4794 (Защита от чрезвычайных ситуаций), страница 2

3.1 Прогнозирующие расчеты химически опасных веществ

При наличии химической опасности определяется глубина зоны заражения с учетом метеоусловий, рассчитываются площади заражения.

Для резервуаров со сжатым газом общее количество СД и ЯВ (Q0) определяяется по формуле

(1)

где d – плотность вещества, т/м3,

V – объем хранилища, м3.

Эквивалентное количество СД и ЯВ в первичном облаке (т):

(2)

где k1 – коэффициент, зависящий от условий хранения СД и ЯВ, 0,1;

k3 – коэффициент, равный отношению поражающей токсикодозы хлора к поражающей токсикодозе искомого вещества, 0,4;

k5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха, для изотермии – 0,23;

k7 - коэффициент, зависящий от температуры воздуха, для сжатых газов – 1.

Время испарения с подстилающей поверхности, ч:

(3)

где k2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств СД и ЯВ, 0,04;

k4 - коэффициент, зависящий от скорости ветра, 4

h – толщина слоя разлившегося СД и ЯВ, 0,05 м.

Эквивалентное количество СД и ЯВ во вторичном облаке (т):

(4)

где k6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии (Na), ч, 1.

Глубина зоны заражения по первичному облаку определяется по справочным данным методом интерполяции :

Также определяется глубина зоны заражения по вторичному облаку:

Полная глубина возможного заражения:

(5)

Предельно возможное значение глубины переноса облака зараженного воздуха:

(6)

где Na – время от начала аварии, ч;

Vп – скорость переноса воздушных масс, 59 км/ч.

За окончательную глубину принимаем меньшее значение из двух величин: Г=26,45 км.

Площадь зоны возможного заражения СД и ЯВ – это площадь территории, в пределах которой под воздействием изменения направления ветра может перемещаться облако СД и ЯВ.

(7)

где φ – угловой размер зоны возможного заражения, 450.

Площадь фактического заражения Sф (км2) – это площадь территории, зараженной СД и ЯВ в опасных для жизни пределах.

(8)

где k8 = коэффициент, зависящий от состояния вертикальной устойчивости атмосферы, для изотермии – 0,133

Время подхода облака зараженного воздуха к объекту, мин:

(9)

где L – удаление объекта от источника СД и ЯВ, м. с учетом направления ветра определяем расстояние до ближайшего населенного пункта или до места возможного нахождения людей и с учетом масштаба определяем величину L.

V – скорость ветра, 10 м/с.

Зона

«выброса» СД и ЯВ.

Направление ветра

Рисунок 1 – Примерный вид зоны заражения.

По результатам полученных расчетов на карту местности наносим глубину и площадь зоны заражения с указанием источника опасности и области распространения зоны химической опасности. По размеру глубины зоны заражения, учитывая направление ветра, строим сектора воздействия химических веществ на территории населенного пункта. Примерный вид зоны заражения приведен на рисунке 1.

3.2 Прогнозирование масштабов поражения при взрывах

Основные параметры ударной волны, определяющие ее разрушающее и поражающее действие:

- избыточное давление ΔРф, кПа;

- скоростной напор ΔРск, кПа;

- скорость движения волны Db, м/с;

- скорость движения воздушного потока U, м/с;

- время действия ударной волны tв, с.

Расстояние от места взрыва сначала определяется ориентировочно, как кратчайшее расстояние до жилого массива (по карте кратчайшее расстояние).

Избыточное давление в данной точке зависит от расстояния до центра взрыва и его мощности. Так как ориентировочно, расстояние от места взрыва до жилого массива более 100 метров, а именно 1500 метров, то избыточное давление (кПа) во фронте ударной волны при взрыве ВВ определяется по одной из формул 10 или 11 в зависимости от К: если К ≤ 2, то по 10, если больше, то по 11.

(10)

(11)

где К – определяется по формуле:

(12)

ΔРф – избыточное давление во фронте ударной волны на внешней границе зоны III. ΔРф = 10 (0,1)кПа(кгс/см2).

Зона 1 с радиусом r1 – зона действия детонационной волны в пределах облака газо-воздушной смеси. Характеризуется интенсивным дробящим действием, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от центра взрыва. В курсовом проекте рассматриваем взрыв вещества, находящегося на поверхности земли и часть его энергии расходуется на образование воронки в грунте.

Радиус этой зоны определяется в метрах по формуле:

(13)

где m – масса взрывоопасного вещества (в тротиловом эквиваленте), образовавшего газо-воздушную смесь, 0,08 т.

Так как К > 2, то

Зона II (r2 - r1) – зона действия продуктов взрыва, охватывающая всю площадь разлета продуктов газо-воздушной смеси в результате ее взрыва. Радиус этой зоны определяется по формуле:

(14)

Внешняя граница рассматриваемой зоны характеризуется избыточным давлением ΔРф = 300 кПа (3 кгс/ см2). В этой зоне происходит полное разрушение зданий и сооружений под действием расширяющихся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся воздушная ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоятельно от центра взрыва. Продукты взрыва, исчерпав всю свою энергию, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давлению, больше не производят разрушительного действия.

Зона (r3 - r2 ) - зона действия воздушной ударной волны. Эта зона включает три подзоны: IIIа - подзона сильных, IIIб - подзона средних и IIIв - подзона слабых разрушений, каждая из которых характеризуется избыточным давлением во фронте ударной волны на их внешних границах ΔРф = 50 (0,5); 30 (0,3) и 10 (0,1) кПа (кгс/см2) соответственно. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую еще на значительных расстояниях. Разрушения производственных объектов и технологического оборудования не произойдет вследствие незначительного избыточного давления.

Результат действия взрыва определяется местоположением от эпицентра взрыва. Условно выделяют три зоны действия взрыва (рисунок 1).

Зона действия воздушной ударной волны

Рисунок 2 - Зоны действия взрыва.

Избыточное давление ΔР_ф указано в кПа.

На рисунке изображены зоны:

Зона 1 – Зона смертельных концентраций;

Зона 2 – зона поражающих концентраций (стационар 2 недели);

Зона 3 – зона поражающих концентраций (амбулаторно 2 недели);

Зона 4 – зона пороговых значений (запах).

Центр взрыва

Зона детонационной волны

Зона продуктов взрыва

3.3 Прогнозирование масштабов поражения в аварийных ситуациях при перевозке опасных грузов

Масштабы поражения при аварийных ситуациях, возникающих при перевозке опасных грузов, зависят от ряда параметров. Основное значение имеют свойства перевозимого груза, количество вытекшего или просыпавшегося груза, метеоусловия, при которых произошла авария, а также рельеф местности.

Подход к прогнозированию зависит от характера вещества, с которым происходит аварийная ситуация. При прогнозировании не учитывается рельеф местности и не рассматриваются вопросы, связанные с загрязнением подземных вод и грунта.

Для упрощения прогноза принимаем, что при аварийной ситуации весь груз оказывается вне упаковки;

При возникновении аварии с керосином площадь его разлива определяется по формуле:

(19)

где V – объем керосина в 15 000 кг,

D – плотность керосина, 810 кг/м3,

Н – толщина разлива керосина, 0,05м.

Эту площадь наносим на план в виде круга. По периметру образовавшейся зоны устанавливаем защитную зону, размер которой составляет 50 метров. Радиус определяется по формуле:

(20)

4 Определение количества пострадавших в ЧС

Для оценки возможных потерь от ЧС по карте устанавливаем площадь жилых массивов, попадающих в область проявления тех или иных опасных факторов. Зная плотность населения, рассчитываем количество пострадавших и определяем степень поражения людей.

При воздействии опасного фактора на территории производственного объекта так же определяем площадь территории объекта, попадающую в зону воздействия и определяем людские потери на производстве, принимая во внимание среднюю плотность работающих на предприятии 250 чел/км2. В пределах складского помещения плотность работающих принимаем равной 50 чел/км2.

Для различных видов поражений определяем соотношения, характеризующие процент пострадавших того или иного вида по формуле:

, (21)

где Nпостр – количество пострадавших того или иного вида (чел);

Nобщ – общее количество людей на объекте или территории (чел).

На промышленном предприятий площадь, попавшая в зону заражения СД и ЯВ составила 2,5 км2, общая площадь промышленного предприятия – 4км2; плотность работающих на предприятии – 250 чел/км2; общее количество работающих – 4*250 =1000 чел, тогда процент и количество пострадавших будет равно:

Площадь населенного пункта, попавшая в зону заражения СД и ЯВ составила 4,5 км2, общая площадь населенного пункта – 22,5 км2; плотность населения – 550 чел/км2; общее количество жителей – 22,5*550 =12 375 чел, тогда процент и количество пострадавших будет равно: