ДОЛГОСРОЧНОЕ (ОПЕРАТИВНОЕ) ПРОГНОЗИРОВАНИЕ

1. При долгосрочном (оперативном) прогнозировании для определения масштабов химического заражения с целью своевременного

планирования способов защиты населения, ликвидации последствий аварии, сил и средств, привлекаемых для ликвидации аварии, а так же определения химической безопасности ХОО и ATE используют исходные данные:

а) масса выброшенного ОХВ - количество ОХВ в объеме одной наибольшей технологической емкости ( для мирного времени), разлив в «поддон» или свободный разлив в зависимости от условий хранения. Для военного времени и для сейсмоопасных районов - общее количество ОХВ на объекте. В этом случае принимается свободный разлив. При авариях на продуктопроводах (аммиака проводах и т.п.) за количество ОХВ принимается его количество между отсекающими (перекрывающими) устройствами (для продуктопроводов количество ОХВ принимается равным 300-500 т).

б) метеорологические данные: скорость ветра в приземном слое v = 1 м/с; температура воздуха +20°С; степень вертикальной устойчивости воздуха - инверсия; направление ветра не учитывается, а распространение облака ОХВ принимается по окружности 360° с радиусом равным Гпзхз;

в) определим площадь зоны возможного химического заражения:

Sзвхз = 3,14 · Гпзхз² Гпзхз = Гр,

а площадь прогнозированной зоны химического заражения:

Sпзхз = 0,11 · Гпзхз².

Степень заполнения емкости (емкостей) принимается равной 70% от паспортного объема емкости.

2.Глубину прогнозируемой зоны химического заражения для ОХВ, не приведенных в таблице 1, ориентировочно можно определить, используя коэффициенты примечания 3 таблицы 1. Для расчетов в этом случае берется значение глубины распространения облака хлора для заданных условий (скорость ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха, температура воздуха, количество ОХВ) и умножается на коэффициент К.

Г = Гпзхз(хлора) · К(таблица 1, примечание 3).

3.Характеристика степеней вертикальной устойчивости воздуха СВУВ:

Инверсия - такое состояние атмосферы, когда нижние слои воздуха холодней верхних, что препятствует перемещению его по высоте и создает благоприятные условия для сохранения высоких концентраций ОХВ и распространения облака зараженного воздуха на большие расстояния. Наблюдается в ночное время.

Изотермия - одинаковая температура воздуха на высоте 20-30 м от поверхности земли способствует длительному застою паров ОХВ на местности, в лесу, населенных пунктах и распространению облака на значительные расстояния. Наблюдается перед восходом и заходом солнца.

Конвенция - нижние слои воздуха нагреваются сильнее, чем верхние, происходит перемещение воздуха по вертикали (теплый вверх, холодный вниз), что вызывает сильное рассеивание облака ОХВ и уменьшение концентрации. Наблюдается в дневное время

4.График ориентировочной оценки степени вертикальной устойчивости воздуха.

Аварийное прогнозирование.

Пример.

Оценить химическую обстановку на заводе, которая может сложиться при аварийном разрушении емкости ОХВ на химически опасном объекте в 02.00 15.07.13 г.

Исходные данные:

№ Варианта

Время аварии

Тип ОХВ

К-во ОХВ Q , т

Характер разлива

Высота обваловки (поддон) Н, м

Расстояние ХОО от ОХД, Ro(км)

Метеоусловия

К-во работающих на ОХД

Обеспеченность противогазами %

Характер закрытой местности, L, км

Температура воздуха, Тв (^оС)

V ветра (м/с)

облачность

Откр.

Лес

Село

Город

02.00

Хлор

Своб

+20^О

Ясно

или:

• Время аварии – 02.00;

• Тип и количество вылитого ОХВ: хлор (Cl ), Q=10 т;

• Емкость не обвалована;

• Местность пересеченная:

а) на расстоянии 1 км от ХОО расположен лесной массив длиной L=3км;

· Метеоусловия: -температура воздуха + 20⁰С;

-скорость ветра V = 1 м/с;

-направление - западное (270⁰);

Завод (0,5 х 0,5 км) расположен по азимуту 90° (на востоке от ХОО) на расстоянии Rо = 4 км, количество работающих - 700 человек, обеспеченность противогазами (ГП-5 + ДПГ-2) - 80%.

Решение:

Рисунок 1 – Схема зоны химического заражения

1. Определяем степень вертикальной устойчивости воздуха СВУВ по исходным данным (время аварии - 02.00 ч., скорость ветра – 1 м/с, облачность - ясно) по графику ориентировочной оценки степени вертикальной устойчивости воздуха (стр.10) определяем степень вертикальной устойчивости воздуха - инверсия.

2. Определяем глубину расчетной прогнозируемой зоны химического заражения (Гр) по формуле:

Где: Гт=18,5 км - табличное значение глубины зоны (таблица 1) для условий:

- местность открытая;

-Vв = 1 м/с;

- емкость не обвалована, температура воздуха 0°С;

С учетом реальной температуры +20°С (примечание к таблице 1)

Гт(20^оС)=18,5+18,5·0,05=18,5+0,925=19,4(км)

Кв=1 поправочный коэффициент на ветер (таблица 2)

Ксх=1 коэффициент уменьшения глубины распространения облака ОХВ в зависимости от вида хранения и вылива при аварии (приложение к таблице 3)

Где L=3 км – длина закрытой местности (лесной массив) на оси облака ОХВ, км в границах глубины, на которую распространилось бы облако на открытой местности.

Кзм=1,8 – коэффициент уменьшения глубины распространения облака ОХВ для каждого километра (таблица 4)

Определяем расчетную глубину Гр для лесного массива:

Тогда

После получения расчетной глубины (Гр), с учетом всех коэффициентов, значения их сравниваются с максимальной глубиной переноса воздуха за 4 часа Гп, км (максимальный срок разового прогнозирования после аварии):

Гп = 4 · W = 4 · 5 = 20 (км)

где W =5 км/ч – скорость переноса воздушных масс (таблица 5), зависит от скорости переноса приземного ветра (на высоте флюгера 10 м) и состояния атмосферы.

Сравниваем величины Гр и Гп и для дальнейших расчетов выбираем наименьшую:

Гпзхз = Гр= 18,06 км

3. Определяем ширину прогнозируемой зоны химического заражения при инверсии по формуле:

Шпзхз(л)=0,2·Гпзхз=0,2·18,06=3,61 (км)

4. Определяем площадь зоны возможного химического заражения.

Sзвхз (л) = 8,72 · 10^-3 · Г²пзхз (л )· φ (км²)

Где φ – коэффициент, который условно приравнивается к угловому размеру зоны в зависимости от скорости приземного воздуха V =1м/с, φ = 180^о (таблица на стр. 7)

Sзвхз (л) = 8,72 · 10^-3 · 18,06² · 180 = 527,25 (км²)

5.Определяем площадь прогнозируемой зоны химического заражения

Sпзхз(л) = 0,5 · Гпзхз · Шпзхз = 0,5 · 18,06 · 3,61=32.6 (км²),

6. Определяем время подхода облака, зараженного хлором воздуха к заводу (tпод):

где W – скорость переноса облака при V = 1 м/с (таблица 5).

Ro – из исходных данных

7. Определяем время поражающего действия хлора (время испарения) (таблица 6). Для V = 1 м/с

tпд(исп) = tисп · К = 1,5 · 1 = 1,5 (часа)

где tисп =1,5 часа – время, определяемое по температуре воздуха и h = 0.05 м (емкость не обвалована), (таблица 6);

К = 1 – поправочный коэффициент на скорость ветра V = 1 м/с (примечание к таблице 6).

Возможен расчет также по формуле:

где h = 0,05 м;

d =1,553 – удельный вес хлора, т /м³ (таблица 9);

К1 =0,052 – зависит от физико-химических свойств вещества (таб. 9);

К2 =1 – учитывает температуру воздуха (таблица 9);

К3 – учитывает скорость ветра К3 = (V + 2) / 3=1.

tпд(исп) =1,47 часа

8. Определяем возможные потери людей в очаге поражения (на заводе) (П, чел).

По таблице 7 при 80% обеспечении противогазами ГП-5(7):

а) пребывание людей в укрытиях и строениях

П = 700 чел · 0,14 = 98 чел;

б) на открытой местности

П = 700 чел · 0,25 = 175 чел

Структура потерь на открытой местности:

- легкие – 175 · 0,25 = 44 чел,

- средней тяжести – 175 · 0,4 = 70 чел,

- смертельные поражения – 175 · 0,35 = 61 чел.

Таблица результатов расчетов

СВУВ Гт км Гт(t^oC) км Гзм км Гр км Гп км Гпзхз км Шпзхз км Sзвхз км² Sпзхз км² tподх час tпд час Потери (чел)

Откр В укр

Инвер 18.5 19.4 1.34 18.06 20.0 18.06 3.61 527.25 32.6 0.8 1.5

Выводы:

1. Завод оказался в зоне химического заражения хлором.

(Ro=4 км < Гпзхз=18.6 км).

2. Облако зараженного воздуха подойдет к заводу через 0,8 часа (48 минут), что не дает возможности вывести (эвакуировать) людей из зоны заражения.

3. Продолжительность воздействия хлора– 1,5 часа.

4. Основные мероприятия по защите людей:

· немедленно оповестить рабочих и служащих завода об угрозе химического заражения;

· произвести безаварийную остановку производства и укрыть людей в убежище, систему воздухоснабжения включить в режим фильтровентиляции;

· вести непрерывную химическую разведку и наблюдение с помощью УГ-2;

· обеспечить 100% рабочих и служащих противогазами ГП-5(7).

СПРАВОЧНЫЕ ТАБЛИЦЫ

Таблица 1 - Глубина распространения облака зараженного воздуха с угрожающими концентрациями ОХВ на открытой местности, км (емкости не обвалованы, скорость ветра 1 м/с), Т воздуха 0⁰С)

Наименование ОХВ	Количество ОХВ в емкостях, т

Инверсия
Хлор	4,65	12,2	18,5	28,3	36,7	50,4	78,7
Аммиак	<0,5	1,6	2,45	4,05	5,25	6,85	10,8
Сернистый ангидрит	2,1	5,85	9,25	14,1	18,1	24,7	38,4	76,9
Сероводород	<0,5	1,5	2,5	3,95	5,0	6,7	10,3
Соляная кислота	1,25	3,05	4,65	6,8	8,75	12,2	18,7	31,7
Хлорпикрин	3,65	9,7	14,7	22,5	29,3	40,3	62,6
Формальдегид	4,65	12,3	18,7	28,5	37,1	50,9	79,2
Изотермия
Хлор	1,75	5,05	7,35	11,6	14,8	20,2	30,9
Аммиак		<0,5	1,25	1,55	1,95	2,75	4,45	8,35
Сернистый ангидрит	0,7	2,4	3,7	5,6	7,2	10,2	15,3	30,5
Сероводород		<0,5	0,7	1,4	1,9	2,75	4,3	8,15
Соляная кислота	<0,5	1,3	1,85	2,9	3,7		7,45	14,7
Хлорпикрин	1,5		5,85	9,2	11,7	15,9	24,4	49,4
Формальдегид	1,85	5,1	7,5	11,7	15,0	20,4	31,2	62,5
Конвекция
Хлор	0,75	2,4	4,05	6,05	7,6	10,7	16,1	31,9
Аммиак				<0,5	1,05	1,45	2,2	4,55
Сернистый ангидрит	<0,5	1,3	1,9		3,8	5,1	7,95	15,7
Сероводород				<0,5	0,8	1,4	2,15	4,4
Соляная кислота		<0,5	0,95	1,5	1,9	2,6	4,0	7,7
Хлорпикрин	0,8	2,0	3,25	4,85	6,05	8,35	12,9	25,2
Формальдегид	0,8	2,45	4,0	6,05	7,65	10,7	16,3	32,7

Примечание к таблице 1;

1.При температуре воздуха +20^оС глубина распространения облака зараженного воздуха увеличивается, а при температуре -20^оС – уменьшается на 5% от приведенных в таблице для 0^оС.

2.При температуре +40^оС при изотермии и конвекции глубина увеличивается на 10%

3.Для ОХВ, которые не указаны в таблице, для расчета берется глубина распространения облака хлора при заданных условиях и умножается на коэффициент данного ОХВ: фосген –1,14; окись азота - 0,28; метиламин - 0,24; деметиламин – 0,24; нитробензол – 0,01; окисел этилена – 0,06; фтористый водород – 0,3; цианистый водород 0,97.

Таблица 2 - Поправочные коэффициенты уменьшения глубины распространения облака зараженного воздуха в зависимости от V ветра.

СВУВ	Скорость ветра , м/с

Инверсия		0.6	0,45	0,4
Изотермия		0,65	0,55	0,5	0,45	0,35
Конвекция		0,7	0,6	0,55

Таблица 3 - Коэффициенты уменьшения глубины распространения облака ОХВ при разливе «в поддон» в зависимости от высоты обваловки.

Наименование ОХВ	Высота обваловки, м
Н = 1	Н = 2	Н = 3
Хлор	2,1	2,4	2,5
Аммиак		2,25	2,35
Сернистый ангидрит	2,5		3,1
Сероводород	1,6
Соляная кислота	4,6	7,4
Хлорпикрин	5,3	8,8	11,6
Формальдегид	2,1	2,3	2,5

Примечание к таблице 3:

1.В случае промежуточных значений высоты обваловки истинное значение высоты обваловки округляется до ближайшего значения.

2.Для необвалованной емкости (свободный разлив) – h = 0,05; Ксх = 1

3.Если помещения, где хранятся ОХВ герметично закрываются и оборудованы специальными улавливателями, то соответствующий коэффициент увеличивается втрое.

Таблица 4 - Коэффициенты уменьшения глубины распространения облака ОХВ на каждый километр длины закрытой местности, Кзм.

СВУВ	Городские строения	Сельская застройка	Лесные массивы
Инверсия	3,5		1,8
Изотермия		2,5	1,7
Конвекция			1,5

Таблица 5 - Скорость перемещения переднего фронта облака загрязненного воздуха в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха, W, км/час.

СВУВ	Скорость ветра м/с

Инверсия
Изотермия
Конвекция

Таблица 6 - Время испарения (поражающего действия), ч. (V = 1 м/с).

Наименова-ние ОХВ	Характер разлива
Емкости не обвалованы, разлив «свободный»	Емкости обвалованы, разлив в «поддон»
h = 0,05 м	h = 1 м	h = 3 м
Температура воздуха, ^оС
-20				-20			-70
Хлорпикрин			42,5	14,3				1год
Соляная кислота	28,5	9,5	2,85	16,8		45,7	28,6		99,8
Сернистый ангидрид		1,5	47,8	23,9	83,6
Хлор	1,5	23,9	83,6
Аммиак	1,4	21,8	76,3
Сероводород	1,5	18,4	64,3
Формальдегид	1,2	19,2	67,2

Примечание к таблице 6:

Таблица 6А - Поправочный коэффициент, вводимый при скорости ветра более 1 м/с.

Скорость ветра (м/с)
Поправочный коэффициент		0,75	0,6	0,5	0,43	0,25

Таблица 7 - Возможные потери рабочих, служащих и населения от действия ОХВ в центре химического заражения, %.

Условия пребывания людей	Без противогазов	Обеспеченность людей противогазами, %

На открытой местности	90-100
В простейших укрытиях и строениях

Примечание к таблице 7:

Ориентировочная структура потерь может характеризоваться такими данными: легкие – до 25%; средней тяжести (с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели и требующие госпитализации) – до 40%; со смертельным исходом – до 35%.

Таблица 8 - Критерии классификации административно-территориальных единиц (АТЕ) и химически опасных объектов (ХОО) (кроме железных дорог).

Наименование объекта, кото-рый класси-фицируется	Критерии классификации Единицы измерения	Ступень химической опасности
I	II	III	IV
1.Химически опасный объект	Количество населения, которое попадает в прогнозируемую зону химического заражения при аварии на ХОО (чел)	Более	Более 300 до 500	Более 100 до 300	Менее 100
2.Химически опасная тер-риториальная единица	Часть территории, которая попадает в зону возможного химического заражения при аварии на ХОО, %	Более	Более 30 до 50	Более 10 до 30	Менее

Примечание к таблице 8:

При наличии на территории АТЕ более одного ХОО площадь зоны загрязнения определяется после нанесения зон на карту. В случае перекрытия зон общая площадь принимается суммарно по линиям зон загрязнения.

Таблица 9 - Вспомогательные коэффициенты для определения продолжительности испарения ОХВ.

Наименование ОХВ	Плотность ОХВ т/м³	Поражающая токсодоза, мг · мин/л	К1	К2 в зависимости от температуры
-20^оС	0^оС	20^оС	40^оС
Аммиак	0,681		0,025
Хлор	1,553	0,6	0,052
Серн. ангидр.	1,462	1,8	0,049	0,5
Сероводород	0,964	18,4	0,042
Соляная кисл.	1,198		0,021	0,1	0,3	1,6
Хлорпикрин	1,658	0,75	0,002	0,1	0,3	2,9
Формальдегид	0,815	0,6	0,034
Фосген	1,432	0,6	0,061	0,3	0,7

Таблица 10 - Зависимость коэффициента К от степени вертикальной устойчивости воздуха (СВУВ).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: