Выявление химической обстановки при выбросах (разливах) АХОВ методом прогнозирования

Руководящим документом по прогнозированию масштабов зон заражения на случай аварийных выбросов АХОВ в настоящее время является "Методика прогнозирования масштабов заражения СДЯВ при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте"*. Методика используется при планировании и осуществлении мероприятий по обеспечению безопасности производственного персонала и населения и ликвидации последствий аварий с выбросом (выливом) АХОВ.

Исходные данные при заблаговременном прогнозе на случай возможной аварии характеризуются большой неопределенностью. В этом случае используются следующие допущения:

' Методика утверждена штабом ГО СССР и Комитетом гидрометеорологии при кабинете министров СССР и введена с 01.07.1990 г.

• выброс массы АХОВ происходит из максимальной по объему емкости полностью;

• метеорологические условия: инверсия, скорость ветра м/с (на высоте 10 метров), температура воздуха

• толщина слоя жидкости h: для АХОВ, разлившихся свободно на поверхности, h = 0,05 м по всей площади разлива; для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку, определяется по формуле:

где //- высота поддона (обваловки), м.

Для емкостей, расположенных группой с одним поддоном (в одной обваловке) или в помещении, толщина слоя жидкости принимается равной:

где - количество разлившегося АХОВ, т;

S - площадь разлива, м ; d— плотность сжиженного (жидкого) АХОВ, т/м .

Исходными данными для оперативного прогнозирования масштабов заражения АХОВ в условиях происшедшей ЧС являются:

• конкретные данные о наименовании, агрегатном состоянии и количестве АХОВ, выброшенного в атмосферу, и характер его разлива на подстилающей поверхности ("свободно", "в поддон" или "обваловку");

• толщина слоя /? разлившегося АХОВ;

• реальные на момент аварии метеорологические условия: температура воздуха, направление и скорость ветра на высоте 10 метров, степень вертикальной устойчивости воздуха;

• характер местностив районе аварии - открытая или закрытая (лесные и жилые массивы, холмистая или гористая местность, наличие зданий, подвижного состава на ОЖДТ и т. п.).

К исходным данным относится также расчетное время, на которое производится прогноз с момента начала происшедшей или возможной аварии -

Необходимо учитывать, что предельное время пребывания людей в зоне заражения (исходя из возможностей СИЗ надежно защищать людей) и максимальная продолжительность сохранения неизменными метеорологических условий составляет 4 часа. По истечении указанного времени или при изменении метеорологических условий оперативный прогноз обстановки уточняется.

Поэтому при оперативном прогнозе время после аварии, на которое производится прогноз , не должно превышать 4 часов ( < 4 ч).

Соблюдая это условие, при оперативном прогнозе принимается равным 1 часу или времени подхода зараженного облака к объекту (определенному рубежу) .(Если превышает 4 часа, то принимается равным 4 часам.)

При заблаговременном прогнозе заранее неизвестно когда и как будут меняться метеоусловия, поэтому обычно принимают равным времени поражающего действия АХОВ , приравненному к времени его испарения , час.

(9-0

где - толщина слоя вылившегося АХОВ, м;

- плотность АХОВ, т/м³ (табл. 9.2);

- коэффициенты в формуле (9.3).

Методикой предусматривается масштабы зон заражения определять в зависимости от физико-химических свойств и агрегатного состояния АХОВ:

• для сжиженных газов - по первичному и вторичному облаку;

• для сжатых газов - по первичному облаку;

• для жидкостей - по вторичному облаку.

(Понятия о первичном и вторичном облаке приведены в главе 4.) При прогнозировании определяются:

1. Расчетная глубина зоны возможного химического заражения , которая учитывает суммарное воздействие первичного и вторичного облаков, увеличивающее размер зоны. При образовании только первичного или только вторичного облака расчетная глубина зоны заражения приравнивается к глубине зоны заражения, соответственно, первичным или вторичным облаком.

2. Угол - угловая характеристика (угловые размеры) ЗВХЗ, зависящая от скорости ветра (табл. 9.1).

Таблица 9.1 Угловые размеры ЗВХЗ в зависимости от скорости ветра

3. Площадь зоны возможного и фактического химического заражения , км².

Последовательность расчетов при выявлении химической обстановки методом прогнозирования представлена в блок-схемах I, II и III на рис. 9.1.

Pиc. 9.1. Б.юк-схсмы расчетов при прогнозе химической обстановки Условные обозначения в приведенных схемах: - эквивалентное количество АХОВ соответственно в первичном и вторичном облаке, т. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии

эквивалентен масштабу заражения при данной степени вертикальной устойчивости атмосферы количеством АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако;

- глубина зоны заражения соответственно первичным и вторичным облаком,км;

- полная глубина зоны заражения, км;

- предельное значение глубины переноса воздушных масс за
время , на которое производится прогноз;

- расчетная глубина ЗВХЗ, км;

- площадь зоны возможного химического заражения, км ;

- площадь зоны фактического заражения, км².

В основу определения глубин зон заражения, образованных первичным (вторичным) облаком АХОВ, положено численное решение сложного нелинейного уравнения. Для упрощения расчетов в методике, рекомендуемой МЧС, используются коэффициенты, заменяющие члены уравнения.

Эквивалентное количество вещества, т, в первичном облаке определяется по формуле:

(9.2)

Эквивалентное количество вещества во вторичном облаке, т, рассчитывается по формуле:

(9.3)

где - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (табл. 9.2);

- коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ
(табл. 9.2);

- коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к
пороговой токсодозе другого АХОВ (табл. 9.2);

- коэффициент, учитывающий скорость ветра (табл. 9.3);

- коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости
воздуха (принимается равным: для инверсии - 1; для изотермии - 0,23; для
конвекции - 0,08);

- коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала
аварии , на которое производится прогнозирование.

При оперативном прогнозировании значение определяется по формуле:

или по графику рис. 9.2 ( < 4 ч).

Рис. 9.2. График зависимости от

При заблаговременном прогнозировании ( определяет-

ся по формуле (9.1)).

Kj - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (табл. 9.2);

Qo - общее количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

При разгерметизации емкостей со сжатым газом Qo рассчитывается по формуле:

(9.4)

где d - плотность АХОВ, т/м'(табл. 9.2); V д - объем емкости, м³.

Рассчитанные по формулам (9.2) и (9.3) значения £?_э и Q₃ используются для определения глубины зон заражения первичным Г\ и вторичным Г2 облаком, км, по табл. 9.4.

Таблица 9.2