Оценка химической обстановки
Под химической обстановкой при авариях на химически опасных объектах понимают масштабы и степень химического заражения атмосферы и местности, оказывающие влияние на жизнедеятельность населения и проведение АСиДНР.
Оценка химической обстановки включает в себя долгосрочное и аварийное прогнозирование.
Долгосрочное прогнозирование осуществляется заранее для определения возможных масштабов заражения, сил и средств, которые будут привлекаться для ликвидации последствий аварии, составление планов работы и других долгосрочных материалов.
Для долгосрочного (оперативного) прогнозирования используются следующие данные:
‑ для объектов, которые расположены в опасных районах ‑ общее количество ОХВ (разлив ОХВ принимается "свободно");
‑ для других объектов ‑ количество ОХВ в единичной максимальной технологической емкости (принимается разлив ОХВ "в поддон" или "свободно" в зависимости от условий хранения ОХВ);
‑ метеорологические данные:
‑ скорость ветра в приземном слое ‑ 1 м/с,
‑ температура воздуха 20°С,
‑ степень вертикальной стойкости воздуха ‑ инверсия,
‑ направление ветра не учитывается, распространение облака принимается в круговую ‑ 360°;
‑ средняя плотность населения для этой местности;
‑ степень заполнения емкости (емкостей) принимается 70% от паспортного объема емкости;
‑ емкости с ОХВ при авариях разрушаются полностью;
‑ мероприятия по защите населения детально планируются на глубину зоны возможного химического заражения, которая создается на протяжении первых 4 часов после начала аварии.
Долгосрочную (оперативную) оценку химической обстановки рассмотрим на примере:
На химически опасном объекте, который расположен на расстоянии 7,5 км от населенного пункта Шиповатое, содержится 2 емкости по 30 и 50 т хлора. Вокруг емкости устроена обваловка высотой 2,3 м.
Дополнительные данные. По карте (рис.2.1) определяем, что населенный пункт имеет глубину 6 км и ширину 12 км. Площадь населенного пункта составляет 52 км2, в нем проживает 34 тыс. человек.
Метеоусловия: для оперативного планирования принимаются такие метеоусловия ‑ инверсия, скорость ветра ‑ 1 м/с, температура воздуха +20 °С. Направление ветра – южное не учитывается для долгосрочногопрогнозирования, поэтому распространение облака загрязненного воздуха принимается в круговую 360°.
Рис.2.1.
Решение: Для оперативного планирования расчеты выполняются по максимальному объему единичной емкости.
1. Глубина распространения составляет 52,9 км (табл.2.1).
2. С учетом того, что емкость обвалована, для высоты обвалования 2,3 м (около 2 м) коэффициент уменьшения глубины распространения равен 2,4 (табл.2.2), тогда глубина распространения загрязненного воздуха составляет
км.
3. Площадь ЗВХЗ: км2.
4. Площадь ЗПХЗ: км2.
5. Ширина ЗПХЗ: км.
Таблица 2.1 Глубина распространения облака зараженного воздуха в случае аварии на химически опасных объектах и транспорте, км
| Количество ОХВ, т | температура воздуха, °С | Инверсия | |||||||||||
| хлор | аммиак | ||||||||||||
| скорость ветра, м/с | |||||||||||||
| -20 | 17,7 | 10,4 | 7,90 | 6,60 | 2,30 | 1,50 | 1,20 | 1,05 | |||||
| 18,5 | 10,9 | 8,30 | 6,90 | 2,45 | 1,55 | 1,30 | 1,15 | ||||||
| +20 | 19,3 | 11,3 | 8,60 | 7,20 | 2,65 | 1,75 | 1,45 | 1,25 | |||||
| -20 | 27,1 | 15,7 | 11,8 | 9,80 | 3,80 | 2,35 | 1,90 | 1,60 | |||||
| 28,3 | 16,4 | 12,3 | 10,2 | 4,05 | 2,55 | 2,05 | 1,80 | ||||||
| +20 | 29,7 | 17,2 | 12,9 | 10,7 | 4,30 | 2,70 | 2,15 | 1,90 | |||||
| -20 | 48,2 | 27,3 | 20,3 | 16,6 | 6,60 | 4,05 | 3,20 | 1,25 | |||||
| 50,4 | 28,6 | 21,2 | 17,3 | 6,85 | 4,20 | 3,30 | 1,35 | ||||||
| +20 | 52,9 | 30,0 | 22,1 | 18,1 | 7,20 | 4,40 | 3,45 | 2,45 | |||||
| -20 | 75,0 | 41,9 | 30,8 | 25,0 | 10,2 | 6,20 | 4,75 | 3,95 | |||||
| 78,7 | 43,8 | 32,1 | 26,1 | 10,8 | 6,50 | 5,00 | 4,15 | ||||||
| +20 | 82,2 | 45,9 | 33,6 | 27,2 | 11,3 | 6,75 | 5,20 | 4,35 |
Таблица 2.2 Коэффициенты уменьшения глубины распространения облака ОХВ при выливе "в поддон"
| Наименование ОХВ | Высота обваловки, м | ||
| хлор | 2,1 | 2,4 | 2,5 |
| аммиак | 2,0 | 2,25 | 2,35 |
| серный ангидрид | 2,5 | 3,0 | 3,1 |
| сероводород | 1,6 | - | - |
| соляная кислота | 4,6 | 7,4 | 10,0 |
| хлорпикрин | 5,3 | 8,8 | 11,6 |
| формальдегид | 2,1 | 2,3 | 2,5 |
6. На карту наносятся зоны возможного и прогнозированного химического заражения (рис.2.2).
7. Время подхода облака загрязненного воздуха к населенному пункту при скорости ветра 1 м/с и инверсии составляет 5 км/ч (табл.2.3) составляет 7,5 / 5 = 1,5 часа.
Рис.2.2.
Таблица 2.3 Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра та СВУВ
| СВСП | скорость ветра, м/с | |||||||||
| Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/год | ||||||||||
| Инверсия | ||||||||||
| Изотермия | ||||||||||
| Конвекция |
8. Время испарения (время поражающего действия) определяется по табл.2.4 и с учетом аппроксимации составит приблизительно 53 часа.
9. Площадь ЗПХЗ, которая проходит через населенный пункт (рис.2.3), составляет 10 км2.
Площадь населенного пункта составляет 52 км2. Часть площади населенного пункта, которая оказывается в ПЗХЗ, составляет
Количество населения, которое оказывается в ПЗХЗ
человека.
Таблица 2.4 Время испарения (срок действия источника заражения ) для некоторых ОХВ, час
| № п/п | Наименование ОХВ | V, м/с | Характер разлива | |||||||||||
| "свободно" | "в поддон" | |||||||||||||
| Н=0,05 м | Н=1 м | Н=3 м | ||||||||||||
| температура воздуха, °С | ||||||||||||||
| -20 | -20 | -20 | ||||||||||||
| хлор | 1,50 | 23,9 | 83,7 | |||||||||||
| 1,12 | 18,0 | 62,9 | ||||||||||||
| 0,90 | 14,3 | 50,1 | ||||||||||||
| 0,75 | 12,0 | 41,8 | ||||||||||||
| 0,65 | 10,2 | 35,8 | ||||||||||||
| 0,40 | 6,0 | 20,9 | ||||||||||||
Рис.2.3.
Потери населения распределяются:
| легкие | человек, |
| средней тяжести | человек, |
| со смертельными последствиями | человек. |
10. Так как в ЗПХЗ попадает 6538 > 300 человек, то объекту присваивается I степень химической опасности (табл.2.5).
Так как в ЗВХЗ попадает 100% территории, то АТЕ присваивается I степень химической опасности (табл.2.5).
Таблица 2.5 Критерии классификации административно - территориальных единиц и химически опасных объектов (кроме железных дорог)
| № п/п | Наименование объекта, подлежащего классификации | Критерии классификации | Единица измерения | Численные значения критерия для присвоения степени химической опасности | |||
| Степень химической опасности | |||||||
| I | II | III | IV | ||||
| 1. | Химически опасный объект | Количество населения, которое попадает в ЗПХЗ при аварии на ХОО | тыс. чел. | > 0,3 | 0,2 ÷ 0,3 | 0,1 ÷ 0,2 | < 0,1 |
| 2. | Химически опасная административно - территориальная единица | Часть территории, которая попадает в ЗВХЗ при авариях на ХОО | % | > 50 | ÷ | ÷ | < 10 |
Аварийное прогнозирование осуществляется во время возникновения аварии по данным разведки для определения возможных последствий аварии и порядка действий в зоне возможного загрязнения.
Для аварийного прогнозирования используются такие данные:
‑ общее количество ОХВ на момент аварии в емкости, на которой возникла авария;
‑ характер разлива ОХВ на подстилающую поверхность ("свободно" или "в поддон");
‑ высота обваловки (поддона);
‑ реальные метеорологические условия:
‑ температура воздуха (°С),
‑ скорость движения воздуха (м/с) и направление ветра в приземном слое,
‑ степень вертикальной стойкости воздуха;
‑ средняя плотность населения для местности, над которой распространяется облако ОХВ;
‑ площадь зоны возможного химического заражения;
‑ площадь прогнозируемой зоны химического заражения;
‑ прогнозирование осуществляется на срок не больше чем 4 часа, после чего прогноз должен быть уточнен.
Разлив "свободно" принимается, если ОХВ разливается на подстилающейся поверхности при высоте слоя ( ) не выше 0,05 м. Разлив "в поддон" принимается, если ОХВ разливается по поверхности, которая имеет обваловку, при этом высота слоя разлитого ОХВ должна быть м, где ‑ высота обваловки.
Аварийное прогнозирование химической обстановки рассмотрим на примере:
На ХОО, расположенном вне населенного пункта, в 11.00 произошел выброс 100 тонн хлора. Выброс на поверхность свободный.
Метеоусловия: температура воздуха +0°С, скорость ветра – 3 м/с, направление – 150° (северо-западный), облачность – 8 баллов.
Дополнительные данные. Населенный пункт Романовка имеет глубину 2 км и ширину 2 км. Площадь населенного пункта составляет 4 км2, в нем проживает 3 тыс. человек (рис.2.4).
Выполнить расчеты для аварийного планирования.
Рис.2.4.
Решение:
1. По табл.2.6 определяется СВУВ ‑ изотермия.
2. Глубина распространения составляет 13,4 км (табл.2.7).
3. Скорость переноса фронта облака =18 км/час (табл.2.8).
4. Максимальная глубина переноса облака за 4 часа:
(км).
5. Из рассчитанных в пунктах 2 и 4 и для дальнейших расчетов выбирается меньшее значение, которое составляет 13,4 км.
На карту наносится отрезок, длина которого равна глубине распространения, а направление совпадает с направлением оси следа облака зараженного воздуха (рис.2.5).
Таблица 2.6 Таблица 2.5 График ориентировочной оценки степени вертикальной стойкости воздуха
| Скорость ветра, м/с | день | ночь | ||||
| ясно | облачно | пасмурно | ясно | облачно | пасмурно | |
| 0,5 | Конвекция | Инверсия | ||||
| 0,6 - 2,0 | ||||||
| 2,1- 4,0 | ||||||
| >4,0 | Изотермия | Изотермия |
Таблица 2.7 Глубина распространения облака зараженного воздуха в случае аварии на химически опасных объектах и транспорте, км
| Количество ОХВ, т | температура воздуха, °С | Изотермия | |||||
| хлор | |||||||
| скорость ветра, м/с | |||||||
| -20 | 7,10 | 4,35 | 3,40 | 2,90 | 2,65 | 1,95 | |
| 7,35 | 4,50 | 3,50 | 3,05 | 2,75 | 2,05 | ||
| +20 | 7,80 | 4,75 | 3,70 | 3,20 | 2,90 | 2,15 | |
| +40 | 8,10 | 4,95 | 3,85 | 3,30 | 3,00 | 2,20 | |
| -20 | 11,0 | 6,45 | 5,05 | 4,25 | 3,80 | 2,80 | |
| 11,6 | 6,75 | 5,35 | 4,50 | 4,00 | 2,95 | ||
| +20 | 12,1 | 7,10 | 5,55 | 4,70 | 4,15 | 3,05 | |
| +40 | 12,6 | 7,35 | 5,75 | 4,90 | 4,30 | 3,15 | |
| -20 | 19,3 | 11,3 | 8,80 | 7,20 | 6,30 | 4,45 | |
| 20,2 | 11,8 | 9,15 | 7,50 | 6,55 | 4,65 | ||
| +20 | 21,1 | 12,4 | 10,0 | 7,80 | 6,80 | 4,80 | |
| +40 | 22,0 | 12,9 | 9,90 | 8,05 | 7,05 | 5,00 | |
| -20 | 29,6 | 17,1 | 12,9 | 10,7 | 9,30 | 6,30 | |
| 30,9 | 17,9 | 13,4 | 11,1 | 9,65 | 6,55 | ||
| +20 | 32,5 | 18,7 | 14,0 | 11,6 | 10,1 | 6,85 | |
| +40 | 33,7 | 19,4 | 14,5 | 12,0 | 10,4 | 7,05 |
Таблица 2.8 Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра та СВУВ
| СВСП | скорость ветра, м/с | |||||||||
| Скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/год | ||||||||||
| Инверсия | ||||||||||
| Изотермия | ||||||||||
| Конвекция |
С учетом того, что на пути распространения облака зараженного воздуха на дальности 3,5 км находится лесной массив длиной 2,7 км проводится перерасчет глубины распространения загрязненного воздуха.
Коэффициент уменьшения глубины распространения с учетом лесного массива составляет 1,7 (табл.2.9), тогда глубина распространения, на которую уменьшается глубина с учетом 2,7 км леса составляет
км;
Таким образом, глубина распространения облака загрязненного воздуха составит
км;
Таблица 2.9 В условиях городской застройки, сельского строительства или лесов глубина распространения облака зараженного воздуха для каждого 1 км этих зон уменьшается на соответствующие коэффициенты:
| СВСВ | городская застройка | лесные массивы | сельское строительство |
| Инверсия | 3,5 | 1,8 | |
| Изотермия | 1,7 | 2,5 | |
| Конвекция | 1,5 |
6. Площадь ЗВХЗ:
км2.
На карту наносится зона возможного химического заражения, которая при скорости ветра
‑ менее 1м/с имеет вид круга;
‑ 1 м/с имеет вид полукруга;
‑ 2 м/с имеет вид сектора в 90°;
‑ более 2 м/с имеет вид сектора в 45°,
Причем биссектриса угла сектора совпадает с направлением оси следа облака зараженного воздуха.
7. Площадь ЗПХЗ: км2.
8. Ширина ЗПХЗ составляет км.
9. На карту наносятся зоны возможного и прогнозированного химического заражения (рис.2.5).
10.Определяем, что в зону заражения попадает населенный пункт Романовка (рис.2.5). При этом расстояние до населенного пункта составляет 9 км, а его глубина по оси следа облака зараженного воздуха – 1,5 км.
Рис.2.5.
Тогда время подхода облака ОХВ к заданному объекту составит 9 / 18 = 0,5 часа.
11. Время испарения (время поражающего действия) определяется по табл.2.4 и составляет 0,9 часа.
12. Площадь ЗПХЗ, которая проходит через населенный пункт (рис.2.5), составляет 2 км2.
Площадь населенного пункта составляет 4 км2. Часть площади населенного пункта, которая оказывается в ПЗХЗ, составляет
Количество населения, которое проживает в населенном пункте и оказывается в ПЗХЗ, человек.
Потери населения распределяются:
| легкие | человек, |
| средней тяжести | человек, |
| со смертельными последствиями | человек. |