Прогнозирование, выявление и оценка химической обстановки

Прогнозирование химической обстановки заключается в построении зоны зараже- ния, определении максимально возможной глубины распространения зараженного облака и площади зоны заражения при наиболее неблагоприятных метеоусловиях: вертикальная устойчивость атмосферы - инверсия,скорость ветра 1 м/с.

Вертикальную устойчивость оценивают тремя состояниями:

1. Инверсия, когда нижние слои воздуха имеют более низкую температуру, чем верхние, концентрация АХОВ в приземном слое увеличивается, и зараженное облако распространяется на значительное расстояние. Такое состояние наиболее часто бывает в ясную ночь.

2. Конвекция,при которой температура приземных слоев воздуха более высокая, чем верхних, восходящие потоки воздуха рассеивают облако и некоторое количество АХОВ улетучивается. Такое состояние бывает при сухой солнечной погоде.

3. Изотермия характерна безразличным состоянием атмосферы и хаотическим пере- мешиванием воздуха. Это характерно при облачной погоде днем и ночью.

Алгоритм прогнозирования глубины зоны возможного заражения АХОВ при аварий- ном выбросе следующий.

1. Определяется эквивалентное количество вещества по первичному облаку (под экви- валентным понимается такое количество хлора, масштаб заражения которым при инверсии эквивалентен масштабу заражения при данных метеоусловиях этим веществом, перешед- шим в первичное или вторичное облако)

Qэ1 = k1 k3 k5 k7 Qо, (8.4)

где Qэ1 - эквивалентное количество вещества по первичному облаку, т;

k1 - коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (см. таблицу 8.2), для сжатых газов k1 = 1;

k3 - коэффициент, равный отношению пороговых токсодоз хлора и данного АХОВ (табл. 8.2);

k5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха (см. таблицу 8.3): для инверсии - k5 = 1, для изотермии - k5 = 0,23, для конвекции - k5 = 0,08;

k7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха (см. таблицу 8.2), для сжатых газов k7 = 1;

Qо - количество выброшенного (разлившегося) при аварии вещества, т.

Если нет реальных данных о величине Qо, то принимают, что разрушается полностью ем- кость с максимальным содержанием АХОВ, метеоусловия - инверсия, скорость ветра 1 м/с.

При авариях емкостей со сжатым газом

Qо = d Vх, (8.5)

где d - плотность АХОВ, т/м3 (см. таблицу 8.2 ); Vх - объем разрушенного хранилища, м3.

При авариях на газопроводе

8.2);

Qо = 0,01 n d Vr, (8.6)

где n - содержание АХОВ в природном газе, %;

Vr - объем секции газопровода между автоматическими отcекателями, м3.

2. Определяется эквивалентное количество вещества по вторичному облаку

Qэ2 = (1 - k1) k2 k3 k4 k5 k6 k7 Qо (h×d)-1, (8.7)

где k2 - коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (см. таблицу

k4 = 1 + 0,0925(v - 3,6); (8.8)

v - скорость ветра, км/ч, рассчитывается от 3,6 км/ч; k4 = 1 при v<3,6 км/ч;

k6 - коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии;

t - время, прошедшее после начала аварии; h - толщина слоя разлившегося АХОВ, м.

k6 = t0,8 при t<Т; k6 = Т0,8 при t > Т. (8.9)

Если Т < 1 ч, то k6 = 1.

Т = h d / k2 k4 k7, (8.10)

где Т - длительность испарения разлившегося АХОВ, ч. Величина h принимается из следующих данных:

при свободном разливе на подстилающую поверхность h=0,05 м;

при разливе из емкости в поддон или обваловку, высотой H (м);

h = H - 0,2; (8.11)

при разливе из группы емкостей, имеющих общий поддон или обваловку;

h = Qо/(F×d), (8.12)

где F - реальная площадь разлива, м2.

3. Находят глубину зоны заражения первичным (Г1) и вторичным (Г2) облаком по таб- лице 8.4.

Если Qэ не соответствует табличному, то глубину зоны заражения можно определить интерполированием по выражению 8.13.

Г = А + (Б - А)(с - а) / (б - а), (8.13)

где А, Б - глубина зоны заражения соответственно для меньшего (а) по таблице и большего (б) сравнительно с расчетным (с) эквивалентного количества АХОВ.

Пример: Qэ=20 т (то есть с =20), скорость ветра = 7,2 км/ч, тогда а= 10 т ,в = 100 т, А = 10,83, В = 44,09 и Г = 14,99.

4. Рассчитывается полная глубина зоны заражения (Г), обусловленная воздействием первичного и вторичного облака:

Г = Г' + 0,5Г", (8.14)

где Г' и Г" - соответственно наибольший и наименьший из размеров Г1 и Г2. Если Г1 = 0, то Г = Г2.

5. Сравнивается с предельно возможной зоной (Гп) и за окончательную глубину (Го) прини- мается меньшее из двух сравниваемых значений: Го = Г, если Г<Гп; Го = Гп, если Гп<Г.

Гп = tV, (8.15)

где V = kv - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха при данных скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, км/ч;

v - скорость ветра, км/ч;

k - коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы: k = 1,43 - инверсия;

k = 1,63 - изотермия; k = 1,94 - конвекция.

Площадь зоны заражения в опасных для жизни пределах определяется по следующим выражениям:

2 -3
возможное заражение Sв = 8,72Го j10 , (8.16)

где Sв - площадь зоны возможного заражения, км2;

v, км/ч <1,80 2,16-3,60 3,96-7,20 >7,20
j, град
j - угловые размеры зоны возможного заражения, град, определяемые по таблице 18; Таблица 8.1. Угловые размеры зоны возможного заражения

Длительность поражающего действия АХОВ определяется по выражению 8.10. Если она превышает 4 ч, то по истечении этого времени прогноз обстановки уточняется с учетом возмож- ного изменения степени вертикальной устойчивости воздуха, направления и скорости ветра.

На топографические карты и схемы зона заражения наносится в виде окружности, по- луокружности или сектора с центром в точке аварии, радиусом Го и углом j (см. табл. 8.1), располагаемым симметрично относительно направления ветра. При скорости до 1,8 км/ч направление ветра не имеет значения, а зона представляет окружность.

Таблица 8.2. Характеристики АХОВ и вспомогательные коэффициенты для определения глубин зон заражения

АХОВ Плотность АХОВ, т/м3 Температура кипения, оС Пороговая токсодо- за, мг×мин/л
газ жидкость
Акролеин - 0,839 52,7 0,2*
Аммиак: хранение под давлением   0,0008   0,681   -38,42  
изотермич. хранение - 0,681 -38,42
Водород: мышьяковистый   0,0035   1,64   -62,47   0,2**
фтористый - 0,989 19,52
хлористый 0,0016 1,191 -85,10
бромистый 0,0036 1,490 -66,77 2,4*
Диметиламин 0,0020 0,680 6,9 1,2*
Метиламин 0,0014 0,699 -6,5 1,2*
Метил бромистый - 1,732 3,6 1,2*
Метил хлористый 0,0023 0,983 -23,76 10,8*
Метилакрилат - 0,953 80,2 6*
Метилмеркаптан - 0,867 5,95 1,7**
Окислы азота - 1,491 21,0 1,5
Сернистый ангидрид 0,0029 1,462 -10,1 1,8
Сероводород 0,0015 0,964 -60,35 16,1
Сероуглерод - 1,263 46,2
Соляная кислота - 1,198 -
Формальдегид - 0,815 -19,0 0,6*
Фосген 0,0035 1,432 8,2 0,6
Фтор 0,0017 1,512 -188,2 0,2*
Хлор 0,0032 1,558 -34,1 0,6
Хлорпикрин - 1,658 112,3 0,02
Хлорциан 0,0021 1,220 12,6 0,75

Продолжение по горизонтали таблицы 8.2.

Значения вспомогательных коэффициентов
К1 К2 К3 К7 для, оС
-40 -20
0,013 0,75 0,1 0,2 0,4 2,2
0,18 0,025 0,04 0/0,9 0,3/1 0,6/1 1/1 1,4/1
0,01 0,025 0,04 0/0,9 1/1 1/1 1/1 1/1
0,17 0,054 0,875 0,3/1 0,5/1 0,8/1 1/1 1,2/1
0,028 0,15 0,1 0,2 0,5
0,28 0,037 0,30 0,64/1 0,6/1 0,8/1 1/1 1,2/1
0,13 0,055 6,0 0,2/1 0,5/1 0,8/1 1/1 1,2/1
0,06 0,041 0,5 0/0,1 0/0,3 0/0,8 1/1 2,5/1
0,13 0,034 0,5 0/0,3 0/0,7 0,5/1 1/1 2,5/1
0,04 0,039 0,5 0/0,2 0/0,4 0/0,9 1/1 2,3/1
0,125 0,044 0,56 0/0,5 0,1/1 0,6/1 1/1 1,5/1
0,005 0,025 0,1 0,2 0,4 3,1

0,06 0,044 0,353 0/0,1 0/0,3 0/0,8 1/1 2,4/1

Продолжение табл. 8.2

0,040 0,4 0,4
0,11 0,049 0,333 0/0,2 0/0,5 0,3/1 1/1 1,7/1
0,27 0,042 0,036 0,3/1 0,5/1 0,8/1 1/1 1,2/1
0,021 0,013 0,1 0,2 0,4 2,1
0,021 0,30 0,1 0,3 1,6
0,19 0,034 1,0 0/0,4 0/1 0,5/1 1/1 1,5/1
0,05 0,061 1,0 0/0,1 0/0,3 0/0,7 1/1 2,7/1
0,95 0,038 3,0 0,7/1 0,8/1 0,9/1 1/1 1,1/1
0,18 0,052 1,0 0/0,9 0,3/1 0,6/1 1/1 1,4/1
0,002 30,0 0,03 0,1 0,3 2,9
0,04 0,048 0,80 0/0 0/0 0/0,6 1/1 3,9/1

Примечания: 1. Значения К7 в числителе - для первичного, в знаменателе - для вторичного облака. 2. Токсодозы (ПД), помеченные звездочками, определены ориентировочно по соот- ношению ПД = 240К×ПДК; ПДК по ГОСТу 12..1.005, мг/л; К = 5 для раздражающих (поме- чены одной звездочкой), К = 9 для всех прочих АХОВ.

Таблица 8.3. Степень вертикальной устойчивости воздуха при разных погодных условиях

Скорость ветра, км/ч Ночь Утро День Вечер
<7,2 ИН И И(ИН) И К(Н) И ИН И
7,2-14,4 ИН И И(ИН) И И И И(ИН) И
>14,4 И И И И И И И И

Примечания: 1. Обозначения: ИН – инверсия; И – изотермия; К – конвекция; в скобках – при снежном покрове; 1 – ясно, переменная облачность; 2 – сплошная облачность; 2. Об- ласть распространения терминов: утро – 2 ч после восхода солнца; вечер – 2 ч после захо- да солнца; день – от утра до захода солнца; ночь – от вечера до восхода солнца.

Таблица 8.4. Глубины зон возможного заражения АХОВ, км

Скорость ветра, км/ч Эквивалентное количество АХОВ, т
0,01
<3,6 0,38 4,75 19,20 81,91
7,2 0,26 2,84 10,83 44,09 87,79
10,8 0,22 2,17 7,96 31,30 61,47 84,50
14,2 0,19 1,88 6,46 24,80 48,18 65,92
17,8 0,17 1,68 5,53 20,82 40,11 54,67 83,60
21,6 0,15 1,53 4,88 18,13 34,67 47,09 71,70
25,2 0,14 1,42 4,49 16,17 30,73 41,63 63,16
28,8 0,13 1,33 4,20 14,68 27,75 37,49 56,70
32,4 0,12 1,25 3,96 13,50 25,39 34,24 51,60
36,0 0,12 1,19 3,76 12,54 23,49 31,61 47,53
39,6 0,11 1,13 3,58 11,74 21,91 29,44 44,15
43,2 0,11 1,08 3,43 11,06 20,58 27,61 41,30
46,8 0,10 1,04 3,29 10,48 19,45 26,04 38,90
50,4 0,10 1,00 3,17 10,04 18,46 24,69 36,81
>54 0,10 0,97 3,07 9,70 17,60 23,50 34,98

На этапе выявления химической обстановки постами радиационно-химического наблюдения производится разведка и определяется тип АХОВ. С учетом конкретных ме-

теоусловий, направления и скорости ветра определяется зона химического заражения, ее глубина, ширина и площадь. Зона заражения строится на плане.

Оценка химической обстановки включает определение возможности попадания объекта в зону заражения, времени подхода зараженного облака tпод к объекту в зависимости от расстоя- ния L до объекта и скорости переноса облака Vп, которая составляет (1,5-2) от скорости ветра.

tпод = L / Vп

(8.17)

Находят также время поражающего действия АХОВ и возможные потери среди населения.

Наши рекомендации