Методика прогнозирования химических аварий

В основу прогнозирования последствий химических аварий положен вероятностный подход, учитывающий случайный характер воздействия поражающих факторов и случайность процессов, характеризующих физическую устойчивость сооружений к опасным воздействиям.

Основные допущения и ограничения методики:

- ёмкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью;

- толщина слоя жидкости АХОВ (h), разлившейся свободно, принимается равной 0,05 м, а толщина слоя жидкости АХОВ, разлившейся в поддон или обвалование, рассчитывается по следующим формулам:

толщина слоя жидкостей, имеющих самостоятельный поддон (обвалование)

h = H – 0,2, (8.1)

где, H – высота обвалования, м.

толщина слоя жидкостей, имеющих общий поддон (обвалование) для группы

h = Q₀ / (F ∙ d), (8.2)

где, d – плотность АХОВ, т/м³; F – реальная площадь разлива в поддон, м²; Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т;

- предельная продолжительность сохранения метеоусловий N = 4 ч;

- расчёты ведутся по эквивалентным количествам АХОВ. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество, например хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако, при вертикальной устойчивости атмосферы. Инверсия – возрастание температуры атмосферного воздуха с высотой вместо обычного для тропосферы её убывания.

Основные исходные данные, используемые в описываемой методике:

- общее количество АХОВ на объекте;

- количество АХОВ, выброшенное в окружающую среду, и характер разлива;

- высота обвалования;

- метеорологические условия: температура воздуха, почвы, скорости ветра в приземном слое (на высоте 10 м), степень вертикальной устойчивости воздуха;

плотность (количество) населения в зоне возможного химического заражения и степень его защиты.

Порядок проведения расчётов:

- вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако по формуле:

Q_э1 = К₁ ∙ К₃ ∙ К₅ ∙ ∙Q₀ , (8.3)

где, Q_э1 – эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке, т; К₁ - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (приложение 1, табл.1); К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (табл. 8.1); К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха и равный: 1 – для инверсии, 0,23 – для изотермии, 0,08 – для конвекции; – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (табл. 8.1).

- вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако по формуле:

Q_э2 = (1 – К₁) ∙ К₂ ∙ К₃ ∙ К₄ ∙ К₅ ∙ К₆ ∙ ∙ [Q₀ / (h ∙ d)], (8.4)

где, Q_э2 – количество АХОВ во вторичном облаке, т; К₂ – коэффициент, зависящий от физико – химических свойств АХОВ; К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра; К₆ – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии (N) и определяемой по следующей зависимости: К₆ = N^0,8 при N < Т, К₆ = Т^0,8 при N ≥ Т, где, Т – время испарения АХОВ с площади разлива, ч; - коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака.

В случае полного разрушения химически опасного объекта расчёт эквивалентного количества АХОВ в облаке ведётся, как для вторичного облака по формуле:

Q_э = 20 ∙ К₄ ∙ К₅ ∙ К_2i ∙К_3i ∙К_6i ∙ ∙ (Q_i / d_i), (8.5)

где, d_i – плотность i – го АХОВ, т/м³; (табл. 8.1); Q_i – запасы i – го АХОВ на объекте, т; К_ji – j-е коэффициенты для i-го АХОВ; n – количество одновременно выброшенных в окружающую среду АХОВ.

- по табл. 8.2 определяется глубина распространения первичного Г₁ и вторичного Г₂ облаков АХОВ. Общую глубину (дальность) распространения зараженного воздуха определятся по формуле:

Г_Σ = Г + 0,5 ∙ , (8.6)

где, Г_Σ – общая глубина распространения облака заражённого АХОВ воздуха, км; Г – большее из значений Г₁ и Г₂, км; - меньшее из значений Г₁ и Г₂ , км.

- общая глубина распространения облака зараженного воздуха сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Г_п определяемым из уравнения :

Г_п = N∙ v,(8.7)

где, v – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (табл. 8.3), км/ч.

Глубина зоны возможного заражение АХОВ Г - выбирается как наименьшее значение из Г_Σ и Г_п.

- вычисляется площадь зоны возможного заражения АХОВ (S_в) по формуле:

S_в = 8,72 ∙ 10^-3 ∙ Г² ∙ φ, (8.8)

где, φ – угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ, град (табл. 8.4).

- вычисляется площадь зоны фактического заражения АХОВ (S_ф) по формуле:

S_ф = К₈ ∙ Г ∙ N^0,2 , (8.9)

где, К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается равным: 0.081 – для инверсии; 0,0133 – для изотермии; 0,235 для конвекции.

- вычисляется продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива) по формуле:

Т = (h ∙ d) / (К₂ ∙ К₄ ∙ ), (8.10)

- вычисляется время подхода облака зараженного воздуха к заражённому объекту:

t = X / v, (8.11)

где, Х – расстояние от источника заражения до заданного объекта, км.

- вычисляют возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ по формуле:

Р₀ = S_ф ∙ [(Г_г / Г) ∙ ΔК + (1 - Г_г / Г) ∙ ], (8.12)

где, Р₀ – общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел; Г_г – глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км; Δ, - средняя плотность населения в городе и загородной зоне соответственно, чел/км²; К, - доля незащищённого населения в городе и загородной зоне соответственно, вычисляемая по формуле:

К = 1 - n₁ - n₂;

(8.13)

= 1 - ,

где, n₁, - доля населения, обеспеченного противогазами в городе и загородной зоне соответственно; n₂ , - доля населения, обеспеченная убежищами в городе и загородной зоне соответственно.

Для оперативных расчётов принимается, что структура людских потерь в очаге поражения АХОВ составит:

- 35 % безвозвратные потери;

- 40 % санитарные потери тяжёлой и средней форм тяжести (выход людей из строя не менее чем на 2 – 3 недели с обязательной госпитализацией);

- 25 % санитарные потери лёгкой степени тяжести.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план, схему) в следующей последовательности:

- точкой синего цвета отмечается место аварии, проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

- на оси следа откладывают глубину зоны возможного заражения АХОВ;

- в синий цвет окрашивается зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (табл. 8.4);

- зона возможного химического заражения штрихуется жёлтым цветом;

- возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В её числителе – тип и количество АХОВ (т), в знаменателе – время и дата аварии.

Схема возможного химического заражения приведена на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема зоны возможного химического заражения