Решение типовых задач по оценке радиационной обстановки

Задача 1

Формированию ГО предстоит вести работы на радиоактивно загрязненной местности. Определить дозу излучению, которую получит личный состав формирования, если известно начала работ t_н, ч, время окончания работ t_к, ч, время аварии t_ав, часов, а также уровень радиации к моменту окончания работ Р_к, Р/ч. Работа будет проводиться на объекте с коэффициентом ослабления К_осл.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tн, ч	12	8	7	15	8	11	20	13	14	10
tк, ч	16	14	13	18	11	14	22	16	17	16
Рк, Р/ч	28	42	29	30	40	33	25	27	48	45
tав, ч	8	4	4	10	6	7	14	10	7	5
Косл	6	10	15	12	3	2	7	6	10	7
Р1, Р/ч	70	90	85	94	110	76	88	94	130	160

Задача 2

Определить возможную дозу излучения, полученную при эвакуации населения через зоны радиоактивного загрязнения, на указанном виде транспорта. Измеренные мощности доз на 1 час после взрыва через равные отрезки пути составили Р₁, Р₂, Р₃. Время начала преодоления зоны загрязнения относительно момента взрыва t_н. Протяженность маршрута L, скорость движения V.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tн, ч	5	6	4	8	7	6	2	4	3	25
Р1, Р/ч	40	80	52	63	90	75	50	60	70	65
Р2, Р/ч	35	60	47	58	74	62	45	68	55	85
Р3, Р/ч	20	32	40	41	52	44	55	70	65	75
L, км	30	40	25	60	50	40	50	70	100	45
V, км/ч	15	25	25	45	40	40	50	35	50	45
Вид транспорта	Автомобиль		Пассажир-ский вагон		Ж/д платформа		Крытые вагоны

Задача 3

Уровень радиации на 1 час после взрыва составил Р₁, Р/ч. Определить необходимое количество смен, если на выполнение работ требуется t_р часов. Работы ведутся на открытой местности через t_н часов после взрыва. Установленная доза излучения 20 Р.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tр, ч	10	4	12	8	6	7	6	4	8	5
tн, ч	1,5	2,0	2,5	3,0	2,0	4	4	8	2	6
Р1, Р/ч	50	40	45	55	60	55	100	120	80	150

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОГО ВРЕМЕНИ НАЧАЛА И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РАБОТ В ЗОНЕ РАДИОАКТИВНОГО ЗАРАЖЕНИЯ

Цель работы: 1) Определение допустимого времени начала и продолжительности работ в зоне радиоактивного заражения

2) Решение типовых задач по определению допустимого времени начала и продолжительности работ в зоне радиоактивного заражения

Определение допустимой продолжительности пребывания в зонах загрязнения по заданной дозе излучения необходимо для определения целесообразных действий людей на загрязненной местности.

Определение допустимого времени начала входа в зону загрязнения (начала работ в зоне) по заданной дозе излучения позволяет получить ответ на вопрос: когда можно начинать работы в зоне загрязнения относительно момента взрыва, чтобы доза излучения, полученная людьми за время пребывания на загрязненной местности, не превысила установленную величину.

Определение допустимого времени начала преодоления зон загрязнения по заданной дозе излучения позволяет узнать ближайшее после ядерного взрыва время, когда можно будет начать преодоление зон загрязнения, т.е. выходить из зоны, в условия, при которых доза излучения для людей не превысит установленной величины.

Задача 1. Определение допустимой продолжительности пребывания в зонах заражения по заданной дозе излучения.

Определение продолжительности пребывания людей на зараженной местности осуществляется по приложению Е, для чего предварительно определяется выражение

(3.1)

где Р₁ - уровни радиации на 1 час после аварии, Р/ч;

Д_уст - установленная доза облучения, Р;

К_осл - коэффициент ослабления доз излучения (приложение Д).

Затем по значению α и времени начала пребывания в зоне заражения t_н (приложение Е) определяют допустимую продолжительность пребывания людей на зараженной местности.

Задача 2. Определение допустимого времени начала входа в зону загрязнения по установленной дозе излучения.

Данная задача решается аналогично предыдущей, только в исходных данных вместо времени начала работ указывается продолжительность пребывания на загрязненной местности.

Решение типовых задач по оценке радиационной обстановки

Задача 1

Определить допустимую продолжительность пребывания рабочих внутри здания цеха с коэффициентом ослабления равным 10, если работы начались через t_н часов после взрыва, а уровень радиации на 1 час после взрыва составил Р₁, Р/ч. Для рабочих установлена доза излучения 20 Р.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tн, ч	8	3	4	4	2	5	5	7	7	12
Р1, Р/ч	260	300	500	460	260	300	260	320	640	320

Задача 2

Определить допустимую продолжительность работы личного состава формирования ГО на объектах радиоактивно загрязненной местности через t_н, ч, после взрыва, если измеренный уровень радиации на время t часов составил Р_t, Р/ч. Время взрыва t_вз, ч. Установленная (допустимая) доза излучения 20 Р.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tвз, ч	6.00	7.00	8.00	9.00	14.00	11.00	12.00	10.00	15.00	20.00
tн, ч	6	8	10	5	7	9	4	3	2	5
Рt, Р/ч	56	40	35	70	28	36	25	60	45	68
t, ч	12.00	13.00	10.00	11.00	16.00	14.00	14.00	12.00	17.00	23.00
Тип здания	Жилое каменное трехэтажное		Жилое деревянное двухэтажное		Жилое каменное трехэтажное		Жилое деревянное двухэтажное		Производ-ственное трехэтажное

Задача 3

Необходимо определить допустимое время начала преодоления зараженного участка невоенизированным формированием ГО. При этом допустимая (установленная) доза за время пешего перехода не должна превысить 20 Р. Известно, что уровни радиации на 1 час после взрыва на маршруте движения составили: в точке 1 – Р₁, Р/ч, в точке 2 – Р₂, Р/ч, в точке 3 – Р₃, Р/ч. Скорость движения формирования составляет V, км/ч, а протяженность маршрута – L, км.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Р1, Р/ч	58	78	68	90	68	57	75	65	84	57
Р2, Р/ч	45	74	56	97	65	65	74	63	80	53
Р3, Р/ч	50	70	64	92	63	62	71	71	75	60
V, км/ч	6	4	2	5	4	5	3,5	5	5,5	3
L, км	18	8	12	15	12	10	14	20	11	9

Задача 4

Определить время начала работы смены в здании с коэффициентом ослабления равным 10, если установлена продолжительность работы t_р, а уровень радиации на t часов после ядерного взрыва составил Р, Р/ч. Для рабочих установлена доза излучения Д_уст = 25 Р.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
tр, ч	3	2	12	4	6	12	3	8	2	3
t, ч	2	3	2	2	4	3	2	4	2,5	2
Р, Р/ч	250	300	400	350	150	170	200	130	220	320

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4

ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПРИ АВАРИЯХ (РАЗРУШЕНИЯХ) НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ И ТРАНСПОРТЕ

Цель занятия: 1) Определить продолжительность поражающего действия ХОВ* (СДЯВ)*.

2) Произвести расчет глубины зоны заражения при выбросе газообразных ХОВ* (СДЯВ)*.

Оценка химической обстановки может осуществляться прогнозированием и по данным разведки.

Оценка химической обстановки включает:

- определение максимальной глубины распространения зараженного воздуха;

- определение площади зоны заражения;

- определение допустимого пребывания людей в средствах защиты;

- определение возможных потерь в зонах заражения.

Исходными данными для оценки химической обстановки методом прогнозирования являются:

- тип ХОВ;

- масса ХОВ на объекте;

- условия хранения ХОВ;

- вертикальная устойчивость атмосферы;

- направление и скорость ветра.

Исходными данными для оценки химической обстановки по данным разведки являются:

- вид и концентрация ХОВ на определение время в определенном месте;

- границы зоны заражения.

Оценка химической обстановки методом прогнозирования позволяет ориентировочно до начала заражения определить масштабы и степень заражения.

Под аварией понимается нарушение технологических процессов на производстве, повреждение трубопроводов, емкостей, хранилищ, транспортных средств, приводящие к выбросу ХОВ в атмосферу в количествах, которые могут вызвать массовое поражение людей и животных.

Под разрушением химически опасного объекта следует понимать результат катастроф и стихийных бедствий, приведших к полной разгерметизации емкостей и нарушению технологических коммуникаций.

Примечание: *ХОВ – химически опасное вещество

*СДЯВ – сильнодействующие ядовитые вещества

Первичное облако - облако ХОВ, образующееся в результате мгновенного (1-3 мин) перехода в атмосферу части ХОВ из емкости при ее разрушении.

Пороговая токсодоза - ингаляционная токсодоза, вызывающая начальные симптомы поражения.

Внешние границы зоны заражения ХОВ рассчитываются по пороговой токсодозе при ингаляционном воздействии на организм человека.

При оценке химической обстановки к метеорологическим условиям относят: температуру воздуха, скорость ветра на высоте 10 м (на высоте флюгера), степень вертикальной устойчивости воздуха (инверсия, изотермия и конвекция).

При инверсии нижние слои воздуха холоднее верхних, возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно за час до захода солнца и разрушается в течение часа после восхода солнца.

При конвекции нижний слой воздуха нагрет сильнее верхнего и происходит перемешивание его по вертикали. Возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно через 2 ч после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 ч до захода солнца.

При изотермии температура воздуха в пределах 20-30 м от земной поверхности почти одинакова. Обычно изотермия наблюдается в пасмурную погоду и при снежном покрове (приложение Ж).

Количественные характеристики выброса СДЯВ для расчета масштабов заражения определяются по их эквивалентным значениям.

Под эквивалентным количеством ХОВ понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости атмосферы количеством ХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако.

Эквивалентное количество Q_э1 (т) вещества в первичном облаке определяется по формуле

Q_э1 = (4.1)

где К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения СДЯВ (приложение З), для сжатых газов К₁=1;

К₃ - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к

пороговой токсодозе другого СДЯВ (приложение З);

К₅- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости

атмосферы; для инверсии принимается равным 1, для изотермии - 0,23, для конвекции - 0,08;

К₇ - коэффициент учитывающий влияние температуры воздуха (приложение З), для сжатых газов К₇=1;

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

При авариях на хранилищах сжатого газа Q₀ рассчитывается по формуле

Q₀ = d · V_x, (4.2)

где d - плотность СДЯВ, т/м³ (приложение З);

V_x - oбъем хранилища, м³.

Определение продолжительности поражающего действия СДЯВ

Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его испарения с площади разлива.

Время испарения Т (ч) СДЯВ с площади разлива определяется по формуле

(4.3)

где h - толщина слоя СДЯВ, м;

d - плотность СДЯВ, т/м³;

К₂, К₄, К₇ - коэффициенты в формулах (4.1, 5.1)

Толщина h слоя жидкости СДЯВ, разлившегося свободно на подстилающей поверхности, принимается равной 0,05 м по всей площади разлива; для СДЯВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяется следующим образом:

при разливе из емкости, имеющей самостоятельный поддон (обваловку)

h = H - 0,2 (4.4)

Расчет глубины зоны заражения

Расчет глубины зоны заражения от первичного облака определяется по приложению Л по эквивалентному количеству вещества (Q_э1) в первичном облаке.

Полученное значение сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п, определяем по формуле

(4.5)

где N - время от начала аварии, ч;

v - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данной скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч (приложение К).

За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений (Г и Г_п).

Задача 1

В результате аварии произошло разрушение емкости со СДЯВ. Определите время поражающего действия СДЯВ. Метеоусловия: V скорость ветра V м/с, температура воздуха t⁰С, изотермия.

1) Высота обваловки Н, м

2) Емкость не обвалована – разлив СДЯВ свободный

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
V, м/с	2	3	4	5	6	1,5	7	4,5	3,5	2,5
t, 0C	-20	-10	0	20	30	10	20	0	10	20
Н, м	1	1,2	0,8	0,7	1,3	1,1	0,6	0,9	1,3	0,8
Тип СДЯВ	Хлор			Сероводород			Аммиак

Задача 2

Оценить опасность возможного очага химического поражения через 1 ч после аварии на химически опасном объекте, расположенном в южной части города. На объекте в газгольдере емкостью V м³ хранится газообразное вещество в сжатом состоянии. Северная граница объекта находится на расстоянии l_гр м от возможного места аварии. Затем идет l_с.з - метровая санитарно-защитная зона, за которой расположены жилые кварталы.

Пара-метры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
V, м3	2500	5000	4000	3500	4500	5000	5600	5500	7400	6000
lгр, м	100	150	200	50	120	70	140	220	250	200
lс.з, м	50	100	300	100	500	200	100	500	50	500
V, м/с	1	2	5	6	7	1	2	3	4	2
Степень вертикальной устой-чивости атмосфе-ры	Ночь, ясно		Ночь, пасмурно			День, полуясно		День, пасмурно
СДЯВ	Аммиак					Сероводород

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Цель занятия: 1) Определить глубину возможной зоны заражения при выбросе сжиженных газов и ядовитых жидкостей.

Масштабы заражения ХОВ в отношении сжатых газов рассчитываются только для первичного облака.

Вторичное облако – облако ХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества с подстилающей поверхности.

Масштабы заражения ХОВ в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния рассчитываются:

- в отношении сжиженных газов – для первичного облака и для вторичного;

- в отношении ядовитых жидкостей, кипящих выше температуры окружающей среды, - только для вторичного облака.

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке рассчитывается по формуле

(5.1)

где К₂ - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СДЯВ (приложение З);

К₄ - коэффициент, учитывающий скорость ветра (приложение И);

К₆ - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии.

Значение коэффициента К₆ определяется после расчета продолжительности Т (ч) испарения вещества

N^0,8, при N<Т;

К₆= (5.2)

Т^0,8, при N>Т;

N - время от начала аварии, ч

Если время испарения СДЯВ меньше 1 часа (при Т<1), К₆ принимается для 1 ч, (К₆ = 1);

d - плотность СДЯВ, т/м³ (приложение З);

h - толщина слоя СДЯВ, м.

Расчет глубины зоны заражения при аварии на химически опасном объекте

Расчет глубины зоны заражения первичным (Г₁) и вторичным (Г₂) облаком определяется по приложению Л, по эквивалентному количеству вещества (Q_эl) в первичном облаке и вторичном облаке (Q_эll).

В приложении С приведены максимальные значения глубины зоны заражения первичным (Г₁) или вторичным (Г₂) облаком СДЯВ, определяемые в зависимости от эквивалентного количества вещества. Полная глубина зоны заражения Г (км), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака СДЯВ, определяется по формуле

(5.3)

где Г_max - наибольший из размеров Г₁ и Г₂;

Г_min - наименьший из размеров Г₁ и Г₂.

При заблаговременном прогнозировании масштабов заражения на случай производственных аварий в качестве исходных данных рекомендуется принимать: выброс СДЯВ (Q₀) - количество СДЯВ в максимальной по объему единичной емкости (технологической, складской, транспортной и др.), метеорологические условия - инверсия, скорость ветра - 1 м/с.

Пример

На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким хлором, находящимся под давлением. Количество вытекшей из трубопровода жидкости не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось 40 т сжиженного хлора.

Требуется определить глубину зоны возможного заражения хлором при времени от начала аварии 1 ч и продолжительность действия источника заражения (времени испарения хлора).

Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0⁰С, изотермия. Разлив СДЯВ на подстилающей поверхности - свободный.

Решение

1. Так как количество разлившегося жидкого хлора неизвестно, то принимаем его равным максимальному - 40 т (Q₀ = 40 т).

2. По формуле (4.1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке

3. По формуле (4.3) определяем время испарения хлора

4. По формуле (5.1) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке

Q_э2

5. По приложению С для 1 т находим глубину зоны заражения для первичного облака: Г₁ = 1,68 км.

6. Находим глубину зоны заражения для вторичного облака. Согласно приложению Л глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53 км, а для 20 т - 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 11,8 т.

7. Находим полную глубину зоны заражения

Г

8. По формуле (4.5) находим предельно возможные значения глубины переноса воздушных масс

Таким образом, глубина зоны заражения хлором в результате аварии может составить 6,8 км; продолжительность действия источника заражения - около 40 мин.

Задача 1

На химическом предприятии произошло разрушение емкости, содержавшей Q₀, т ХОВ. Необходимо определить глубину зоны возможного заражения. Время прошедшее от начала аварии N, ч. Высота обваловки емкости Н, м. Метеоусловия: скорость ветра V, м/с; температура воздуха t, ⁰С.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q0, т	30	25	50	15	10	15	20	25	30	35
V, м/с	3	4	5	6	2	3	4	1	2	3
t, 0С	10	20	-10	30	20	10	15	20	0	10
Высота обваловки	1,2	1	0,8	0,7	0,8	0,9	1	0,9	1	1,2
N, ч	1	1,5	2	3	2	1	1,5	1	2	1
Степень вертикальной устой-чивости атмосферы	Изотермия				Инверсия			Конвекция
Тип ХОВ	Сероуглерод				Соляная кислота (концентрированная)			Нитрилакриловая кислота

Задача 2

На химическом предприятии произошла авария на технологическом трубопроводе с жидким ХОВ, находящимся под давлением. Количество вытекшей из трубопровода жидкости не установлено. Известно, что в технологической системе содержалось М т сжиженного ХОВ.

Требуется определить глубину зоны возможного заражения ХОВ при времени от начала аварии 1 ч.

Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра V м/с, температура воздуха t⁰С. Разлив ХОВ на подстилающей поверхности - свободный.

Пара-метры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4		5	6	7	8	9	10
М, т	10	14	20	25		15	25	30	35	45	50
V, м/с	2	3	4	5		6	3	7	1	2	3
t, 0С	0	10	20	25		15	20	0	-10	30	15
Тип ХОВ	Хлор						Аммиак
Степень вертикальной устой-чивости атмосфе-ры	Инверсия				Изотермия				Конвекция

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ЗОНЫ ЗАРАЖЕНИЯ И ВРЕМЕНИ ПОДХОДА ЗАРАЖЕННОГО ВОЗДУХА К ОБЪЕКТУ

Цель работы: 1) Определение возможной и фактической площадей зоны химического заражения СДЯВ.

2) Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту

Зона заражения СДЯВ - территория, на которой концентрация СДЯВ достигает значений, опасных для жизни людей.

Площадь зоны возможного заражения СДЯВ - площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако СДЯВ.

Площадь зоны фактического заражения СДЯВ - площадь территории, зараженной СДЯВ в опасных для жизни пределах.

Площадь зоны возможного заражения для первичного (вторичного) облака СДЯВ определяется по формуле

(6.1)

где S_в - площадь зоны возможного заражения СДЯВ, км²;

φ - угловые размеры зоны возможного заражения, град

(приложение М).

Г – глубина зоны возможного заражения, км

Площадь зоны фактического заражения S_ф, км² рассчитывается по формуле

(6.2)

где К₈ - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха, принимается равным 0,081 при инверсии; 0,133 при изотермии; 0,235 при конвекции;

N - время, прошедшее после начала аварии, ч.

Порядок нанесения зон заражения на топографические карты и схемы

Зона возможного заражения облаком СДЯВ на картах (схемах) ограничена окружностью, полуокружностью или сектором, имеющим угловые размеры и радиус, равный глубине зоны заражения Г. Угловые размеры в зависимости от скорости ветра по прогнозу приведены в приложении М. Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения.

Зона фактического заражения, имеющая форму элипса, включается в зону возможного заражения. Ввиду возможных перемещений облака СДЯВ под воздействием ветра фиксированное изображение зоны фактического заражения на карты (схемы) не наносится.

На топографических картах и схемах зона возможного заражения имеет вид окружности, полуокружности или сектора.

При скорости ветра по прогнозу меньше 0,5 м/с зона заражения имеет вид окружности.

Рисунок 6.1 - Зона возможного заражения облаком СДЯВ при U< 0,5 м/с

Точка "0" соответствует источнику заражения; угол φ = 360⁰; радиус окружности равен Г – глубина зоны заражения.

При скорости ветра по прогнозу 0,6-1 м/с зона заражения имеет вид полуокружности.

где U – направление ветра

Рисунок 6.2 - Зона возможного заражения облаком СДЯВ при

U =(0,6-1) м/с

Точка "0" соответствует источнику заражения; угол φ = 180⁰; радиус полуокружности равен Г; биссектриса угла совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

При скорости ветра по прогнозу больше 1 м/с зона заражения имеет вид сектора

Рисунок 4.3 - Зона возможного заражения облаком СДЯВ при U=(1-4) м/с

Точка "0" соответствует источнику заражения, радиус сектора равен Г; биссектриса сектора совпадает с осью следа облака и ориентирована по направлению ветра.

90⁰ при U = 1,1... 2 м/с

φ =

45⁰ при U > 2- 4 м/с;

При скорости ветра от 4 до 8 м/с величина сектора φ = 15-18⁰, а форма близка к форме эллипса.

При скорости ветра более 8 м/с φ принимается равным 10⁰.

Определение времени подхода зараженного воздуха к объекту

Время подхода СДЯВ к объекту зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

(6.3)

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

ν - скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (приложение К).

Расчет глубины зоны заражения при разрушении химически опасного объекта

В случае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины зоны заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса СДЯВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с.

Эквивалентное количество СДЯВ в облаке зараженного воздуха определяется аналогично рассмотренному методу для вторичного облака при свободном разливе. При этом суммарное эквивалентное количество Q_э рассчитывается по формуле

(6.4)

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

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

- коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после разрушения объекта;

- поправка на температуру для i-го СДЯВ;

Q_i - запасы i-го СДЯВ на объекте, т;

d_i - плотность i-го СДЯВ, т/м³.

Полученные по приложению Л значения глубины зоны заражения Г, в зависимости от рассчитанного значения Q_э и скорости ветра сравниваются с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п (см. формулу 4.5). За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Пример

На химически опасном объекте сосредоточены запасы СДЯВ, в том числе хлора - 30 т, аммиака -150 т, нитрила акриловой кислоты – 200 т. Определить глубину зоны заражения в случае разрушения объекта. Время, прошедшее после разрушения объекта - 3 ч. Температура воздуха 0⁰С.

Решение

1 По формуле (4.3) определяем время испарения СДЯВ

нитрила акриловой кислоты

2 По формуле (6.4) рассчитываем суммарное эквивалентное количество СДЯВ в облаке зараженного воздуха

3 По приложению Л интерполированием находим глубину зоны заражения

4. По формуле 4.5 находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс

5 За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений (Г и Г_п).

Таким образом, глубина заражения в результате разрушения химически опасного объекта может составить 15 км.

Задача 1

В результате аварии на химически опасном объекте образовалась зона заражения глубиной Г, км. Скорость ветра составляет U, м/с. Определить площадь зоны заражения, если после начала аварии прошло N, ч. Зарисовать схему нанесения на карту зоны возможного заражения от облака СДЯВ.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Г, км	2	1,8	5	3,2	4,1	0,9	2,4	3,5	1,5	2,3
U, м/с	1	1,5	2	1	2,5	1,5	3	4	5	2,5
N, ч	3	2	1,5	4	2,5	3,5	6	2	5	3
Степень вертикальной устойчивости атмосферы	Ночь, ясно			День, ясно			День, пасмурно

Задача 2

В результате аварии на объекте, расположенном на расстоянии Х, км от города, произошло разрушение емкости с хлором. Метеоусловия: скорость ветра U, м/с. Определить время подхода облака зараженного воздуха к границе города.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Х, км	6	14	25	20	10	5	8	22	15	11
U, м/с	3	4,5	3,5	5,0	1,5	2	3	2,5	3,5	4
Степень вертикальной устойчивости атмосферы	Изотермия				Инверсия			Конвекция

Задача 3

На химически опасном объекте сосредоточены запасы СДЯВ, в том числе хлора – Q₁, т; аммиака – Q₂, т; соляная кислота – Q₃, т.

Определить глубину зоны заражения в случае разрушения объекта.

Время, прошедшее после разрушения объекта, N, ч. Температура воздуха t ⁰С. Скорость ветра, U, м/с.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Q1, т	15	17	10	15	25	10	35	20	10	15
Q2, т	20	15	25	10	15	20	30	10	40	45
Q3, т	40	50	60	45	30	55	60	35	65	40
N, ч	1,5	1	2	2,5	1,5	3	3,5	1,5	2	2,5
t, 0С	0	10	20	30	10	20	10	0	20	30
U, м/с.	2	3	2,5	1	2	3	4	3,5	4,5	5
Степень вертикальной устойчивости атмосферы	Конвекция			Инверсия				Изотермия

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ N 7

ПРОВЕДЕНИЕ КЛАССИФИКАЦИИ АДМИНИСТРАТИВНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЕДИНИЦ И ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ХИМИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

Цель занятия: 1) Провести прогнозирование масштабов возможного заражения СДЯВ.

2) Оценить степень химической опасности административно-территориальных единиц и хозяйственных объектов.

Классификация по химической опасности административно-территориальных единиц (АТЕ), в пределах которых проживание населения сопряжено с риском его поражения в случае аварии на химически опасных объектах, и хозяйственных объектов (ХО), производящих, использующих или хранящих СДЯВ, проводится с целью дифференцированного подхода к планированию и организации комплекса мероприятий ГО по защите рабочих, служащих и населения от сильнодействующих ядовитых веществ.

Химически опасный хозяйственных объект - хозяйственный объект, при аварии или разрушении которого могут произойти массовые поражения людей, животных и растений сильнодействующими ядовитыми веществами.

Химически опасная административно-территориальная единица - АТЕ, более 10% населения которой может оказаться в зоне возможного химического заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях на химически опасных хозяйственных объектах.

Под зоной возможного химического заражения СДЯВ понимается площадь круга с радиусом, равным глубине распространения облака зараженного воздуха с пороговой токсодозой или концентрацией.

Под массовым поражением понимают такую ситуацию, при которой в случае аварии на химически опасном объекте очаг поражения представляет опасность:

- на объекте - для рабочих и служащих производственного участка;

- в городе - для населения, проживающего в жилом квартале;

- в загородной зоне - для населения рабочего поселка, сельского населенного пункта.

В основу классификации положена опасность поражения населения при авариях с выливом (выбросом) СДЯВ на химически опасном объекте.

Критерии для классификации АТЕ и ХО по химической опасности представлены в приложении Н.

Для города и городского района в качестве критерия допускается использовать долю (процент) территории, попадающей в зону возможного химического заражения СДЯВ, при этом считается, что население распределено равномерно в пределах территории города (района).

Для отнесения административно-территориальных единиц и хозяйственных объектов к различным степеням химической опасности проводятся прогнозирование масштабов возможного заражения СДЯВ при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте.

Для прогнозирования масштабов заражения СДЯВ используются следующие метеорологические условия: инверсия, скорость приземного ветра - 1 м/с, температура окружающего воздуха - + 20⁰С, направление ветра - равновероятное от 0 до 360⁰.

Расчет проводится по количеству СДЯВ, хранящемуся в наибольшей емкости. Время, прошедшее после аварии, принимается равным 4 часа.

При функционировании в пределах административно-территориальной единицы двух и более химически опасных объектов и наложении зон возможного заражения друг на друга, определение части (процента) населения, которое может подвергнуться заражению, осуществляется из расчета однократного накрытия территории зоной химического заражения СДЯВ.

При наличии на хозяйственном объекте нескольких СДЯВ прогнозирование масштабов заражения и оценка степени химической опасности объекта производится по тому веществу, авария с выбросом (выливом) которого может представлять наибольшую опасность для населения.

Работы, связанные с классификацией АТЕ и ХО по химической опасности, осуществляются территориальными и объектовыми штабами ГО, службами ГО при участии специалистов химически опасных объектов и, при необходимости, представителей учреждений Госкомгидромета, охраны природной среды и центров гигиены и эпидемиологии.

Необходимую для классификации информацию рабочие комиссии запрашивают у хозяйственных объектов, производящих, использующих или хранящих СДЯВ, а также у соответствующих органов управления ГО, административно-территориальных единиц, в пределах которых расположены эти объекты.

Рабочие комиссии анализируют результаты классификации по химической опасности АТЕ и ХО, составляют сводные данные по классификации согласно формам (приложения О и П).

Сводные данные по классификации представляются в штаб гражданской обороны РБ и в штаб гражданской обороны области.

По результатам классификации степень химической опасности АТЕ и ХО присваивается:

- хозяйственным объектам, городским, сельским районам, городам районного подчинения - начальником гражданской обороны области;

- городам областного подчинения, областям - начальником гражданской обороны РБ.

Результаты классификации доводятся установленным порядком до заинтересованных территориальных органов управления ГО и хозяйственных объектов.

Хозяйственные объекты информируют соответствующие министерства (ведомства) о присвоенной им степени химической опасности.

Об изменении степени химической опасности АТЕ и ХО вследствие проведенных инженерно-технических мероприятий, совершенствования технологии производства, при строительстве новых и реконструкции существующих химически опасных объектов, штабы ГО областей ежегодно сообщают в отчетах по оперативной подготовке.

Задача 1

Провести классификацию хозяйственных объектов и административно-территориальных единиц по химической опасности.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6
Количество населения, проживающего в АТЕ, тыс. чел.	180	30	120	320	100	200
Плотность населения, тыс. чел/км2	0,9	1,1	0,8	1,2	0,9	1,0
Наименование СДЯВ	аммиак жидк.	аммиак жидк.	аммиак	серо-углерод	хлор	хлор
Количество СДЯВ, т, в т.ч. в наибольшей емкости, Q0, т	150 10	20 3	10 3	340 50	10 1	5 0,5
Высота обваловки, м	0,4	1,0	0,3	1,0	0,6	ёмкость не обвалована
Способ хранения СДЯВ	под давле-нием	под давле-нием	изотермичес-кий	под давле-нием	под давле-нием	под давлением
Расстояние до границы объекта, км	0,1	0,3	0,09	0,1	0,2	0,15
Размер санитарно-защитной зоны, км	0,5	0,1	0,05	0,5	0,5	0,1
Расстояние от границы санитарно-защитной зоны до жилых кварталов, км	1,2	1,6	0,1	0,05	0,9	0,8

Примечание: При решении задачи используются расчетные формулы практических занятий N 4, 5, 6

Количество населения, проживающего в зоне возможного заражения определяется по формуле

(7.1)

где - площадь зоны возможного заражения на территории жилой застройки, км²;

- плотность населения, проживающего в жилой застройке, тыс.чел/км².

Схема зоны возможного заражения представлена на рисунке 7.1.

L₁ - расстояние от источника химической опасности до границы объекта, км;

L₂ - размер санитарно-защитной зоны, км;

L₃ - расстояние от границы санитарно-защитной зоны до жилых кварталов, км;

Г - глубина зоны возможного заражения, км

Рис 7.1 - Схема зоны возможного заражения при аварии на ХОО.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8

ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ ОБЪЕКТА К ВОЗДЕЙСТВИЮ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ПРИ ВЗРЫВЕ БЕНЗИНА

Цель занятия: 1) Определение радиусов зон разрушений и избыточного давления во фронте ударной волны.

2) Оценка последствий взрыва бензина.

Разрушение и повреждение зданий, сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов на пожаровзрывоопасных предприятиях могут привести к истечению газообразных или жидких углеводородных продуктов. Наиболее опасны смеси газов (метана, пропана, бутана, этилена, водорода, сероводорода, бутилена и др.) с воздухом.

Наиболее сложная обстановка складывается в зонах взрыва газо- и пылевоздушных смесей, а также паровоздушных, например, при розливе нефтепродуктов, особенно бензина.

Скорость распространения пламени при взрывном горении, характеризующая максимальное давление в детонационной волне, достигает 300-320 м/с. Причем такое давление при взрывах смесей различных углеводородных веществ может изменяться от 500 до 2000 кПа. Оно нарастает при этом сравнительно медленно, время же его действия - всего несколько десятков, а иногда и сотен миллисекунд. Поэтому можно считать, что нагрузки от взрыва газовоздушной смеси в целом близки к импульсным.

При взрыве газовоздушной смеси образуется очаг взрыва с ударной волной, вызывающей разрушение зданий, сооружений и оборудования, аналогично тому, как это происходит от ударной волны ядерного взрыва.

В очаге взрыва газовоздушной смеси принято выделять три круговые зоны (рисунок 8.1)

I - зона детонационной волны;

II – зона действия продуктов взрыва;

III - зона воздушной ударной волны.

Рисунок 8.1 - Зоны очага взрыва газовоздушной смеси

1 Зона детонационной волны (зона I) находится в пределах облака взрыва. Радиус этой зоны r₁, м, приближенно может быть определен по формуле

r₁ = (8.1)

где Q - количество сжиженного углеводородного топлива, т.

В пределах зоны I действует избыточное давление, которое может приниматься постоянным ΔР₁ = 1700 кПа.

2 Зона действия продуктов взрыва (зона II) охватывает всю площадь разлета продуктов газовоздушной смеси в результате ее детонации. Радиус этой зоны

(8.2)

3 Избыточное давление в пределах зоны II ΔР₂ в кПа может быть определено по формуле

ΔР₂ (8.3)

4 В зоне действия воздушной ударной волны (зона III) формируется фронт ударной волны, распространяющейся по поверхности земли. Избыточное давление в зоне III ΔР₃, в зависимости от расстояния до центра взрыва, может быть определено по графику, или определено по формулам.

Для этого предварительно определяется относительная величина

(8.4)

где r₁ - радиус зоны I;

r₃ - радиус зоны III или расстояние от центра взрыва до точки, в которой требуется определить избыточное давление воздушной ударной волны

при Ф<2 (8.5)

при Ф>2 (8.6)

5 Продолжительность существования огненного шара рассчитывается по формуле

, с

6 Величина теплового импульса определяется в зависимости от значения избыточного давления ударной волны, возникшей в результате взрыва бензина (приложение Р), т.е. по ΔР₃.

7 На план предприятия наносят зоны ударной воздушной волны с указанием величины избыточного давления и оценивают степень разрушения объектов по приложению С.

8 Определяют величины тепловых импульсов, вызывающих возгорание элементов цехов и материалов, находящихся в них по приложению Т.

Задача

На объекте взорвалась цистерна с бензином массой М тонн. Определите характер разрушения цеха, пожарную обстановку на объекте. Цех находится на расстоянии L м от цистерны с бензином.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
М, т	10	6	8	7	4	3	3,5	2	2,5	4
L, м	120	100	150	130	85	70	75	65	60	200

На странице 39 дан генплан молочноконсервного завода, на которой наносятся зоны очага взрыва паровоздушной смеси и определяется характер разрушений зданий и сооружений.

Генплан молочноконсервного завода

1 – производственный корпус; 2 – административно-бытовой корпус;

3- жестяно-баночный цех; 4 – механические мастерские; 5 – склад;

6 – компрессорная; 7 – трансформаторная; 8 – склад; 9 – котельная;

10 – склад ГСМ; 11 – гараж; 12 – открытая стоянка; 13 – градирня;

14 – мойка; 15 – магазин; 16 – резервуар для пожаротушения;

17 – артезианская скважина; 18 – очистные сооружения; 19 - проходная

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИНЫ ОПАСНОГО РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАРАЖЕННОГО ВОЗДУХА И СТОЙКОСТИ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА МЕСТНОСТИ

Цель занятия: 1) Определение глубины опасного распространения зараженного воздуха на местности

2) Определение стойкости отравляющих веществ (ОВ) на местности

Масштабы, длительность и опасность химического заражения являются основными его характеристиками.

Масштабы химического заражения определяются площадью очага химического поражения и зоны химического заражения, которые включают район (участок) местности, зараженный аэрозолем и каплями ОВ, а также зону распространения облака ОВ (первичного и вторичного).

Длительность химического заражения зависит от масштабов применения химического оружия, типа ОВ, характера и степени заражения, метеорологических условий и рельефа местности. Длительное химическое заражение объектов и прилегающей местности вынуждает людей использовать средства индивидуальной и коллективной защиты, что изнуряет и значительно снижает их работоспособность.

Зараженный воздух под действием ветра переносится на определенную глубину – в зависимости от типа ОВ, рельефа местности, наличия лесных массивов, скорости ветра и степени вертикальной устойчивости.

Глубиной распространения зараженного воздуха называется расстояние от наветренной границы района применения химического оружия до рубежа, где еще возможно поражение людей без средств индивидуальной защиты.

Глубина распространения зараженного воздуха определяется по приложению У.

Под стойкостью ОВ понимается способность его сохранять поражающее действие на незащищенных людей в течение некоторого времени после применения этого вещества.

Стойкость ОВ на местности (приложение Ф) определяется временем, по истечении которого люди могут безопасно находиться на зараженной местности без средств индивидуальной защиты.

Задача 1

Определить глубину опасного распространения воздуха зараженного отравляющим веществом при скорости ветра v_в, м/с и при определенных метеорологических условиях.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
тип ОВ	Ви-икс	Иприт	Зарин	Ви- икс	Иприт	Зарин	Ви- икс	Зарин	Иприт	Зарин
местность	поле	город	поле	лес	город	лес	город	поле	лес	поле
vв, м/с	2	1	3	4	5	6	3	2	1,5	1
Вертикальная устойчивость атмосферы	День, ясно			Сплошная облачность				Ночь, полуясно

Задача 2

Определить стойкость отравляющих веществ на местности при скорости ветра ν и температуре почвы t_n. Как изменится стойкость ОВ при повышении температуры почвы на 10⁰С.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Тип ОВ	Зарин			Ви-икс			Иприт
ν, м/с	1,5	2,5	6	4,5	2	7	1,5	4	5	3,5
tn, 0С	10	5	15	10	15	20	10	15	18	20
Вид местности	Поле	Лес	Город	Лес	Город	Поле	Лес	Поле	Город	Поле

Задача 3

Определить изменение стойкости отравляющего вещества (ОВ) на местности, если скорость ветра изменится с v_в1, м/с, на v_в2, м/с. Температура почвы t_п, °С.

Параметры	Варианты исходных данных
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
тип ОВ	Зарин	Ви-икс	Иприт	Зарин	Ви-икс	Иприт	Зарин	Ви-икс	Зарин	Иприт
vв1, м/с	1,2	1	1,5	1	7	6	7	1,7	1,5	4
vв2, м/с	6	4	5	8	2	1	1,8	7	7	1
tп, °С	20	10	15	0	20	10	0	5	10	20
местность	поле	город	поле	лес	город	лес	город	поле	лес	поле

Приложение А