Определение зон химического заражения с поражающей концентрацией
Площадь зоны химического заражения зависит от количества СДЯВ, которое вылилось (или выброшено) в окружающую среду, его физических и токсичных свойств, условий хранения, рельефа местности и метеорологических условий [3].
Размеры зоны химического заражения характеризуются глубиной (Г) и шириной (Ш) распространения облака зараженного воздуха с поражающими концентрациями СДЯВ. Используя табл. 10, можно определить глубину распространения облака зараженного воздуха для скорости ветра равной 1 м/с(Г0). При скорости ветра, превышающей 1м/с, для определения влияния скорости ветра на глубину распространения зараженного воздуха необходимо учесть поправочный коэффициент (К1), который определяется с помощью табл. 11. В этом случае глубина распространения облака зараженного воздуха рассчитывается по формуле:
Г = Г0• К 1 , км.
Ширину зоны прогнозируемого химического заражения можно выразить через значение глубины распространения облака зараженного воздуха. В зависимости от степени вертикальной устойчивости слоев воздуха ширина зоны определяется по формулам:
- при инверсии Ш = 0,3 •Г 0,6 , км;
- при изотермии Ш = 0,3 • Г 0,75 , км;
- при конвекции Ш = 0,3 • Г 0,95 , км.
Площадь зоны химического поражения принимается, как площадь равнобедренного треугольника, равная произведению половины глубины распространения зараженного воздуха на ширину зоны заражения:
S3= 1 / 2 •Г • Ш ,км2.
Таблица 10. Глубина распространения облака зараженного воздуха с пора-жающими концентрациями СДЯВ (Г0) , км (резервуары не обвалованы, ско-рость ветра 1 м/с)
| Название СДЯВ | Количество СДЯВ в резервуаре ,т | ||||||||
| На открытой местности На открытой местности | При инверсии | ||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 2,5 | 3,5 5,5 | 4,5 4,5 7,5 | 6,5 12,5 | 6,5 12,5 | 9,5 | 17,5 61,6 | ||
| При изотермии | |||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 1,8 0,4 0,5 0,6 | 4,6 0,7 0,8 1,1 | 7,0 0,9 0,9 1,5 | 11,5 1,3 1,4 2,5 | 1,9 | 2,4 2,5 | 3,0 3,5 8,8 | ||
| При конвекции | |||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 0,47 0,12 0,15 0,18 | 0,21 0,24 0,33 | 1,4 0,27 0,29 0,45 | 1,9 0,4 0,4 0,65 | 2,4 0,5 0,5 0,9 | 2,8 0,6 0,65 1,1 | 3,1 0,6 0,8 1,5 | ||
| На закрытой местности | При инверсии | ||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 2,6 0,6 0,7 0,8 | 6,6 1,1 1,6 | 1,3 1,3 2,1 | 1,8 3,6 | 2,7 2,9 5,7 | 3,4 3,6 7,1 | 4,3 | ||
| При изотермии | |||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 0,5 0,1 0,1 0,2 | 1,3 0,2 0,2 0,3 | 0,3 0,3 0,4 | 3,3 0,4 0,4 0,7 | 4,6 0,5 0,6 1,1 | 5,4 0,7 0,7 1,4 | 0,9 1,1 2,5 | ||
| При конвекции | |||||||||
| Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород | 0,15 0,03 0,04 0,05 | 0,4 0,06 0,07 0,09 | 0,52 0,08 0,08 0,13 | 0,7 0,1 0,1 0,2 | 0,2 0,2 0,34 | 1,2 0,2 0,2 0,4 | 1,3 0,3 0,3 0,7 | ||
Примечание. 1.При скорости ветра более 1 м/с применяются поправочные коэффициенты из табл. 11.
Таблица 11. Поправочный коэффициент (К 1)для учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха
| Вертикальная стойкость слоев воздуха | Скорость ветра, м/с | |||||||||
| Инверсия Изотермия Конвекция | 0,6 0,7 0,7 | 0,45 0,55 0,62 | 0,38 0,50 0,55 | - 0,45 - | - 0,41 - | - 0,38 - | - 0,36 - | - 0,34 - | - 0,32 - |
Определяя глубину распространения облака зараженного воздуха в условиях городской и сельской застройки или лесных и садовых насаждений, необходимо учитывать коэффициент (К2) уменьшения глубины распространения зараженного воздуха (табл. 12).
Таблица 12. Коэффициент (К2) уменьшения (на каждый км) глубины распространения облака зараженного воздуха в условиях застройки и лесов
| Вертикальная устойчивость слоев атмосферы | Городская застройка | Сельская застройка | Лесные и садовые насаждения |
| Инверсия | 3,5 | 1,8 | |
| Изотермия | 2,5 | 1,7 | |
| Конвекция | 1,5 |
Пример задачи
Исходные данные. В результате аварии на территории порта в атмосферу выброшено 5 т хлора. Резервуар не обвалован, местность - открытая, скорость ветра в приземном слое 3 м/с, инверсия. Определить площадь зоны химичес-кого заражения.
Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе 5 т хлора на открытую местность при инверсии образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г0 = 23 км (для скорости ветра 1 м/с).
Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 3 м/с), равное 0,45.
Определяем глубину распространения зараженного воздуха с учетом поправочного коэффициента:
Г = Г0• К 1 = 23 • 0,45 = 10,35 км.
Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – инверсии:
Ш = 0,3 •Г 0,6 = 0,3 • 10,35 0,6 = 0,3 • 4,06 = 1,2 км.
Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией:
S3= 1 / 2 •Г • Ш = 0,5 • 10,35 • 1,2 = 6,21 км2.
Ответ. Площадь зоны химического зараженияS3= 6,21 км 2.
Если химическое вещество разливается на подстилающую поверхность, то высота слоя принимается не более, чем 0,05 м, а при прогнозировании применяется вариант условий разлива – «произвольно».
При разливе химического вещества на обвалованной поверхности высота слоя разлитого вещества будет соответствовать высоте обвалования. В таком случае при прогнозировании применяется вариант условий разлива – «в поддон», а для вычисления уменьшения глубины распространения зараженного облака в зависимости от высоты обвалования применяют соответствующий коэффициент К3из табл. 13.
Таблица 13. Коэффициент (К3) уменьшения глубины распространения
облака зараженного воздуха при выливании «в поддон»
| Название СДЯВ | Высота обваловывания, м | ||
| Хлор | 2,1 | 2,4 | 2,5 |
| Аммиак | 2,0 | 2,2 | 2,3 |
| Сернистый ангидрид | 2,5 | 3,0 | 3,1 |
| Сероводород | 1,6 | — | — |
Пример задачи
Исходные данные. В результате аварии на территории порта в атмосферу выброшено 100 т фосгена. Резервуар не обвалован, местность - закрытая (лесные и садовые насаждения), скорость ветра в приземном слое 3м/с, инверсия. Определить площадь зоны химического заражения.
Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе на открытую местность 100 т фосгена при инверсии образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г0 = 54 км (для скорости ветра 1 м/с).
Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 1 м/с), равное 1,0.
По табл. 12 для условий лесных и садовых насаждений при изотермии находим коэффициент уменьшенияглубины распространения облака зараженного воздуха К2= 1,8.
Определяем глубину распространения зараженного воздуха с учетом коэффициентов К1иК2:
Г = Г0• К 1/ К 2= 54 • 1,0 / 1,8 = 30 км.
Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – инверсии:
Ш = 0,3•Г0,75 = 0,3 • 30 0,75 = 0,3 • 12,82 = 3,85 км.
Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией:
S3= 1 / 2 •Г • Ш = 0,5 • 30 • 3,85 = 57,75 км2.
Ответ. Площадь зоны химического зараженияS3= 57,75 км2.
Пример задачи
Исходные данные. В результате повреждения резервуара в атмосферу поступили пары аммиака. В резервуаре находилось 10 т аммиака. Резервуар обвалован, высота обваловывания 2 м. Местность - закрытая (городская застройка), скорость ветра в приземном слое 1 м/с, изотермия. Определить площадь зоны химического заражения.
Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе на закрытую местность (городская застройка) 10 т аммиака при изотермии для не обвалованного резервуара образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г0 = 0,3 км (для скорости ветра 1 м/с).
Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 1 м/с), равное 1,0.
По табл. 12 для условий городской застройки при изотермии и по табл. 13 для высоты обвалования резервуара с аммиаком 2 м находим коэффициенты уменьшенияглубины распространения облака зараженного воздуха К2= 3 и К3= 2,2.
Определяем глубину распространения облака зараженного воздуха с учетом коэффициентов К1 , К2 , К3:
Г = Г0• К 1/ К 2 /К 3 = 0,3 • 1 / 3 / 2,2 = 0,045 км.
Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – изотермии:
Ш = 0,3 • Г0,75 = 0,3 • 0,045 0,75 = 0,098 км.
Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией определяем:
S3 = 1 / 2 •Г • Ш = 0,5 • 0,045 • 0,098 = 0,002 км2.
Ответ. Площадь зоны химического зараженияS3= 0,002 км 2.