Зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра

 

Скорость ветра, м/с
Скорость переноса, км/ч	Инверсия
				–	–	–	–	–	–
Изотермия
Конвекция
				–	–	–	–	–	–

Степень вертикальной устойчивости атмосферы зависит от состояния суток (ночь, утро, день, вечер) и состояния облачности (табл. 14).

 

Т а б л и ц а 14. Вертикальная устойчивость атмосферы

 

Скорость ветра, м/с	Ночь	Утро	День	Вечер
Ясно, перем. облачность	Сплош. облачность	Ясно, перем. облачность	Сплош. облачность	Ясно, перем. облачность	Сплош. облачность	Ясно, перем. облачность	Сплош. облачность
<2   2–4   >2	Ин   Ин   Из	Из   Из   Из	Из (Ин) Из (Ин) Из	Из   Из   Из	К (Из) Из   Из	Из   Из   Из	Ин   Из (Ин) Из	Из   Из   Из

 

П р и м е ч а н и е. В скобках – при снежном покрове.

 

При известном значении глубины зоны Г определяется площадь возможного заражения S, км², как площадь сектора

,

(11)

где φ – угол сектора неопределенности, определяемый в зависимости от скорости ветра (табл. 15).

 

Т а б л и ц а 15. Угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ в

Зависимости от скорости ветра, U

 

U, м/с	<0,5	0,6–1	1,1–2	>2
j, град

 

Площадь зоны фактического заражения S_ф, км², выражается соотношением

 

Sф = К8 · Г^2· N^0,2,

(12)

 

где К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы; К₈ = 0,081 – для инверсии; К₈ = 0,133 – для изотермии; К₈ = 0,235 – для конвекции.

Время испарения пролива АХОВ (4) в Методике оценивается частным от деления количества вещества во вторичном облаке на скорость испарения, рассчитываемую по известной экспериментальной формуле Мацака. При выражении через вспомогательные коэффициенты формула для расчета Т приобретает следующий вид:

 

.

(13)

 

Время подхода облака АХОВ к данному рубежу t, ч, зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле

 

T = Х / V,

(14)

 

где Х – расстояние (координата по оси Х) от источника заражения до заданного объекта, км;

V – скорость переноса переднего фронта облака АХОВ, км/ч.

Время для непосредственного вывода t_в, ч, населения определяется по формуле

 

,

(15)

где Х₀, У₀ – координаты объекта соответственно по оси Х и У, км;

V_в – скорость при выходе из зоны заражения, км/ч; при выходе пешком V_в = 3–5 км/ч; при выезде на транспорте V_в = 20–40 км/ч.

После проведенных расчетов подготавливаются данные, необходимые для принятия оперативных мер (табл. 16).

На основании данных необходимо:

1) привести графическое изображение схемы зоны заражения и расположение объектов в этой зоне;

2) с учетом возраста людей на объектах подобрать необходимые средства индивидуальной защиты (противогазы);

3) определить возможность вывода людей из зоны заражения пешком или на транспорте;

4) в случае невозможности вывода людей из зоны заражения определить действия людей на объектах (дома, в общественном месте, на транспорте, в школе);

5) определить действия работников на объекте;

6) определить действия на участках железной дороги или реки, попадающих в зону заражения;

7) разработать схему оповещения работников объекта и населения (в поселке, в школе и т.п.)

 

Т а б л и ц а 16. Исходные данные

 

Наименование данных и их размерность	Обозначение	Величина
Время испарения пролива, мин Глубина зоны заражения, км Площадь возможного заражения, км^2 Площадь фактического заражения, км^2 Время подхода облака АХОВ к объектам, ч (мин) Время, необходимое для непосредственного вывода людей из зоны заражения, ч (мин) Возраст людей, попадающих в зону заражения, лет

Пример расчета

 

Исходные данные

 

На городской водоочистительной станции произошла авария (разрушилась цилиндрическая горизонтальная емкость объемом 40 м³, в которой содержался сжиженный хлор). Емкость не обвалована. Количество выброшенного хлора в результате аварии неизвестно. Авария произошла днем.

Метеоусловия на момент аварии: ветер восточного направления, скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0˚С, сплошная облачность.

На расстоянии 6 км в восточном направлении от водоочистительной станции находится населенный пункт (координаты центра поселка: х = 6 км, у = 0). В одном километре от поселка находится школа (координаты школы: х = 7 км, у = 1 км). Между водоочистительной станцией и населенным пунктом проходит железная дорога.

В населенном пункте есть люди старше 60 лет и дети до 7 лет. Поселок телефонизирован и радиофицирован.

Схема расположения объектов относительно очага заражения приведена на рис. 1.

 

 

Рис. 1.Схема расположения объектов

 

Необходимо оценить обстановку на 1 ч после аварии:

1) определить возможность попадания указанных выше объектов (поселок, школа) в зону заражения, привести графическое изображение схемы зоны заражения и расположение объектов в этой зоне;

2) определить действия руководителей водоочистительной станции, населенного пункта, железной дороги и школы, а также работников станции, населения и школьников;

3) определить меры по локализации и ликвидации последствий аварий с выбросом (разливом) АХОВ.

 

 

Порядок расчета

 

1. Ознакомиться с физико-химическими свойствами веществ (Приложение 1).

2. Привести краткую характеристику данного АХОВ и его действие на человека (Приложение 2).

3. Ознакомиться с источниками АХОВ и их применением в народном хозяйстве (Приложение 3).

4. Привести особенности аварий на ХОО и транспортировки АХОВ (разделы 1, 2).

5 Определить степень вертикальной устойчивости атмосферы (СВУА) (см. табл. 14), учитывая исходные данные: день, скорость ветра 5 м/с, температура воздуха 0˚С, сплошная облачность – (СВУА – изотермия).

6. Учесть объем резервуара с хлором 40 м³ по табл. 7 (подраздел 1.3) и определить коэффициент наполнения (К_н = 0,8).

Тогда количество хлора в емкости Q, т, составит:

 

Q = 40 · 1,56 · 0,8 = 49,9 т.

 

Учитывая, что количество выброшенного хлора в процессе аварии неизвестно, принимаем

Q_о = Q = 49,9 т.

7. По табл. 10 и 11 определяем значения коэффициентов. Для данных метеоусловий и условий выброса они составляют: К₁ = 0,18; К₂ = 0,052; К₃ = 1; К₄ = 2,34; К₅ = 0,23; К₇ = 0,6 – для первичного облака и 1 – для вторичного.

Так как разлив хлора свободный, h = 0,05 м, d = 1,56 т/м³.

По формуле (13) определяем время испарения пролива хлора:

.

 

Соответственно К₆ при Т < 1 ч равен 1 – см. формулу (8).

8. По формуле (2) определяем эквивалентное количество вещества в первичном облаке:

 

Q_Э1 = 0,18 · 1 · 0,23 · 0,6 · 49,9 = 1,24 т.

 

9. По формуле (3) определяем эквивалентное количество вещества во вторичном облаке:

 

Q_Э2 = (1 – 0,18) 0,052 · 1 · 2,34 · 0,23 · 1 · 1 = 14,68.

 

10. По табл. 12 находим глубину зоны заражения первичным облаком:

 

Г₁ = 1,68 + (1,24 – 1) = 1,83 км.

 

11. Находим глубину зоны заражения вторичным облаком. По табл. 12 глубина зоны заражения для 10 т составляет 5,53 км, для 20 т – 8,19 км. Интерполированием находим глубину зоны заражения для 14,68 т:

 

Г₂ = 5,53 + (14,68 – 10) = 7,29 км.

 

12. По формуле (9) находим полную глубину зоны заражения:

 

Г' = 7,29 + 0,5 · 1,83 = 8,2 км.

 

13. По табл. 13 находим скорость переноса переднего фронта облака:

 

V_п = 29 км/ч.

 

Тогда предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс по формуле (10) составит:

 

Г = 1 · 29 = 29 км.

 

Из сравнения значений полной глубины зоны заражения и глубины переноса воздушных масс следует, что первое значение меньше второго. Соответственно глубина зоны заражения хлором Г в результате аварии составит 8,2 км.

14. Значения площадей зоны возможного и фактического заражения, определяемые по формулам (11) и (12), составляет:

 

S_в = 8,2² · 45 = 26,4 км²;

S_ф = 0,133 · 8,2² · 1^0,2 = 8,9 км².

 

15. Время подхода облака АХОВ к населенному пункту определяется по формуле (14):

 

t_н = = 0,21 ч = 13 мин.

 

Время подхода облака АХОВ к школе:

 

t_ш = = 0,24 ч = = 15 мин.

 

16. Определяем время для непосредственного вывода t_в населения

 

пешком – t_в = = 0,62 ч = 37 мин.

 

на транспорте – t_в = = 0,12 ч = 7 мин.

 

Время вывода школьников:

 

на транспорте – t_ш = = 0,09 ч = 5 мин.

 

пешком – t_ш = = 0,47 ч = 28 мин.

 

Оценка результатов расчета

 

На основании проведенных расчетов отображаем графически схему расположения всех объектов (водоочистительная станция, поселок, школа, железная дорога) и зону возможного заражения (рис. 2), а также намечаем направления вывода из зоны заражения населения поселка и детей из школы.

 

 

 

Рис. 2. Вывод населения из зоны возможного заражения

от облака АХОВ

 

Из приведенной схемы видно, что при необходимости вывода населения из поселка надо двигаться в северном направлении (из северной части поселка) и в южном направлении (из южной части поселка), т.е. перпендикулярно направлению ветра. Что касается школьников, то их следует выводить в северном направлении, так как в этом направлении расстояние до границы зоны заражения меньше.

Учитывая, что население в поселке обеспечено противогазами на 50%, в первую очередь необходимо организовать вывод этой части населения.

При этом обязательно учитывать время, необходимое для вывода населения из зоны заражения и время подхода зараженного облака к поселку (табл. 17).

Т а б л и ц а 17. Подготовка данных для принятия оперативных мер по выводу населения

 

Наименование данных	Обозначение	Величина
Время испарения пролива хлора, мин Глубина зоны заражения, км Площадь возможного заражения, км^2 Площадь фактического заражения, км^2 Время подхода облака АХОВ к населенному пункту, мин Время подхода облака АХОВ к школе, мин Время, необходимое для непосредственного вывода населения из зоны заражения, мин Время, необходимое для непосредственного вывода школьников из зоны заражения, мин Наличие противогазов у населения у школьников	Т Г Sв Sф   tн tш   tв(н)   tв(ш)	8,2 26,4 8,9     38/7   28/5 ГП-7(50%) ПДФ-2Ш (100%)

 

При организации вывода населения необходимо правильно подобрать противогазы с учетом возраста и состояния здоровья человека (см. раздел 5), при этом должно выполняться условие, чтобы время защитного действия противогаза при данной концентрации АХОВ было больше времени вывода населения из зоны заражения.

Если эвакуировать некоторую часть населения, необходимо определить действия населения с учетом места их нахождения в данный момент и особенностей АХОВ (см. раздел 7).

При организации работ по ликвидации последствий аварии на объекте (см. раздел 2) необходимо учитывать время полного испарения АХОВ и время защитного действия промышленных противогазов и средств индивидуальной защиты кожи (см. раздел 5).

В случае отравления определить порядок оказания первой медицинской помощи (см. раздел 6).