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.

Наши рекомендации