Курс «БЖД: Защита в ЧС и ГО» - 2006 год 9

1.“ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОБСТАНОВКИ ПРИ АВАРИЯХ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ”

1.1.Химическая обстановка и ее оценка.

1.1.1 Общие положения.

Под хи­ми­че­ской об­ста­но­вкой по­ни­ма­ют (1) мас­шта­бы и (2) сте­пень за­ра­же­ния от­рав­ля­ющи­ми ве­ще­ства­ми или АХОВ воз­ду­ха, мест­но­сти, во­до­емов, со­ору­же­ний, тех­ни­ки и т. п.

Оцен­ка хи­ми­че­ской об­ста­но­вки — это опре­де­ле­ние мас­шта­бов и ха­ра­к­те­ра за­ра­же­ния АХОВ окружающей среды, а также ана­лиз вли­яния АХОВ на де­яте­ль­ность объ­ек­тов и сил ГО и уста­но­вле­ние сте­пе­ни опас­но­сти для на­се­ле­ния.

Оцен­ка является прогнозом, который про­во­дит­ся

либо по факту произошедшей ЧС с по­сле­ду­ющи­ми уточ­не­ни­ями по дан­ным хи­ми­че­ской раз­вед­ки и дру­гим на­блю­де­ни­ям,

либо для виртуальной ЧС с наихудшими условиями ее протекания.

При этом обычно под­ле­жат опре­де­ле­нию глу­би­на зо­ны за­ра­же­ния, пло­щадь воз­мож­но­го за­ра­же­ния, площадь территории, над которой пройдет облако, вре­мя при­хо­да за­ра­жен­но­го об­ла­ка к опре­де­лен­но­му ру­бе­жу, про­до­лжи­те­ль­ность за­ра­же­ния.

Ис­хо­дны­ми дан­ны­ми при про­гно­зе хи­ми­че­ской об­ста­но­вки при вы­хо­де АХОВ яв­ля­ют­ся:

— ме­тео­ро­ло­ги­че­ские усло­вия (сте­пень вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха, ско­рость при­зем­но­го вет­ра и тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха);

— виды, количество и спо­соб хра­не­ния АХОВ, в емкостях на объекте;

—характер разлива АХОВ (свободно на подстилающую поверхность или в поддон, обваловку).

1.1.2За­да­ние ме­те­о­ус­ло­вий.

В числе параметров метеоусловий, используемых при прогнозе химической обстановки, кроме температуры и скорости ветра используется параметр, который в обиходе используется для характеристики метеоусловий значительно реже. Таким параметром является степень вертикальной устойчивости ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха в при­зем­ном слое, высота которого принимается равной 20 м.

Раз­ли­ча­ют три ви­да вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха: ин­вер­сию, изо­тер­мию и кон­ве­к­цию.

От сте­пе­ни вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха зависят масштаб и про­до­лжи­те­ль­ность за­ра­же­ния. Во мно­гом это про­ис­хо­дит из-за ха­ра­к­тер­ных для каж­дой сте­пе­ни тем­пе­ра­тур­ных ре­жи­мов в приземном слое воздуха: при кон­ве­к­ции тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в при­зем­ном слое с вы­со­той по­ни­жа­ет­ся, при ин­вер­сии — воз­рас­та­ет, а при изо­тер­мии — оста­ет­ся по­сто­ян­ной. Поэтому при конвекции происходит интенсивное перемешивание слоев воздуха и, как следствие, быстрое рассеивание зараженного облака, а при инверсии эти процессы протекают существенно медленнее.

Опре­де­ле­ние сте­пе­ни вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха в кон­крет­ных усло­ви­ях про­из­во­ди­т­ся по спе­ци­аль­ным ме­тео­таб­ли­цам в за­ви­си­мо­сти от вре­ме­ни го­да, вре­ме­ни су­ток, об­лач­но­го по­кро­ва, снеж­но­го или тра­вя­но­го по­кро­ва и дру­гих фак­то­ров.

Следует помнить, что при скорости ветра более 4 м/с под влиянием перемешивания слоев воздуха всегда устанавливается ИЗОТЕРМИЯ.

В связи с изложенным раз­ли­ча­ют 2 слу­чая задания метеоусловий при оценк химической обстановки:

1) при оценке химической обстановки по факту ЧС метеоусловия берутся реальные;

2) при оценке виртуальной ЧС, поскольку ме­те­о­ус­ло­вия не­из­ве­ст­ны, то они предполагаются наи­худ­ши­ми с точки зрения возможных последствий, т.е. в наи­бо­ль­шей сте­пе­ни бла­го­при­ятс­тву­ющие рас­про­стра­не­нию ядо­ви­то­го об­ла­ка. Такими условиями являются:

СВУ — ин­вер­сия, V = 1 м/с , t^оC — мак­си­ма­ль­ная в дан­ной мест­но­сти в данное время года ¹.

1.1.3Ко­ли­че­ство АХОВ, обус­ло­вив­ше­е ЧС.

При оценке химической обстановки по факту произошедшей ЧС количество вышедших АХОВ определяется по реальным данным.

При определении количества АХОВ, участвующих в виртуальной ЧС учитываются два фак­то­ра:

1) Вид происшествия на ХОО, т.е. ава­рия или раз­ру­ше­ние объ­ек­та: при ава­рии про­гноз ве­де­т­ся ис­хо­дя из объ­ема наи­бо­ль­шей ем­ко­сти, а при раз­ру­ше­нии — по со­во­куп­но­му объ­ему всех ем­ко­стей с АХОВ на рассматриваемом ХОО. Про­гноз на раз­ру­ше­ние объ­ек­та ве­де­т­ся для сейс­мо­опас­ных рай­о­нов и для ЧС во­ен­но­го вре­ме­ни

2) Агре­гат­ное со­сто­яние АХОВ. Ко­ли­че­ство АХОВ, вы­шед­шее при ЧС, опре­де­ля­ет­ся в зависимости от агрегатного состояния АХОВ по-разному:

- при хра­не­нии (транс­пор­ти­ро­вке) в га­зо­об­раз­ном со­сто­янии используется уравнение состояния газа, согласно которому количество вышедшего АХОВ равно²:

, т , (1)

где P - давление в резервуаре, _г - плотность газа, V - объем резервуара, n - концентрация АХОВ, если оно находится в смеси с другими газами;

- при хра­не­нии (транс­пор­ти­ро­вке) в жид­ком со­сто­янии:

m_о= с_запV_ж , т , (2)

с_зап, V - коэффициент заполнения и объем резервуара, _ж – плотность жидкости.

1.1.4Учет вли­яния усло­вий хра­не­ния, опре­де­ля­ющих ха­ра­к­тер раз­ли­ва.

Для ограничения площадей разлива жидких АХОВ под про­мыш­лен­ны­ми ем­ко­стя­ми для хра­не­ния АХОВ со­ору­жа­ют­ся под­до­ны или об­ва­ло­вки. Вре­мя ис­па­ре­ния вы­лив­шей­ся в под­дон или об­ва­ло­вку жид­ко­сти опре­де­ля­ет­ся вы­со­той слоя жид­ко­сти в поддоне или обваловке.

1) При стандартно залитом резервуаре высоту слоя жидкости в поддоне или обваловке принимают равной

h = H — 0,2 , м (3)

где Н — вы­со­та под­до­на или об­ва­ло­вки, м, h - высота слоя испарения, м.

Зазор в 0,2 м предусмотрен ГОСТом.

2) В случае общей обваловки для нескольких резервуаров при виртуальной аварии высота слоя жидкости вычисляется по формуле

, м (4)

где m_oi — масса АХОВ в каждом резервуаре, т.

3) При сво­бо­дном раз­ли­ве АХОВ на под­сти­ла­ющую по­вер­хность (зем­ля, бе­тон, ас­фальт и т.п.) вы­со­та слоя жид­ко­сти при­ни­ма­ет­ся рав­ной 0,05 м.

1.2.Расчеты при авариях на химически опасном объекте.

1.2.1Основ­ные по­ло­же­ния ме­то­ди­че­ско­го под­хо­да к рас­че­ту.

В основу методики расчетов положены следующие допущения и условия.

1.Вне­шние гра­ни­цы зон за­ра­же­ния рас­счи­ты­ва­ют­ся по по­ро­го­вой ток­со­до­зе АХОВ.

2.Опре­де­ле­ние глу­би­ны зо­ны за­ра­же­ния про­во­дит­ся по единой для всех АХОВ таб­ли­це.

3.Для то­го, что­бы по­ль­зо­ва­ть­ся еди­ной таб­ли­цей для всех АХОВ, про­из­во­ди­т­ся пе­ре­счет исходных данных и характеристик вещества к ве­ще­ству, вы­бираемому эта­ло­ном. Эта­лон­ным ве­ще­ством в ис­по­ль­зу­емой ме­то­ди­ке про­гно­зи­ро­ва­ния вы­бран хлор.

4.Основ­ная таб­ли­ца со­став­ле­на для ава­рий с вы­хо­дом хло­ра при сле­ду­ющих ме­те­о­ус­ло­ви­ях: ин­вер­сия, тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха 20^оС.

Таким образом, первым этапом используемой методики является расчет эк­ви­ва­ле­нт­ного ко­ли­че­ство АХОВ.

Эк­ви­ва­ле­нт­ное ко­ли­че­ство АХОВ - это та­кое ко­ли­че­ство хло­ра, мас­штаб за­ра­же­ния ко­то­рым при ин­вер­сии и тем­пе­ра­ту­ре 20^оС эк­ви­ва­лен­тен мас­шта­бу за­ра­же­ния дан­ным АХОВ при кон­крет­ных ме­те­о­ус­ло­ви­ях.

Ток­сич­ность лю­бо­го АХОВ по от­но­ше­нию к хло­ру, свойс­тва, влия­ющие на об­ра­зо­ва­ние за­ра­жен­но­го об­ла­ка, а так­же от­лич­ные от стан­да­рт­ных ме­те­о­ус­ло­вия учи­ты­ва­ют­ся спе­ци­аль­ны­ми ко­эф­фи­ци­ен­та­ми, по ко­то­рым рас­счи­ты­ва­ет­ся эк­ви­ва­ле­нт­ное ко­ли­че­ство АХОВ.

1.2.2Ко­эф­фи­ци­ен­ты, ис­по­ль­зу­емые при рас­че­те эк­ви­ва­ле­нт­но­го ко­ли­че­ства.

Рас­смо­трим ис­по­ль­зу­емые при рас­че­тах ко­эф­фи­ци­ен­ты и по­яс­ним их фи­зи­че­ский смысл и осо­бен­но­сти расчета и ис­по­ль­зо­ва­ния.

К₁- ко­эф­фи­ци­ент, опре­де­ля­ющий от­но­си­те­ль­ное ко­ли­че­ство АХОВ, пе­ре­хо­дя­щее при ава­рии в газ:

К₂- уде­льная ско­рость ис­па­ре­ния вещества - ко­ли­че­ство ис­па­рив­ше­го­ся ве­ще­ства в тон­нах с пло­ща­ди 1 м. кв. за 1 час, (т/м² ч) ;

K₃ — от­но­ше­ние по­ро­го­вой ток­со­до­зы хло­ра к по­ро­го­вой ток­со­до­зе дан­но­го АХОВ (значения приведены в таб.№ 14);

К₄- ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ва­ющий влияние ско­рости вет­ра на интенсивность испарения АХОВ (значения приведены в таб.№ 15);

K₅ —ко­эф­фи­ци­ент, учи­ты­ва­ющий влияние сте­пени вер­ти­ка­ль­ной устой­чи­во­сти воз­ду­ха на интенсивность рассеивания АХОВ ³: