Материал: Применение компьютерных технологий в расчетах по техносферной безопасности. Николенко С.Д., Сазонова С.А
Метеоусловия на момент аварии: скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0 °С, изотермия. Разлив АХОВ на подстилающей поверхности - свободный.
Решение
1. Так как количество разлившегося жидкого хлора неизвестно, то согласно п.1.5 принимаем его равным максимальному - 40 т.
2. По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:
т.
3. По формуле (12) (см. п.4.2) определяем время испарения хлора:
мин.
4. По формуле (5) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:
т.
5. По приложению 2 для 1 т находим глубину зоны заражения для первичного облака: =1,68 км.
6. Находим глубину зоны заражения для вторичного облака. Согласно приложению 2 глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53 км, а для 20 т - 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 11,8 т.
км.
7. Находим полную глубину зоны заражения:
км.
8. По
формуле (7) находим предельно возможные
значения глубины переноса воздушных
масс:
км.
Таким образом, глубина зоны заражения хлором в результате аварии может составить 6,8 км; продолжительность действия источника заражения - около 40 мин.
Пример 2
Необходимо оценить опасность возможного очага химического поражения через 1 ч после аварии на химически опасном объекте, расположенном в южной части города. На объекте в газгольдере емкостью 2000 м хранится аммиак. Температура воздуха 40 °С. Северная граница объекта находится на расстоянии 200 м от возможного места аварии. Затем идет 300-метровая санитарно-защитная зона, за которой расположены жилые кварталы. Давление в газгольдере - атмосферное.
Решение
Согласно п.1.5 принимаются метеоусловия: инверсия, скорость ветра 1 м/с.
2. По формуле (2) определяем выброс АХОВ:
т.
3. По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в облаке АХОВ:
т.
4. По приложению 2 интерполированием находим глубину зоны заражения:
км.
5. По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:
км.
6.
Расчетная глубина зоны заражения
принимается равной 0,93 км как минимальная
из
и
.
7. Глубина зоны заражения для жилых кварталов:
км.
Таким образом, облако зараженного воздуха через 1 ч после аварии может представлять опасность для рабочих и служащих химически опасного объекта, а также населения города, проживающего на расстоянии 430 м от санитарно-защитной зоны объекта.
Пример 3
Оценить, на каком расстоянии через 4 ч после аварии будет сохраняться опасность поражения населения в зоне химического заражения при разрушении изотермического хранилища аммиака емкостью 30000 т.
Высота обваловки емкости 3,5 м. Температура воздуха 20 °С.
Решение
1. Поскольку метеоусловия и выброс неизвестны, то, согласно п.1,5 принимается: метеоусловия - инверсия, скорость ветра - 1 м/с, выброс равен общему количеству вещества, содержащегося в емкости, - 30000 т.
2. По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:
т.
3. По формуле (12) определяем время испарения аммиака:
ч.
4. По формуле (5) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:
т.
5. По приложению 2 для 12 т интерполированием находим глубину заражения для первичного облака аммиака:
км.
6. Аналогично для 40 т находим глубину заражения для вторичного облака аммиака:
км.
7. Полная глубина зоны заражения:
км.
8. По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:
км.
Таким образом, через 4 ч после аварии облако зараженного воздуха может представлять опасность для населения, проживающего на расстоянии до 20 км.
Пример 4
На участке аммиакопровода Тольятти - Одесса произошла авария, сопровождавшаяся выбросом аммиака. Объем выброса не установлен. Требуется определить глубину зоны возможного заражения аммиаком через 2 ч после аварии. Разлив аммиака на подстилающей поверхности свободный. Температура воздуха 20 °С.
Решение
1. Так как объем разлившегося аммиака неизвестен, то, согласно п.1.7, принимаем его равным 500 т - максимальному количеству, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями. Метеоусловия, согласно п.1.5, принимаются: инверсия, скорость ветра 1 м/с.
2. По формуле (1) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке
т.
3. По формуле (12) определяем время испарения аммиака:
ч.
4. По формуле (5) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:
т.
5. По приложению 2 для 3,6 т интерполированием находим глубину зоны заражения для первичного облака:
км.
6. По приложению 2 для 15,8 т интерполированием находим глубину зоны заражения для вторичного облака:
км.
7. Полная глубина зоны заражения:
км.
8. По формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс
км.
Таким образом, глубина зоны возможного заражения через 2 ч после аварии составит 10 км.
3.2.3. Расчет глубины зоны заражения при разрушении химически опасного объекта
В случае разрушения химически опасного объекта при прогнозировании глубины зоны заражения рекомендуется брать данные на одновременный выброс суммарного запаса АХОВ на объекте и следующие метеорологические условия: инверсия, скорость ветра 1 м/с.
Эквивалентное
количество АХОВ в облаке зараженного
воздуха определяется аналогично
рассмотренному в п.2.1.2 методу для
вторичного облака при свободном разливе.
При этом суммарное эквивалентное
количество
рассчитывается по формуле:
,
(8)
где
- коэффициент, зависящий от физико-химических
свойств
-го
АХОВ;
- коэффициент,
равный отношению пороговой токсодозы
хлора к пороговой токсодозе
-го
АХОВ;
- коэффициент,
зависящий от времени, прошедшего после
разрушения объекта;
- поправка на
температуру для
-го
АХОВ;
- запасы
-го
АХОВ на объекте, т;
- плотность
-го
АХОВ, т/м
.
Полученные по приложению 2 значения глубины зоны заражения в зависимости от рассчитанного значения и скорости ветра сравниваются с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс (см. формулу (7)). За окончательную расчетную глубину зоны заражения принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.
Пример 5
На химически опасном объекте сосредоточены запасы АХОВ, в том числе хлора - 30 т, аммиака - 150 т, нитрила акриловой кислоты - 200 т. Определить глубину зоны заражения в случае разрушения объекта. Время, прошедшее после разрушения объекта, - 3 ч. Температура воздуха 0 °С.
Решение
1. По формуле (12) определяем время испарения АХОВ:
хлора
ч;
аммиака
ч;
нитрила
акриловой кислоты
ч;
2. По формуле (8) рассчитываем суммарное эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха:
т.
3. По приложению 2 интерполированием находим глубину зоны заражения
км.
4. Но формуле (7) находим предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс:
км.
Таким образом, глубина зоны заражения в результате разрушения химически опасного объекта может составить 15 км.
3.3. Определение площади зоны заражения ахов
Площадь зоны возможного заражения для первичного (вторичного) облака АХОВ определяется по формуле:
,
(9)
где
- площадь зоны возможного заражения
АХОВ, км
;
- глубина зоны заражения, км;
- угловые размеры
зоны возможного заражения,° (табл.2).
Таблица 2
Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ
в зависимости от скорости ветра
-
,
м/с<0,5
0,6-1
1,1-2
>2
°360
180
90
45
Площадь
зоны фактического заражения
(км2)
рассчитывается по формуле:
,
(10)