Довгострокове (оперативне) прогнозування хімічної обстановки

 

Довгострокове прогнозування здійснюється заздалегідь для визначення можливих масштабів забруднення, сил і засобів, які залучатимуться для ліквідації наслідків аварії, складання планів роботи та інших довгострокових (довідкових) матеріалів. Для довгострокового (оперативного) прогнозування використовуються такі дані:

- загальна кількість НХР для об’єктів, які розташовані в небезпечних районах (на воєнний час та для сейсмонебезпечних районів тощо). У цьому разі приймається розлив НХР "вільно";

- кількість НХР в одиничній найбільшій технологічній ємності для інших об’єктів. У цьому разі приймається розлив НХР "у піддон" або "вільно" залежно від умов зберігання НХР;

- метеорологічні дані: швидкість вітру в приземному шарі - 1 м/с, температура повітря 20°С, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) - інверсія, напрямок вітру не враховується (тобто завжди передбачається, що вітер в сторону об’єкта, відносно якого визначається обстановка), а розповсюдження хмари забрудненого повітря приймається у колі 360 град.;

- середня щільність населення для цієї місцевості;

- площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) Sзмхз=3,14Гпзхз²;

- площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) Sпзхз=0,11Гпзхз²;

- ступінь заповнення ємності (ємностей) приймається 70% від паспортного об’єму ємності;

- ємності з НХР при аваріях руйнуються повністю;

- при аваріях на продуктопроводах (аміакопроводах тощо) кількість НХР, що може бути викинута, приймається за її кількість між відсікачами (для продуктопроводів об’єм НХР приймається 300- 500 т);

- заходи щодо захисту населення детальніше плануються на глибину зони можливого хімічного забруднення, яка утворюється протягом перших 4 годин після початку аварії.

 

Визначаються:

1. Глибина прогнозованої зони хімічного забруднення, Гпзхз, км.

2. Ширина прогнозованої зони хімічного забруднення, Шпзхз, км.

3. Площа прогнозованої зони забруднення, Sпзхз, км².

4. Площа зони можливого хімічного забруднення Sзмхз, км².

5. Час підходу хмари зараженого повітря до заданого об’єкта (населеного пункту), t_підх, год (хв).

6. Час уражаючої дії фактора забруднення НХР, t_yp, год.

7. Можливі втрати людей в осередку хімічного ураження, В, осіб.

Прогнозування й оцінка хімічної обстановки здійснюється з використанням таблиць і розрахунків. Усі розрахунки виконуються на термін не більше 4 годин після початку аварії (t_aв = 4 год) - тривалість збереження сталих метеоумов.

Порядок прогнозування та оцінки хімічної обстановки при довгостроковому прогнозуванні.

1. Визначення розмірів (глибини, ширини та площі) зони хімічного забруднення.

1.1. Глибина прогнозованої зони розповсюдження хмари зараженого повітря з уражаючими концентраціями (Гпзхз, км) визначається розрахунково за формулою (3.8).

Вихідними даними для прогнозування є: тип НХР, кількість викинутої при аварії НХР Q, т; ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) - інверсія, температура повітря - 20^оС, швидкість вітру V - 1 м/с. Кількість викинутої НХР приймається як загальна кількість НХР для об’єктів, які розташовані в небезпечних районах (на воєнний час та для сейсмонебезпечних районів тощо), або як кількість НХР в одиничній найбільшій технологічній ємності для інших об’єктів. Ступінь заповнення ємності (ємностей) приймається 70% від паспортного об’єму ємності. Ємності з НХР при аваріях руйнуються повністю;

Для об’єктів, які розташовані в небезпечних районах, приймається розлив НХР "вільно" (Ксх = 1).

Після визначення розрахункової глибини отримане значення Гр порівнюється з максимальним значенням глибини переносу повітряних мас Гп за 4 години: Гп = 4 W, км;

де W - швидкість переносу повітряних мас (табл. 3.19) при заданій швидкості вітру і СВСП, км/год.

Найменше з порівняних величин приймається за фактичну прогнозовану глибину зони забруднення, тобто Гпзхз = min{Гп; Гр}.

1.2. Ширина прогнозованої зони хімічного забруднення (Шпзхз)

 

Шпзхз = 0,3 Гпзхз^0,6, км, (3.13)

 

де Гпзхз - глибина прогнозованої зони хімічного забруднення, що визначена в п. 1.1.

1.3. Площа зони хімічного забруднення

При прогнозуванні визначаються:

а) Площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ).

 

Sзмхз=3,14Гпзхз² км² (3.14)

 

б) Площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) розраховується за формулою

 

Sпзхз=0,11Гпзхз² км² (3.15)

 

2. Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до об’єкта (tпідх).

Час підходу хмари НХР до заданого об’єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком W, на що впливає швидкість вітру, і визначається за формулою (3.12):

3. Визначення тривалості дії фактора хімічного забруднення (typ).

Тривалість дії НХР визначається терміном випаровування НХР із поверхні її розливу, що залежить від характеру розливу ("вільно" чи "у піддон"), швидкості вітру, типу НХР і може бути визначено за табл. 3.35.

4. Визначення можливих втрат робітників і службовців об’єктів господарювання й населення в осередку хімічного ураження.

Очікувані втрати визначаються за табл. 3.23 залежно від чисельності людей, що можуть опинитись у прогнозованій зоні хімічного забруднення, ступеня їх захищеності (забезпеченості засобами індивідуального й колективного захисту). Якщо об’єкт розташований у населеному пункті і площа ПЗХЗ не виходить за межі населеного пункту, тоді всі дані з кількості населення в ПЗХЗ, а також втрати населення розраховуються тільки за ПЗХЗ. За наявності на території АТО більше одного ХНО загальна площа зони забруднення (ЗМХЗ або ПЗХЗ) розраховується після нанесення зон на карту. У разі перекриття зон загальна площа приймається інтегровано за ізолініями зон забруднення, і тільки після цього виконуються подальші розрахунки стосовно кількості і втрат населення в зонах.

Результати розрахунків щодо оцінки хімічної обстановки необхідно звести до таблиці. На карту наносяться межі прогнозованої зони забруднення, аналізуються результати і робляться висновки та пропозиції щодо захисту працівників об’єкта господарювання (населеного пункту), який може опинитись у зоні хімічного забруднення. Після закінченні розрахунків визначається ступінь хімічної небезпеки для кожного об’єкта, а також для адміністративно-територіальної одиниці (АТО) (табл. 3.1).

 

Таблиця.

Результати оцінки хімічної обстановки

Дже-рело забруд-нення	Тип НХР, кіль-кість,т	Гли-бина ПЗХЗ, км	Ши-рина ПЗХЗ, км	Площа ПЗХЗ, км^2	Площа МЗХЗ, км^2	Трива-лість уража-ючої дії, год	Час підходу хмари НХР, хв	Втрати людей, струк-тура втрат, чол.	Ступінь хімічної небез-пеки ХНО (АТО)

 

 

У висновках з оцінки ХО відзначаються:

1. Можливі наслідки в осередку хімічного ураження (можливі ураження виробничого персоналу i населення та очікувані втрати).

2. Вплив НХР на життєдіяльність населення та діяльність об’єктів господарювання.

3. Заходи щодо захисту людей (оповіщення, використання засобів індивідуального захисту (ЗІЗ), будівель і захисних споруд (ЗС), евакуація).

 

Графічний додаток.

 

Зона можливого забруднення (ЗМХЗ) хмарою НХР на картах і схемах обмежена колом, радіусом, рівним глибині прогнозованої зони забруднення Гпзхз. Центр кола співпадає з джерелом забруднення.

Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ), що має форму еліпса включається у зону можливого забруднення.

Порядок нанесення зон забруднення на карту або схему наступний:

1. На координатах позначають центр аварії і наносять площу розливу Sp (суцільною лінією) діаметром Д_о приблизно рівним ¼ Шпзхз.

2. Біля кола роблять пояснюючий напис - вид НХР і кількість.

3. Від центру аварії в орієнтованому напрямку вітру проводять вісь прогнозованої зони забруднення.

4. Наносять зону можливого забруднення радіусом рівним Гпзхз.

5. Знаючи довжину і максимальну ширину (Гпзхз і Шпзхз) еліпса зони прогнозованого забруднення, будують його на карті або схемі (суцільною лінією) і заштриховують.

 

Приклад 2

 

На хімічно небезпечному об’єкті, який розташований на відстані 9 км від населеного пункту, є 2 ємності по 50 т і одна містить 100 т хлору. Навколо ємностей побудовано обвалування висотою 2 метри, населений пункт має глибину Г = 5 км і ширину Ш = 4 км. Площа населеного пункту становить 18 км², у ньому проживає 12 тис. осіб.

Приймається, що повністю руйнується найбільша одинична ємність, заповнена на 70%, таким чином у навколишнє середовище викинуто 100 · 0,7 = 70 т хлору.

Вихідні дані:

1. Тип викинутої НХР хлор

2. Кількість НХР (Q), т 70

3. Ємність обвалована, висота обваловки (Н), м 2,0

4. Температура повітря, ^оС 20

5. Швидкість вітру (V), м/с 1

6. Азимут вітру (А), град. в напрямку ОГД

7. Ступінь вертикальної стійкості атмосфери інверсія

8. Місцевість закрита, ліс, 2 км

9. Кількість людей в населеному пункті, тис. чол. 12

10. Забезпеченість протигазами, % 0

11. Відстань від ХНО до населеного пункту (R_O), км 9,0

 

Розрахунок:

1. Визначення розмірів (глибини, ширини та площі) зони хімічного забруднення.

1.1. Глибина прогнозованої зони розповсюдження хмари зараженого повітря з уражаючими концентраціями (Гпзхз, км) визначається розрахунком за формулою:

Гр = Гт/Ксх- Гзм,

де: Гт - табличне значення глибини зони, за табл. 3.24 для умов: місцевість відкрита, Q = 70 т; ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) - інверсія, температура повітря – 20 ^оС, швидкість вітру V = 1 м/с, Гт = 65,6 км.

Ксх - коефіцієнт, що враховує тип сховища і характеризує зменшення глибини розповсюдження хмари НХР при виливі "у піддон" (при умові зберігання НХР в обвалованих ємностях) за табл. 3.18 з урахуванням висоти обвалування Н = 2 м, Ксх = 2,4.

Гзм - величина, на яку зменшується глибина розповсюдження хмари НХР на закритій місцевості (міська, сільська забудова, лісовий масив), км, визначається за формулою:

Гзм = L ·(1 - 1/Кзм)

де L = 2 км - довжина закритої місцевості на осі сліду хмари НХР, км;

Кзм - коефіцієнт зменшення глибини розповсюдження хмари НХР для кожного 1 км довжини закритої місцевості за табл. 3.20., Кзм = 1,8 км.

Гзм = 2·(1 - 1/1,8) = 0,88 км

Гр = 65,6/2,4 – 0,88 = 26,45 км.

Після визначення розрахункової глибини отримане значення Гр порівнюється з максимальним значенням глибини переносу повітряних мас Гп за 4 години: Гп = 4 W, км;

де W - швидкість переносу повітряних мас (табл. 3.19) при заданих V = 1 м/с і інверсії, W = 5 км/год,

Гп = 4 · 5 = 20 км

Найменше з порівняних величин приймається за фактичну прогнозовану глибину зони забруднення, тобто Гпзхз = min{Гп; Гр} = min{20; 26,45} = 20 км.

1.2. Ширина прогнозованої зони хімічного забруднення (Шпзхз)

Шпзхз = 0,3 Гпзхз^0,6, км,

Шпзхз = 0,3 · 20^0,6 = 1,81 км,

1.3. Площа зони хімічного забруднення

При прогнозуванні визначаються:

а) Площа зони можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ).

Sзмхз=3,14Г²пзхз км²

Sзмхз = 3,14 · 20² = 1256,64 км²,

б) Площа прогнозованої зони хімічного забруднення (ПЗХЗ) розраховується за формулою

Sпзхз=0,11Г²пзхз км²,

Sпзхз = 0,11 · 20² = 44 км².

2. Визначення часу підходу хмари зараженого повітря до об’єкта (tпідх).

Час підходу хмари НХР до заданого об’єкта залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком W, на що впливає швидкість вітру, і визначається за формулою:

t підх = R_O/W, год,

де R_O - відстань від місця аварії (джерела забруднення) до заданого об’єкта, км;

t підх = 9/5 = 1,8 год = 108 хв.

3. Визначення тривалості дії фактора хімічного забруднення (typ).

З табл.3.35. для хлору при висоті піддона Н = 2 м, при температурі повітря 20^о і V = 1 м/с, інтерполюючи

t ур 53,8 год.

4. Визначення можливих втрат робітників і службовців об’єктів господарювання й населення в осередку хімічного ураження.

Ширина прогнозованої зони хімічного забруднення Шпзхз становить 1,81 км, тоді площа зони прогнозованого хімічного забруднення, що проходить через населений пункт, становить Sзпхз = Шпзхз · Г = 1,81 · 5 = 9,05 км².

Площа населеного пункту складає 18км². Частка площі населеного пункту, яка опиняється у ПЗХЗ, становить 9,05 · 100: 18 = 50,28 %.

Кількість населення, яке проживає у населеному пункті і опиняється у ПЗХЗ, дорівнює N = 12000 · 50,28: 100 = 6034 особи. Втрати населення розподіляються:

- легкі - до (6034 · 25: 100) = 1509 осіб;

- середньої тяжкості - до (6034 ·40: 100) = 2414 осіб;

- зі смертельними наслідками - до (6034 ·35: 100) = 2112 осіб.

 

Результати оцінки хімічної обстановки:

 

Джерело забруд-нення	Тип НХР, кіль-кість,т	Гли-бина ПЗХЗ, км	Ширина ПЗХЗ, км	Площа ПЗХЗ, км^2	Площа МЗХЗ, км^2	Трива-лість уража-ючої дії,год	Час підходу хмари НХР, хв.	Втрати людей, струк-тура втрат,чол	Ступінь хімічної небезпек-ки ХНО (АТО)
									І

Зруйно-вана ємність з НХР на ХНО

Хлор

1,81

44,0

1256,64

53,8

6034, з них: смерт.-2112 серед.-2414 легкі-1509

І

Висновки

1. Населений пункт може опинитись у зоні хімічного забруднення (R_О<Гпзхз).

2. Хмара зараженого повітря підійде до об’єкта через 108 хв., що при оперативному оповіщенні дає змогу вивести людей із зони забруднення;

 

Графічний додаток

 

 

3. Тривалість дії уражаючого фактора НХР відносно невелика – 53,8 години (2,24 доби);

4. Основні заходи щодо захисту людей:

- негайне оповіщення про загрозу хімічного забруднення;

- евакуація людей із зони забруднення.

 

Увага: Глибини розповсюдження для НХР, значення глибин розповсюдження яких не визначено в таблицях 3.24-3.34, розраховуються з використанням коефіцієнтів таблиці 3.36. Для розрахунків у цьому випадку береться значення глибини розповсюдження хмари забрудненого хлором повітря, яке відповідає умовам, за яких виникла аварія з НХР (швидкість вітру, СВСП, температура повітря, кількість НХР), і множиться на коефіцієнт, отриманий з таблиці 3.36 для даної НХР, або використовується наступна методика, за якою визначається і час уражаючої дії НХР, що не увійшли у табл. 3.36.