

ности, в транспорте, жилых и производственных зданиях Kзащср . Так как авария произошла в 8 часов утра, то, согласно табл. 12.7

и12.8, в полумиллионном городе 22 % населения находились в жилых зданиях (с коэффициентом защищенности по месту пребывания людей в течение 2 ч Kзащ = 0,38), 50 % населения –

70