Порядок проведения расчетов.

1. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное облако:

Q_Э1 = К₁ × К₃ × К₅ × К₇^/ × Q₀, (2.15)

 

где Q_Э1 –эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке, т;

Q₀ – количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т;

К₁ – коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (приложение 1, табл.2);

К₃ – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (приложение 1, табл.2);

К₅ – - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха и равный:1 – для инверсии, 0,23 – для изотермии и 0,08 – для конвекции;

К₇^/ – - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (приложение 1, табл.2).

2. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако:

, (2.16)

где Q_Э2 – количество АХОВ во вторичном облаке, т;

К₂ – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ;

К₄ – коэффициент, учитывающий скорость ветра;

К₆ – коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии (N), и определяемый из условия (2.17);

К₇^// –коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака.

(2.17)

где Т – время испарения АХОВ с площади разлива, час, определяется из уравнения (2.14).

Примечание:

В случае полного разрушения химически опасного объекта расчет эквивалентного количества АХОВ в облаке ведется по методу для вторичного облака:

 

, (2.18)

где d_i – плотность i -го АХОВ, т/м³ (приложение 1, табл.2);

Q_i –запасы i -го АХОВ на объекте, т;

К_ji – j коэффициенты для i -го АХОВ;

n – количество одновременно выброшенных в окружающую среду наименований АХОВ.

3. По табл.1 приложения 1, определяем глубину распространения первичного (Г₁) и вторичного (Г₂) облаков АХОВ, а общую глубину распространения зараженного воздуха вычисляем по формуле:

 

, (2.19)

где Г_S – общая глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха, км;

Г^/ – большее из двух значений Г₁ и Г₂, км;

Г^// – меньшее из двух значений Г₁ и Г₂, км.

4. Общую глубину распространения облака зараженного воздуха сравниваем с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс (Г_п), определяемой из уравнения (2.20). Из двух значений выбираем наименьшее.

Г_п=N × V, (2.20)

 

где V – скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (приложение 1, табл.5), км/ч.

, (2.21)

где Г – глубина зоны возможного заражения АХОВ, км.

5. Вычисляем площадь зоны возможного заражения АХОВ:

S_в=8,72 × 10^-3 × (Г)² × j,(2.22)

где j – угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ, град.

Определяются по приложению 1, табл.4.

6. Вычисляем площадь зоны фактического заражения АХОВ:

 

S_ф=К₈ × Г² × N^0,2, (2.23)

где К₈ – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха и равный: 0,081 – для инверсии, 0,0133 – для изотермии и 0,235 –для конвекции.

7. Вычисляем продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива)

. (2.24)

8. Вычисляем время подхода зараженного воздуха к объекту

, (2.25)

где х – расстояние от источника заражения до объекта, км;

t – время подхода облака зараженного воздуха к объекту, час.

9. Вычисляем возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ:

, (2.26)

где Р^о – общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел;

Г_г –глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км;

D, D^/ – средняя плотность населения соответственно в городе

и загородной зоне (чел/км²);

К, К¹ – доля незащищенного населения соответственно в городе и загородной зоне:

К = 1 - n₁ - n₂, (2.27)

К^/ = 1 - n₁^/ - n₂^/. (2.28)

где: n₁,n₁^/ – доли населения, обеспеченного противогазами, соответственно в городе и в загородной зоне;

n₂,n₂^/ – доли населения, обеспеченного убежищами соответственно в городе и загородной зоне.

Для оперативных расчетов принимается, что структура потерь в очаге поражения АХОВ составит:

35 % – безвозвратные потери;

40 % – санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя на срок не менее чем на 2-3 недели с обязательной госпитализацией);

25 % – санитарные потери легкой формы тяжести.

При аварии (разрушении) объектов с АХОВ условные обозначения наносятся на карту (план) в следующей последовательности:

точкой синего цвета отмечается место аварии и проводится ось в направлении распространения облака зараженного воздуха;

на оси следа откладывают величину глубины распространения зараженного воздуха;

синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора (табл.2.7);

зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом;

возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В числителе – тип и количество выброшенного АХОВ (т), в знаменателе – время и дата аварии.

 

Таблица 2.7

Отображение зон возможного заражения АХОВ на картах (схемах)

№№ п/п	Скорость ветра, u (м/с)	Угловые размеры зоны ВХЗ, j (град)	Вид зоны ВХЗ	Поясняющая надпись	Графическое изображение зоны ВХЗ
	0,5 и менее		окружность	хлор - 10 6.00 1.7
	0,6¸1,0		полуокруж-ность	хлор - 5 7.00 1.8
	1,1 ¸ 2,0		сектор	хлор - 8 5.00 3.6
	более 2,0		сектор	аммиак - 10 4.00 5.3

Примечание:

Зона фактического заражения имеет форму эллипса, входит в зону возможного заражения и, обычно, не наносится на карты (схемы) ввиду возможного перемещения облака АХОВ.

Схема зоны возможного химического заражения приведена на рис.2.5.

 

 

Хлор-20 т

10.00 1.10

Рис. 2.5. Схема площади зоны возможного химического заражения

Зона возможного химического заражения часто дополнительно подразделяется на:

район аварии или место разлива АХОВ (непосредственно на карту не наносится);

зону возможного распространения зараженного воздуха – площадь, в пределах которой распространяются АХОВ с поражающей концентрацией.

Населенные пункты в зоне возможного химического заражения с находящимися в них людьми, сельскохозяйственными животными и растениями составляют очаг возможного химического поражения.

 

Примеры решения типовых задач по прогнозированию

Химической обстановки

 

Задача 1.

Определить глубину распространения АХОВ при аварии на химически опасном объекте при следующих исходных данных:

тип АХОВ – хлор;

количество АХОВ, Q_о = 96 тонн;

условия хранения, жидкость под давлением;

высота обвалования, Н = 2 метра;

метеоусловия: изотермия;

температура воздуха, Т_В = 10 ^о С;

скорость ветра, V₁₀ = 2 м/с.

 

Решение

1. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное и вторичное облако.

1.1. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в первичное облако по формуле (2.15):

Q_Э1 = К₁ ×К₃ ×К₅ × К₇ × Q_О = 0,18 × 1 × 0,23 × 0,8 × 96 = 3,18 т,

где К₁ =0,18 (приложение 1, табл.2);

К₃ =1 (приложение 1, табл.2);

К₅=0,23;

К₇=0,8 (приложение 1, табл.2).

 

1.2. Вычисляем эквивалентное количество хлора, перешедшее в вторичное облако по формуле (2.16):

Q_Э2 = (1 - К₁) × К₂ × К₃ × К₄ × К₅×К₆ ×К^//₇ ×Q_О/(h × d) =

(1 – 0,18) · 0,052 · 1 · 1,33 · 0,23 · 3,03 · 1 · = 1,357 т,

 

где К₂=0,052 (приложение 1, табл.2);

К₄ =1,33 (приложение 1, табл.3);

К^//₇=1 (приложение 1, табл.2);

h = Н - 0,2= 2 - 0,2 = 1,8 м;

d = 1,553 т/м³ (приложение 1, табл.2),

ч,

 

К₆ = N^0,8 = 4^0,8 = 3,03.

 

Вычисляем глубину распространения первичного и вторичного облаков АХОВ (приложение 1, табл.1) с применением формул интерполирования:

, (2.29)

 

где Г_Б, Г_М, Г_Х – соответственно большее, меньшее и искомое значение глубины распространения зараженного АХОВ воздуха, км;

О_Б, О_М, О_Х – соответственно большее, меньшее и непосредственно перешедшее в первичное (вторичное) облако количество АХОВ, т.

В данном случае для скорости ветра в приземном слое 2 м/с глубина распространения первичного и вторичного облаков АХОВ составит:

 

3. Общую глубину распространения облаков АХОВ вычисляем по формуле (2.19):

 

км.

 

Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс (Г_П) вычисляем по формуле (2.20):

 

Г_п = N · V = 4 · 12 = 48 км/ч.

 

В рассматриваемом случае N=4 ч, скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха – V=12 км/ч (приложение 1, табл.5).

Так как Г_S < Г_П, общая глубина распространения зараженного воздуха составит – Г=7,17 км.

 

 

Задача 2.

Определить глубину распространения облака АХОВ при полном разрушении химически опасного объекта при следующих исходных данных:

- наименование и количество используемых АХОВ:

хлор – 50 т;

аммиак – 1000 т;

окись этилена – 500 т;

сероводород – 100 т.

Все вещества хранились на складе сырья в металлических резервуарах в жидкой фазе под давлением:

- метеоусловия:

температура воздуха, Т_в = 15 ^о С;

изотермия;

скорость ветра, V₁₀ = 3 м/с.

 

Решение.

1. Вычисляем эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха по формуле (2.18).

Коэффициенты К_2i, К_3i, К_7i, а также величина d_i определяются по табл.1 приложения 1, коэффициент К₄ – по табл.3 приложения 1, коэффициент К₅ – исходя из степени вертикальной устойчивости воздуха, коэффициент К_6i – вычисляется по формуле (2.15). Результаты определения К_2i, К_3i, К_7i, К₄, К₅, К_6i и d_i приведены в табл. 2.8.

Таблица 2.8

Значения коэффициентов К_2i, К_3i, К_7i, К₄, К₅, К_6i, время самоиспарения (Т_i) и плотность (d_i) АХОВ

 

№ п/п	Наиме-нование АХОВ	Значения коэффициентов	Плот-ность, di (т/м^3)	Тi час	К6i
К2i	К3i	К7i	К4	К5
	Хлор	0,052	1,0	1,0	1,67	0,23	1,553	0,89
	Аммиак	0,025	0,04	1,0	1,67	0,23	0,681	0,82
	Окись этилена	0,041	0,27	0,93	1,67	0,23	0,882	0,69
	Серово- дород	0,042	0,036	1,0	1,67	0,23	0,964	0,69

 

хлор – ч, К₆₁ = 1^0,8 = 1;

аммиак – ч, К₆₂ = 1^0,8 = 1;

окись этилена – ч, К₆₃ = 1^0,8 = 1;

сероводород – ч, К₆₄ = 1^0,8 = 1.

 

В результате эквивалентное количество АХОВ в облаке зараженного воздуха составит:

 

2. По табл.1 приложения 1, а также с использованием формул линейного интерполирования (2.29), вычисляем глубину зоны возможного заражения АХОВ:

км

3. По формуле (2.20) вычисляем предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Г_П и сравниваем ее с величиной Г_å. Из двух значений выбираем наименьшее.

 

Г_п = N · V = 4 · 18 = 72 км.

Таким образом, глубина зоны заражения составит – Г=54,4 км.

 

Задача 3.

В результате аварии на химически опасном объекте с выбросом АХОВ возможно образование зоны химического заражения. Определить площадь зон возможного и фактического заражения при следующих исходных данных:

глубина зоны возможного заражения, 8 км;

время, на которое определяется площадь зон заражения, N=4 час;

метеоусловия: – скорость ветра V = 3 м/с;

– степень вертикальной устойчивости воздуха – изотер мия.

Решение.

1. Вычисляем площадь зоны возможного заражения по формуле (2.22):

S_в = 8,72 · 10^-3 · Г² · φ = 8,72 · 10^-3 · 8² · 45 =25,1 км²,

где j = 45⁰ (табл.4 приложения 1).

 

2. Вычисляем площадь зоны фактического заражения АХОВ по формуле (2.23):

S_ф = К₈ · Г² · N^0,2 =0,133 · 8² · 4^0,2 = 11,2 км²

3. Для того, чтобы сопоставить графические размеры зон возможного и фактического заражения, вычисляем ширину зоны фактического заражения (длину меньшей оси эллипса) по формуле:

, (2.30)

где а - длина меньшей оси эллипса, км.

В данном случае ширина зоны фактического заражения составит:

км.

Задача 4.

В результате аварии на химически опасном объекте произошел выброс АХОВ. Определить время подхода облака зараженного воздуха к населенным пунктам при следующих исходных данных:

- расстояния от источника выброса АХОВ до населенных пунктов:

х₁ = 2 км;

х₂ = 6 км;

х₃ = 12 км;

- метеоусловия:

-степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия;

-скорость ветра – V₁₀ = 2 м/с.

Решение.

1. По табл.5 приложения 1 определяем скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха в зависимости от скорости ветра и степени вертикальной устойчивости воздуха:

V = 12 км/ч.

2. По формуле (2.25) вычисляем время подхода облака зараженного воздуха к каждому объекту:

часа или около 10 мин.;

часа или около 30 мин.;

ч.

Задача 5.

На химически опасном объекте произошел выброс фосгена. Определить ожидаемые общие потери населения и их структуру при следующих исходных данных:

глубина распространения облака зараженного воздуха, Г = 12 км, в том числе в городе, Г_г = 5 км;

площадь зоны фактического заражения, S_ф = 25,8 км²;

средняя плотность населения:

-в городе, D = 2800 чел/км²;

-в загородной зоне, D^/ = 140 чел/км²;

обеспеченность населения противогазами:

-в городе, n₂ = 60 %;

-в загородной зоне, n^|₂ = 50 %;

обеспеченность населения убежищами:

-в городе, n₁ = 10 %;

-в загородной зоне, n^|₁ = 0 %.

Решение.

1. Вычисляем долю незащищенного населения по формулам (2.27) и (2.28)

а) в городе: К = 1 – n₁ – n₂ = 1 - 0,6 - 0,1 = 0,3;

б) в загородной зоне: К^/ = 1 – n^|₁ – n^|₂ = 1 - 0,5 - 0 = 0,5.

2. Вычисляем величину возможных общих потерь населения в очаге поражения АХОВ по формуле (2.26):

=

чел.

3. Структура потерь может составить:

10083 × 0,35 = 3529 чел. – безвозвратные;

10083 × 0,40 = 4033 чел. – санитарные тяжелой и средней форм тяжести;

10083 × 0,25 = 2521 чел. – санитарные легкой формы тяжести.