 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря у разі аварії
МЕТОДИКА
прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин
при аваріях на промислових об`єктах і транспорті
1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ
Методика прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об`єктах і транспорті (далі – Методика) призначена для прогнозування масштабів забруднення при аваріях з небезпечними хімічними речовинами (далі – НХР) на промислових об`єктах, автомобільному, річковому, залізничному і трубопровідному транспорті і може бути використана для розрахунків на морському транспорті, якщо хмара НХР при аварії на ньому може дістати прибережної зони, де мешкає населення.
Методика застосовується тільки для НХР, які зберігаються у газоподібному або рідкому стані під тиском і які в момент викиду, виливу переходять в газоподібний стан і створюють первинну або вторинну хмару НХР.
Методика передбачає проведення розрахунків для планування заходів щодо захисту населення тільки на висотах до 10 м над поверхнею землі (приземному шарі повітря).
Методика подається у вигляді таблиць, що виключає довгі розрахунки і дозволяє оперативно здійснювати прогнозування масштабів забруднення.
2. ТЕРМІНИ І ВИЗНАЧЕННЯ
Наведені терміни і визначення, що застосовуються в цієї методиці.
Аварія з НХР – це подія техногенного характеру, що сталася на хімічно небезпечному об`єкті внаслідок виробничих, конструктивних, технологічних чи експлуатаційних причин або від випадкових зовнішніх впливів, що призвела до пошкодження технічного обладнання, пристроїв, споруд, транспортних засобів з виливом (викидом) НХР в атмосферу і реально загрожує життю, здоров'ю людей.
Вторинна хмара НХР – це хмара НХР, яка виникає протягом певного часу внаслідок випару НХР з підстильної поверхні (для легко летючих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану обвалування та температури повітря).
Зона можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) – територія, в межах якої під впливом зміни напряму вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини концентраціями.
Зона хімічного забруднення НХР (ЗХЗ) – територія, яка включає осередок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР, і ділянки місцевості, над якими утворилась хмара НХР.
Небезпечна хімічна речовина (НХР) – хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і (чи) завдати шкоди довкіллю.
Первинна хмара НХР – це пароподібна частина НХР, яка знаходиться в будь-якій ємкості над поверхнею зрідженої НХР і яка виходить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємкості без випару з підстильної поверхні.
Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ) – розрахункова зона в межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначаються за формою еліпса.
Хімічно небезпечний об`єкт (ХНО) – промисловий об`єкт (підприємство) або його структурні підрозділи, на якому знаходяться в обігу (виробляються, переробляються, перевозяться (пересуваються), завантажуються або розвантажуються, виконуються у виробництві, розміщуються або складуються постійно або тимчасово, знищуються тощо) одне або декілька НХР (до ХНО не відносяться залізниці).
Хімічно небезпечна адміністративно-територіальна одиниця (ХАТО) – адміністративно - територіальна одиниця, до якої відносяться області, райони, а також будь-які населені пункти областей, які потрапляють у зону можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) при аваріях на хімічно небезпечних об`єктах.
Хмара НХР – суміш парів і дрібних крапель НХР з повітрям в обсягах (концентраціях), небезпечних для довкілля (уражальних концентраціях). Розрізняють первинну і вторинну хмару забрудненого повітря.
3. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДИКИ
Ця методика може бути використана для довгострокового (оперативного) і аварійного прогнозування при аваріях на ХНО і транспорті, а також для визначення ступеня хімічної небезпеки хімічно небезпечних об`єктів і адміністративно-територіальних одиниць.
3.1. Довгострокове (оперативне) прогнозування.
Довгострокове прогнозування здійснюється заздалегідь для визначення можливих масштабів забруднення, сил і засобів, які залучатимуться для ліквідації наслідків аварії, складення планів роботи та інших довгострокових (довідкових) матеріалів.
3.1.1. Для довгострокового (оперативного) прогнозування використовуються наступні дані:
загальна кількість НХР для об`єктів, які розташовані у небезпечних районах (на воєнний час та для сейсмонебезпечних районів тощо). У цьому випадку приймається розлив НХР “вільно”;
кількість НХР в одиничній максимальній технологічній ємкості для інших об`єктів. У цьому випадку приймається розлив НХР “у піддон” або “вільно” залежно від умов зберігання НХР;
метеорологічні дані: швидкість вітру у приземному шарі – 1 м/с, температура повітря 200С, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) –інверсія, напрямок вітру не враховується, а розповсюдження хмари забрудненого повітря приймається у колі 3600;
середня щільність населення для цієї місцевості;
площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) S(ЗМХЗ)=3,14*Г2;
площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) S(ПЗХЗ)=0,11*Г2;
ступінь заповнення ємкості (ємностей) приймається 70% від паспортного об`єму ємкості;
ємкості з НХР при аваріях руйнуються повністю;
при аваріях на продуктопроводах (аміакопроводах тощо) кількість НХР, що може бути викинута, приймається за її кількість між відсікателями (для продуктопроводів об`єм НХР приймається 300-500 тонн);
заходи щодо захисту населення більш детально плануються на глибину зони можливого хімічного забруднення, яка утворюється протягом перших 4 годин після початку аварії.
3.2. Аварійне прогнозування.
Аварійне прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за даними розвідки для визначення можливих наслідків аварії і порядку дій в зоні можливого забруднення.
3.2.1. Для аварійного прогнозування використовуються такі дані:
загальна кількість НХР на момент аварії в ємкості (трубопроводі), на якій виникла аварія;
характер розливу НХР по підстильній поверхні (“вільно” або “у піддон”);
висота обвалування (піддону);
реальні метеорологічні умови: температура повітря (0С), швидкість (м/с) і напрямок вітру у приземному шарі, ступінь вертикальної стійкості повітря СВСП (інверсія, конвекція, ізотермія) (таблиця 7);
середня щільність населення для місцевості, над якою розповсюджується хмара ХНР;
площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) (дивись пункт 3.2.2.1);
площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) (дивись пункт 3.2.2.2);
прогнозування здійснюється на термін не більше ніж на 4 години, після чого прогноз має бути уточнений.
3.2.2. Визначення параметрів зон хімічного забруднення під час аварійного прогнозування.
3.2.1.1.3.2.2.1. Зона можливого хімічного забруднення.
3.2.2.1.1. Розмір ЗМХЗ приймається як сектор кругу, форма і розмір якого залежить від швидкості та напрямку вітру (таблиця 5) і розраховується за емпіричною формулою.
Площа ЗМХЗ: Sзмхз=8,72*10-3*Г2*j, кв. км (формула 1),
де:
Г – глибина зони (таблиці на сторінках 9- 20);
j – коефіцієнт, який умовно дорівнюється кутовому розміру
зони (таблиця 5).
3.2.2.2. Прогнозована зона хімічного забруднення.
Площа ПЗХЗ: Sпрог.=К*Г2*N0,2, кв. км (формула 2),
де:
К – коефіцієнт (таблиця 4);
N – час, на який розраховується глибина ПЗХЗ;
Ширина ПЗХЗ:
при інверсії Ш=0,3*Г0,6, км;
при ізотермії Ш=0,3*Г0,75, км;
при конвекції Ш=0,3*Г0,95, км.
Де:
Г – глибина зони забруднення, яка визначається з використанням таблиць на сторінках 9- 20.
4. ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ ПІДХОДУ ЗАБРУДНЕНОГО ПОВІТРЯ ДО ОБ`ЄКТА
Час підходу хмари НХР до заданого об`єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:
| = | X | , год | ||
| t | ||||
| V | ||||
де: X - відстань від джерела забруднення до заданого об`єкта, км;
V – швидкість переносу переднього фронту забрудненого повітря в залежності від швидкості вітру (таблиця 2), км/годину.
5. ПРИЙНЯТІ ДОПУЩЕННЯ
1.1.5.1. Для прогнозування за цією методикою розлив “вільно” приймається, якщо вилита НХР розливається по підстильній поверхні при висоті шару (h) не вище 0,05 метрів. Розлив “у піддон” приймається, якщо вилита НХР розливається по поверхні, яка має обвалування, при цьому висота шару розлитої НХР має бути h=Н-0,2 м, де Н – висота обвалування.
5.2. При аварії з ємностями, які містять кількість НХР менше нижчих меж, що вказані в таблиці, глибини розраховуються методом інтерполювання між нижчим значенням та нулем.
5.3. Усі розрахунки виконуються на термін не більше 4 годин. Після отримання даних з урахуванням усіх коефіцієнтів, отримане значення порівнюється з максимальним значенням переносу повітряних мас за 4 години:
Г=4*V,
де: V –швидкість переносу повітряних мас (таблиця 2);
Г – глибина зони.
Для подальшої роботи береться найменше з двох значень, що порівнюються.
5.4. Глибини розповсюдження для НХР, значення глибин розповсюдження яких не визначено в таблицях на сторінках 9 - 20, розраховуються із використанням коефіцієнтів таблиці на сторінці 21.
Для розрахунків у цьому випадку береться значення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря хлору, яке відповідає умовам при яких виникла аварія з НХР (швидкість вітру, СВСП, температура повітря, кількість НХР) і множиться на коефіцієнт, отриманий з таблиці на сторінці 21 (таблиця 20) для даного НХР.
6. ВРАХУВАННЯ РІЗНИХ УМОВ ВИНИКНЕННЯ АВАРІЇ З НХР
Таблиця 1
Коефіцієнти зменшення глибини розповсюдження хмари НХР
при виливі “у піддон”
| Найменування НХР | Висота обвалування, м | ||
| хлор | 2,1 | 2,4 | 2,5 |
| аміак | 2,0 | 2,25 | 2,35 |
| сірковий ангідрид | 2,5 | 3,0 | 3,1 |
| сірководень | 1,6 | - | - |
| соляна кислота | 4,6 | 7,4 | 10,0 |
| хлорпікрин | 5,3 | 8,8 | 11,6 |
| формальдегід | 2,1 | 2,3 | 2,5 |
Примітки:
1. Якщо приміщення, де зберігається НХР, герметично зачиняються і обладнанні спеціальними уловлювачами, відповідний коефіцієнт збільшується в 3 рази.
2. У разі проміжних значень висоти обвалування, існуюче значення висоти обвалування округляється до ближчого.
Таблиця 2
Швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря
залежно від швидкості вітру та СВСП
| Швидкість повітря, м/с | |||||||||
| Швидкість переносу переднього фронту хмари забрудненого повітря, км/год | |||||||||
| ІНВЕРСІЯ | |||||||||
| ІЗОТЕРМІЯ | |||||||||
| КОНВЕКЦІЯ | |||||||||
Таблиця 3
В умовах міської забудови, сільського будівництва або лісів глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря для кожного 1 км цих зон зменшується на відповідні коефіцієнти
| СВСП | Міська забудова | Лісові масиви | Сільське будівництво |
| Інверсія | 3,5 | 1,8 | |
| Ізотермія | 1,7 | 2,5 | |
| Конвекція | 1,5 |
Таблиця 4
Коефіцієнт (К), який залежить від ступеня вертикальної
стійкості повітря (СВСП)
| Інверсія | Ізотермія | Конвекція |
| 0,081 | 0,133 | 0,235 |
Таблиця 5
Коефіцієнт j, який залежить від швидкості вітру
| м/с | < 1 | > 2 | ||
| j |
Для оперативного планування приймається j=3600.
Таблиця 6
Можливі втрати населення, робітників та службовців,
які опинилися у ЗМХЗ (ПЗХЗ) (%).
| Забезпеченість засобами захисту | На відкритій місцевості | В будівлях або в простіших сховищах |
| Без протигазів | 90-100 | |
| У протигазах | 1-2 | до 1 |
| У простіших засобах захисту | 30-45 |
Структура втрат може розподілятися за наступними даними:
легкі – до 25%;
середньої тяжкості – до 40%;
зі смертельними наслідками – до 35%.
Таблиця 7
ГРАФІК
орієнтованої оцінки ступеню вертикальної стійкості повітря
| Швидкість вітру, м/с | день | ніч | ||||
| ясно | півясно | хмарно | ясно | півясно | хмарно | |
| 0,5 | КОНВЕКЦІЯ | ІНВЕРСІЯ | ||||
| ||||||
| ІЗОТЕРМІЯ | ІЗОТЕРМІЯ | |||||
| більш 4,0 |
Примітки:
Інверсія – такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні грунту менш за температурою повітря на висоті 2 метри від поверхні;
Ізотермія – такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні грунту орієнтовно рівна температурі повітря на висоті 2 метри від поверхні;
Конвекція – такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні грунту більш за температурою повітря на висоті 2 метри від поверхні.
Таблиця 8
Глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря у разі аварії
на хімічно небезпечних об`єктах та транспорті, км
| Кількість НХР, тонн | Тповітря 0С | інверсія | |||||||||||
| хлор | аміак | ||||||||||||
| швидкість вітру, м/с | |||||||||||||
| 0,5 | -20 | 2,65 | 1,65 | 1,45 | 1,30 | ||||||||
| 2,85 | 1,85 | 1,55 | 1,40 | ||||||||||
| +20 | 3,15 | 2,05 | 1,65 | 1,50 | |||||||||
| 1,0 | -20 | 4,25 | 2,70 | 2,15 | 1,90 | < 0,5 | |||||||
| 4,65 | 2,90 | 2,30 | 2,05 | ||||||||||
| +20 | 4,80 | 3,00 | 2,40 | 2,10 | |||||||||
| 3,0 | -20 | 8,35 | 5,10 | 3,95 | 3,35 | 1,15 | 0,80 | 0,65 | 0,55 | ||||
| 8,75 | 5,30 | 4,15 | 3,50 | 1,25 | 0,85 | 0,70 | 0,60 | ||||||
| +20 | 9,20 | 5,60 | 4,35 | 3,70 | 1,30 | 0,90 | 0,75 | 0,65 | |||||
| 5,0 | -20 | 11,6 | 6,90 | 5,30 | 4,50 | 1,50 | 1,00 | 0,85 | 0,75 | ||||
| 12,2 | 7,30 | 5,60 | 4,70 | 1,60 | 1,10 | 0,95 | 0,85 | ||||||
| +20 | 12,8 | 7,60 | 5,80 | 4,90 | 1,65 | 1,15 | 1,00 | 0,90 | |||||
| -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 | 35,0 | 20,1 | 15,0 | 12,4 | 4,90 | 3,05 | 2,40 | 2,10 | |||||
| 36,7 | 21,0 | 15,7 | 12,9 | 5,25 | 3,25 | 2,60 | 2,25 | ||||||
| +20 | 38,5 | 22,0 | 16,4 | 13,5 | 5,45 | 3,40 | 2,70 | 2,35 | |||||
| -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 | 59,9 | 33,7 | 24,8 | 20,3 | 8,10 | 4,95 | 3,85 | 3,25 | |||||
| 62,6 | 35,2 | 25,9 | 21,1 | 8,45 | 5,15 | 4,00 | 3,40 | ||||||
| +20 | 65,6 | 36,8 | 27,1 | 22,0 | 8,90 | 5,45 | 4,20 | 3,60 | |||||
| -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 | |||||
| -20 | 81,6 | 59,2 | 47,8 | 20,1 | 11,8 | 9,00 | 7,40 | ||||||
| 85,4 | 61,9 | 49,9 | 21,0 | 12,4 | 9,30 | 7,70 | |||||||
| +20 | 89,5 | 64,8 | 52,2 | 21,9 | 12,9 | 9,70 | 8,00 |
Таблиця 9
Поиск по сайту: