Прогнозування масштабів та наслідків зараження НХР

Під хімічною обстановкою при аваріях на ХНО розуміють ступінь хімічного забруднення атмосфери і місцевості, що впливає на життєдіяльність населення та проведення аварійно-рятувальних і відновлювальних робіт.

Оцінка хімічної обстановки може виконуватися методом прогнозування та за даними розвідки. Метод прогнозування застосовується для організації та проведення захисних заходів, а метод розвідки при проведенні робіт у зонах хімічного зараження.

Метод прогнозування ділиться на довгострокове (завчасне, оперативне) прогнозування та аварійне прогнозування. Довгострокове прогнозування застосовується для визначення ступеня небезпеки ХНО і планування захисних заходів. Аварійне прогнозування проводиться для визначення можливих наслідків аварії в даних умовах і порядку дій для захисту населення та усунення наслідків.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки включає вирішення наступних задач:

Ø визначення напрямку вісі сліду хмари викиду хімічних речовин, внаслідок аварії або руйнування технологічного обладнання чи ємностей для зберігання НХР, за метеоданими;

Ø визначення розмірів зон забруднення місцевості за очікуваними значеннями доз ураження;

Ø прогнозування глибини зони ураження НХР;

Ø визначення площі ураження НХР;

Ø визначення часу підходу зараженого повітря до об’єкту і тривалості дії ураження НХР;

Ø визначення можливих хімічних уражень людей, що знаходяться в осередку ураження;

Ø нанесення зон ураження на карти і схеми;

Ø визначення заходів та способів захисту населення.

Вихідними даними для прогнозування і оцінки хімічної обстановки є:

§ координати місця розташування ХНО;

§ загальна кількість НХР на об’єкті і дані про їх розміщення і запаси в ємностях, трубопроводах та технологічному обладнанні;

§ кількість НХР, викинутих в атмосферу і характер розливу на підстилку поверхні ("вільно", "в піддон" або "в обвалування");

§ висота піддона або обвалування складських ємностей;

§ метеорологічні умови (температура повітря, швидкість вітру на висоті 10 м (на висоту флюгеру), ступінь вертикальної стійкості повітря)

§ час прогнозу погоди;

§ характер місцевості.

Ступінь вертикальної стійкості повітря (або вертикальна стійкість приземного шару повітря) характеризується трьома станами: конвекція, інверсія й ізотермія.

При конвекції (день, ясна погода, швидкість вітру менше 4 м/с) в результаті прогріву сонячними променями поверхні землі температура грунту підвищується, тиск біля поверхні грунту підвищується, створюються висхідні конвекційні потоки. Хмара з НХР, захоплюючись конвекційними потоками, піднімається вверх, зменшуючи концентрацію НХР в приземному шарі повітря (висотою до 3-5 м). Глибина ЗХЗ зменшується.

При інверсії (ніч, ясна погода, швидкість вітру до 4 м/с) охолоджена земля призводить до зменшення тиску у землі порівняно до верхніх шарів повітря і переміщення повітряних потоків зверху вниз. У зв'язку з цим хмара з НХР, притискаючись до поверхні землі, зберігає високу концентрацію НХР в приземному шарі повітря. Глибина ЗХЗ збільшується.

При ізотермії (похмуро, дощ, сніговий покрив, швидкість вітру більше 4 м/с) при однаковому тиску між верхніми і нижніми шарами переміщення хмари по вертикалі відсутнє. Глибина ЗХЗ відповідає середньому значенню між конвекцією та інверсією.

ДОВГОСТРОКОВЕ ПРОГНОЗУВАННЯ.

При довгостроковому (завчасному) прогнозуванні масштабів ураження на випадок виробничих аварій в якості вихідних даних рекомендується приймати найгірший варіант вихідних даних аварії та метеоумов:

- викид НХР Q ₀ – кількість НХР в максимальній по об’єму одиничній ємності (технологічній, складській, транспортній і т.д.; для сейсмічних районів приймається загальний запас НХР);

- метеоумови – інверсія;

- температура повітря t _пов = +20^оС;

- швидкість вітру v _в – 1 м/с;

- напрям вітру не враховується – можливість поширення хмари НХР приймається у будь-якому напрямку (в межах кола з центром у місці аварії);

- максимальний час прогнозу – 4 години.

Прогнозування хімічної обстановки проводиться у наступній послідовності.

1. Визначається Г_з^довг – глибина зони можливого хімічного зараження при довгостроковому прогнозуванні, км (за таблицею 3.2.3 і швидкістю вітру).

2. Визначається площа зони можливого хімічного зараження (як площа круга)

S _з^довг= 3,14Г_з^довг2, км².

3. Зона можливого хімічного зараження у вигляді кола з центром у місці можливого викиду (виливу) НХР наноситься на карту (дивись рис. 3.2.1).

4. Виконується оцінка можливих наслідків аварії: визначаються населені пункти та ОЕ, що можуть опинитись у ЗХЗ, кількість населення, якому загрожує небезпека. Визначається ступінь небезпеки ХНО (АТО). Визначаються заходи та способи захисту населення, профілактичні заходи, а також заходи, які б дозволили зменшити наслідки аварії.

АВАРІЙНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ.

Для прогнозу масштабів ураження безпосередньо після аварії необхідно брати конкретні дані про кількість вилитої (викинутої)НХР і реальні метеоумови.

Зовнішні межі зони зараження НХР розраховуються за порогом токсичної дози при інгаляційній дії на організм людини.

Прийняті допущення:

- ємності з НХР руйнуються повністю;

- товщина h шару рідини для НХР, що розлилася вільно на підстилці поверхні, приймається рівною 0,05 м на всій площі розливу;

- для НХР, що вилилася в піддон або обвалування, h визначається наступним чином:

а) при розливу із ємності в самостійний піддон (обвалування):

h = Н – 0,2, м,

де: Н – висота піддона (обвалування) в метрах;

б) при розливі із ємностей, розташованих групою, що мають

загальний піддон (обвалування):

h = (Q ₀ : F)· d, м,

де Q ₀ – кількість викинутої при аварії НХР, тон;

F – реальна площа розливу в піддон (обвалування), м²;

d – щільність НХР, т/м³.

Прийняті обмеження: максимальний час перебування людей в зоні ураження і тривалість зберігання без змін метеоумов складає 4 години.

Прогнозування і оцінка хімічної обстановки проводиться у наступній послідовності.

1. Визначення еквівалентної кількості НХР (Q_{е 1}) в первинній хмарі, тон:

Q_{е 1} = К ₁ · К ₃ · К ₅ · К ₇ · Q ₀ ,

де: Q ₀ = n·d·V _г/100 – при аваріях на газопроводах, Q ₀ = d·V_х – при аваріях на сховищах стисненого газу;

К ₁ – коефіцієнт, що залежить від умов зберігання НХР (визначається за таблицею 3.2.1);

К ₃ – коефіцієнт, рівний відношенню порогу токсичної дози хлору до порогу токсичної дози іншої НХР (приймається за таблицею 3.2.1);

К ₅ – коефіцієнт, що враховує ступінь вертикальної стійкості атмосфери: для інверсії - 1; для конвекції - 0,08; для ізотермії - 0,23;

К ₇ – коефіцієнт, що враховує вплив температури повітря (приймається за таблицею 3.2.1, для стиснених газів К ₇ = 1);

Q ₀ – кількість викинутої при аварії НХР, тон;

n – кількість НХР в природному газі, %;

d – щільністьНХР, т/м³;

V _г – об’єм секції газопроводу між автоматичними відсікателями, м³;

V_х –об’єм ємності, м³.

Таблиця 3.2.1. Характеристики і допоміжні коефіцієнти для визначення глибини зони зараження НХР

2. Визначення еквівалентної кількості НХР (Q_{е 2}) у вторинній хмарі, тон

Q_{е 2} = (1- К ₁) · K ₂ · K ₃ · K ₄ · K ₅ · K ₆ · K ₇ ·(Q ₀ : (h · d)),

де: K ₂ – коефіцієнт, що залежить від фізико-хімічних властивостей НХР (приймається за таблицею 3.2.1);

К ₄ – коефіцієнт, що враховує швидкість вітру (приймається за таблицею 3.2.2);

К ₆ – коефіцієнт, що залежить від часу N, який пройшов після аварії і дорівнює: К ₆ = N ^0,8 при N < Т або К ₆ = Т ^0,8 при N ≥ Т; при Т < 1 год., К ₆ приймається для 1 години.

Визначення тривалості дії фактору зараження Т здійснюється за формулою

Т = (h·d): (К ₂· К ₄· К ₇).

Таблиця 3.2.2. Значення коефіцієнту К ₄ в залежності від швидкості вітру

3. Визначення глибини зони зараження при аварії на ХНО:

Г = Г′ + 0,5Г′′, км

де: Г′ – найбільший, Г′′ – найменший із розмірів глибини зони зараження Г₁ і Г₂,

де Г₁ і Г₂ – глибини ЗХЗ для первинної та вторинної хмари відповідно, км (визначаються за таблицею 3.2.3 (для Q_{е 1}, Q_{е 2} відповідно)і швидкістю вітру).

Таблиця 3.2.3. Глибина (км) зони зараження території НХР в залежності від швидкості приземного вітру і кількості НХР

Отримане значення повної глибини зони зараження Г порівнюється з максимально можливим значенням глибини переносу повітряних мас Г_п за час, на який здійснюється прогноз, що визначається за формулою

Г_п = N · v, км

де N – час від початку аварії, год.;

v – швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря при даній швидкості вітру і ступені вертикальної стійкості повітря, км/год (визначається за таблицею 3.2.4).

Таблиця 3.2.4. Швидкість (км/год.) переносу переднього фронту хмари зараженого повітря в залежності від швидкості вітру

За кінцеву величину глибини ЗХЗ Г_з, км приймається найменше із двох порівнюваних значень Г та Г_п.

5. Визначення площі S_з, зони можливого хімічного зараження:

S _з = 8,72·10^-3·Г_з²·φ, км²,

де: φ – кутові розміри зони можливого зараження в залежності від швидкості вітру (приймається за таблицею 3.2.5, також див. рис. 3.2.1).

Таблиця 3.2.5. Кутові розміри зони можливого хімічного зараження в залежності від швидкості вітру

Площа зони фактичного зараження S _ф розраховується за формулою:

S _ф = К ₈ · Г_з² · N ^0,2, км²,

де: К ₈ – коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості атмосфери і дорівнює: при інверсії - 0,081; при ізотермії - 0,133; при конвекції - 0,235; N – час після аварії, год.

6. Визначення часу підходу зараженого повітря до об'єкту:

t = х: v, год.,

де: х – відстань від джерела зараження до об'єкту, км;

v – швидкість переносу переднього фронту хмари зараженого повітря, км/год.

7. Визначення тривалості вражаючої дії хмари НХР здійс­нюється за формулою:

Т = (h · d): (К ₂· К ₄· К ₇), год.

8. Визначення орієнтовного часу випарювання НХР з поверхні розливу t _випар здійснюється за таблицею 3.2.6.

Таблиця 3.2.6. Орієнтовний час випарювання НХР з поверхні розливу при швидкості приземного вітру 1 м/сек (г – годин, д – діб, м – місяців)

9. Визначення частки глибини зони розповсюдження НХР, в межах якої будуть спостерігатися ураження незахищеного населення визначеного ступеня важкості здійснюється за таблицею 3.2.7.

Таблиця 3.2.7. Доля глибини зони розповсюдження НХР, в межах якої будуть спостерігатися ураження незахищеного населення визначеної ступені важкості

10. Визначення вражаючої та смертельної концентрації, відповідного часу експозиції, дегазуючої речовини здійснюється за таблицею 3.2.8.

Таблиця 3.2.8. Фізико-хімічні і токсичні властивості деяких НХР

***

У разі виникнення надзвичайної ситуації на підпорядкованій території завчасна оцінка хімічної обстановки уточнюється на основі проведення розвідки для кінцевого прийняття рішення на організацію і проведення аварійно-рятувальних і невідкладних робіт в осередках можливого хімічного зараження.

Поиск по сайту: