4.2. Прогнозирование последствий техногенных чс (на примере химических аварий)

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.

Изложенные далее методы прогнозирования рассчитаны на применение ЭВМ и использование заблаговременно составленных программ. Методы прогнозирования последствий техногенных ЧС рассчитаны на применение ЭВМ и использование заблаговременно составленных программ. Укрупненная блок-схема прогнозирования последствий ЧС приведена на рис.4.5.

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

Прогнозирование масштабов заражения АХОВ осуществляется по специальным методикам, предназначенным для заблаговременного и опе­ративного прогнозирования масштабов заражения на случай выбросов АХОВ в окружающую среду при авариях (разрушениях) на химически опасных объек­тах.

Рис.4.5. Укрупненная блок-схема прогнозирования последствий ЧС мирного и военного времени

Основные допущения и ограничения методики:

1. Емкости, содержащие АХОВ, разрушаются полностью.

1. 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),

h = H - 0,2, где H — высота обвалования, м;

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

h = ,

где d — плотность АХОВ, т/м³; F — реальная площадь разлива в поддон, м²; Q₀ — количество выброшенного (разлившегося) при аварии АХОВ, т.

3. Предельная продолжительность сохранения метеоусловий N = 4 ч.

4. Расчеты ведутся по эквивалентным количествам АХОВ. Под эквивалент-ным количеством АХОВ понимается такое количество, например, хлора, масштаб заражения которым при инверсии (здесь инверсия – 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, скорости 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 = К₁ К₃ К₅ К ^′₇ Q_{0 ,} (4.1)

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 (см. приложение 2, табл. П2.1); К₃ — коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к поро­говой токсодозе АХОВ (см. приложение 2, табл. П2.1); К₅ — коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха и равный: 1 — для инверсии, 0,23 — для изотермии и 0,08 — для конвекции; К'₇ — коэффи­циент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (см. приложение 2, табл. П2.1).

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

Q_э2 = (1 - К₁) К₂ К₃ К₄ К₅ К₆ К″₇ , (4.2)

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 по следующей формуле; К″₇ — коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака;

К₆ = ,

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

Q_Э =20 К₄ К₅ К_2i К_3i К_6i К″_7i ,

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

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

Г_Σ = Г′ + 0,5 Г ", (4.3)

где Г_Σ — 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 (Г_п), определяемым из уравнения

Г_п =Nυ, (4.4)

где υ — скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха (см. приложение 2, табл. П2.3), км/ч; N — время от начала аварии, ч.

Из двух значений выбираем меньшее, соблюдая условие

Г = min ,

где Г – глубина зоны возможного заражения АХОВ, км.

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

S_В =8,72·10^-3 (Г)² φ,

где φ — угловые размеры зоны возможного заражения АХОВ, ...°. Определя­ются по табл. П2.4 (см. приложение 2).

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

S_ф=К₈ Г² N^0,2,

где К₈ — коэффициент, который зависит от степени вертикальной устойчиво­сти воздуха и принимается равным: 0,081 — для инверсии, 0,133 — для изо-термии, 0,235 — для конвекции.

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

T = и T = .

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

t = (4.5.)

где X — расстояние от источника заражения до заданного объекта, км.

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

P_O = S_Ф , (4.6)

где Р_о — общие потери населения в очаге поражения АХОВ, чел.; Г_г — 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

К = 1 - n₁ - n₂ ;

К′ = 1 – n′₁ - n′₂; (4.7)

где n₁, n′₁ — доля населения, обеспеченного противогазами, в городе и в заго­родной зоне соответственно; п₂, п'₂ — доля населения, обеспеченного убежи­щами, в городе и загородной зоне соответственно.

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;

• в синий цвет окрашивается зона возможного заражения АХОВ в виде окруж­ности, полуокружности или сектора, в зависимости от скорости ветра в при­ земном слое воздуха (см. приложение 2, табл. П2.5);

• зона возможного химического заражения CДЯВ 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. 4.5.

Зона распространения зараженного воздуха (рис. 4.5, б) характеризуется глуби­ной распространения по направлению ветра с сохранением смертельных концен­траций и поражающих концентраций.

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.

Рис. 4.5. Схема зоны возможного химического заражения: а — от сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ); б — от АХОВ