Прогнозирование последствий техногенных ЧС (на примере химических аварий)

Изложенные далее методы прогнозирования рассчитаны на применение ЭВМ и использование заблаговременно составленных программ. Укрупненная блок схема прогнозирования последствий ЧС мирного и военного времени приведена ниже.

Так называемые точные методы можно значительно упростить и свести их к оперативным методам, широко применяемым в органах управления по делам ГО и ЧС.

В основу прогнозирования последствий техногенных ЧС положен вероятностный подход, учитывающий случайный характер воздействия поражающих факторов и случайность процессов, характеризующих физическую устойчивость сооруже­ний к опасным воздействиям.

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществляется по методике, изложенной в [32]. Методика предназначена для заблаговременного и опе­ративного прогнозирования масштабов заражения на случай выбросов АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах.

Основные допущения и ограничения методики:

1.Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью.

2.Толщина слоя жидкостей АХОВ (h), разлившихся свободно, принимается равной 0,05 м, а толщина слоя жидкостей АХОВ, разлившихся в поддон или обвалование, рассчитывается по следующим формулам:

толщина слоя жидкостей [м], имеющих самостоятельный поддон (обвалование),

, (2.2),

где H — высота обвалования [м];

толщина слоя жидкостей, имеющих общий поддон (обвалование) для группы,

, (2.3)

где d — плотность АХОВ, т/м3; F— реальная площадь разлива в поддон, м²; Qo — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

3. Предельная продолжительность сохранения метеоусловий N = 4 ч.

4. Расчеты ведутся по эквивалентным количествам АХОВ. Под эквивалентным количеством АХОВ понимается такое количество, например, хлора, масштаб заражения которым при инверсии (здесь: возрастание температуры атмосферного воздуха с высотой вместо обычного для тропосферы ее убывания) эквивалентен масштабу заражения количеством данного АХОВ, перешедшим в первичное (вторичное) облако, при вертикальной устойчивости воздуха.

Основные исходные данные, используемые в описываемой методике:

общее количество АХОВ на объекте;

количество АХОВ, выброшенное в окружающую среду, и характер разлива;

высота обвалования;

метеорологические условия (температура воздуха, почвы, скорость ветра в приземном слое (на высоте 10 м), степень вертикальной устойчивости воздуха);

плотность (количество) населения в зоне возможного химического заражения и степень его защиты.

Порядок проведения расчетов:

1. Вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее в первичное об­лако, по формуле

Q_э1 = K ₁ * K₃ * K₅ * K₇ * Q₀ (2.4)

где Q_э1 — эквивалентное количество АХОВ в первичном облаке, т; Qo — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т; К₁ — коэффициент, зависящий от условий хранения АХОВ (см. табл. П2 прил. 2); К₃ — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе АХОВ (см. табл. П2 прил. 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 (см. табл. П2 прил. 2).

2. Вычисляется эквивалентное количество АХОВ, перешедшее во вторичное облако, по формуле

(2.5)

где Q_э2 - количество АХОВ во вторичном облаке, т; К₂ — коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ; K₄ — коэффициент, учитывающий скорость ветра; К₆ — коэффициент, зависящий от времени, прошедшего после начала аварии (N), и определяемый по следующей формуле; К”₇ — коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака:

(2.6)

где Т— время испарения АХОВ с площади разлива, ч, определяется из выражения для расчета продолжительности поражающего действия АХОВ, которое приведено.

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

(2.7)

где d, — плотность i-ro АХОВ, т/м³ (см. табл. П2 прил. 2); Qi — запасы i-го АХОВ на объекте, т; K_ji — j-e коэффициенты для i-ro АХОВ; n — количество одновременно выброшенных в окружающую среду наименований АХОВ.

3. По табл. П2 прил. 2 определяется глубина распространения первичного (Г₁) и вторичного (Г₂) облаков АХОВ. Общую глубину (дальность) распростране­ния зараженного воздуха вычисляем по формуле.

Г_∑=Г’+0,5Г’’ (2.8)

где Г_∑ — общая глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха, км; Г’ — большее из значений Г₁, и Г₂, км, Г" — меньшее из значений Г₁, и Г₂, км.

4. Общая глубина распространения облака зараженного воздуха сравнивается с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс (ГП), определяемым из уравнения

Г_П=NV (2.9)

где V — скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (табл. П5 прил. 2), км/ч; N — время от начала аварии, ч. Из двух значений выбираем наименьшее, соблюдая условие

(2.10)

где Г — глубина зоны возможного заражения АХОВ, км. 5.

5. Вычисляется площадь зоны возможного заражения АХОВ (SВ) по формуле

(2.11)

где φ — угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ, ...°. Определяются по табл. П4 прил. 2.

6. Вычисляется площадь зоны фактического заражения АХОВ (Sф) по формуле

(2.12)

где К₈ — коэффициент, который зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и принимается равным: 0,081 — для инверсии, 0,0133 — для изотермии, 0,235 — для конвекции.

(2.13)

7. Вычисляется продолжительность поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива) по формуле

(2.13)

8. Вычисляется время подхода облака зараженного воздуха к заданному объекту:

(2.14)

где t — время подхода облака зараженного воздуха к объекту, ч; X — расстояние от источника заражения до заданного объекта, км.

9. Вычисляются возможные общие потери населения в очаге поражения АХОВ по формуле

,(2.15)

где Р° — общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.; Гг — глубина распространения облака зараженного АХОВ воздуха в городе, км; ∆, ∆' — средняя плотность населения в городе и загородной зоне, соответственно (чел./км²); К, К' — доля незащищенного населения в городе и загородной зоне, соответ­ственно, вычисляемая по формуле

(2.16)

где n₁, n`₁ — доля населения, обеспеченного противогазами, соответственно, в городе и в загородной зоне; n₂, n'₂ — доля населения, обеспеченного убежищами, соответственно, в городе и загородной зоне.

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

35% — безвозвратные потери;

40% — санитарные потери тяжелой и средней форм тяжести (выход людей из строя 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, схему) в следующей последовательности:

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

на оси следа откладывают глубину зоны возможного заражения АХОВ;

синим цветом наносится зона возможного заражения АХОВ в виде окружности, полуокружности или сектора, в зависимости от скорости ветра в приземном слое воздуха (табл. П5 прил. 2);

зона возможного химического заражения штрихуется желтым цветом;

возле места аварии синим цветом делается поясняющая надпись. В ее числителе — тип и количество выброшенного АХОВ [т], в знаменателе — время и дата аварии.

Схема зоны возможного химического заражения приведена на рис. 2.5, а [62].

Зона распространения зараженного воздуха (рис. 2.5, б) характеризуется глубиной распространения по направлению ветра с сохранением смертельных концентраций и поражающих концентраций.

Рис.2.5. Схема зоны возможного химического заражения, а — от сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ); б — от аварийно-химически опасных веществ (АХОВ)

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