refik.in.ua 1 2 ... 11 12


Практичні заняття
Завдання 1


ПРОГНОЗУВАННЯ НАСЛІДКІВ ВИЛИВУ (ВИКИДУ) НЕБЕЗПЕЧНИХ ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН ПРИ АВАРІЯХ НА ХІМІЧНО-НЕБЕЗПЕЧНИХ ОБ’ЄКТАХ
Мета: оволодіти навичками прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на хімічно-небезпечних об’єктах.
Зміст завдання
1.1 Загальні відомості

Прогнозування здійснюється з урахуванням вимог Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті (далі – Методика), яка затверджена спільним наказом МНС України, Мінагрополітики, Мінекономіки, Мінекології від 27.03.2001 р. за № 73/82/64/122.

Методика призначена для прогнозування масштабів забруднення при аваріях з небезпечними хімічними речовинами (НХР) на промислових об'єктах, автомобільному, річковому, залізничному і трубопровідному транспорті і може бути використана для розрахунків на морському транспорті, якщо хмара НХР при аварії на ньому може дістати прибережної зони, де мешкає населення.

Методика застосовується тільки для НХР, які зберігаються у газоподібному або рідкому стані і які в момент викиду (виливу) переходять у газоподібний стан і створюють первинну або/і вторинну хмару НХР. Методика передбачає проведення розрахунків для планування заходів щодо захисту населення на висотах до 10 м над поверхнею землі (приземному шарі повітря).

Небезпечна хімічна речовина (НХР) - хімічна речовина, безпосередня чи опосередкована дія якої може спричинити загибель, гостре чи хронічне захворювання або отруєння людей і (чи) завдати шкоди довкіллю.

Хімічно небезпечний об'єкт (ХНО) - промисловий об'єкт (підприємство) або його структурні підрозділи, на якому знаходяться в обігу (виробляються, переробляються, перевозяться (пересуваються), завантажуються або розвантажуються, виконуються у виробництві, розміщуються або складуються (постійно або тимчасово), знищуються тощо) одна або декілька НХР (до ХНО не належать залізниці).


Аварія з НХР - це подія техногенного характеру, що сталася на ХНО внаслідок виробничих, конструктивних, технологічних чи експлуатаційних причин або від випадкових зовнішніх впливів, що призвела до пошкодження технологічного обладнання, пристроїв, споруд, транспортних засобів з виливом (викидом) НХР в атмосферу і реально загрожує життю, здоров'ю людей.
Згідно Наказу МНС України від 22.03.2003 р. № 119 «Про затвердження класифікаційних ознак надзвичайних ситуацій» за умов, викладених у таблиці 1.12 (п. 1.4), аварії з НХР можуть призводити до виникнення надзвичайних ситуацій техногенного характеру.

Первинна хмара НХР - це пароподібна частина НХР, яка є в будь-якій ємкості над поверхнею зрідженої НХР і яка виходить в атмосферу безпосередньо при руйнуванні ємкості без випару з підстильної поверхні.

Вторинна хмара НХР - це хмара НХР, яка виникає протягом певного часу внаслідок випару НХР з підстильної поверхні (для легко летючих речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану обвалування та температури повітря).

Зона хімічного забруднення НХР (ЗХЗ) - територія, яка включає осередок хімічного забруднення, де фактично розлита НХР, і ділянки місцевості, над якими утворилась хмара НХР.

Зона можливого хімічного забруднення (ЗМХЗ) - територія, у межах якої під впливом зміни напряму вітру може виникнути переміщення хмари НХР з небезпечними для людини концентраціями.

Прогнозована зона хімічного забруднення (ПЗХЗ) - розрахункова зона в межах ЗМХЗ, параметри якої приблизно визначаються за формою еліпса.

Хімічно небезпечна адміністративно-територіальна одиниця (ХАТО) - адміністративно-територіальна одиниця, до якої зараховуються області, райони, а також будь-які населені пункти областей, які потрапляють у ЗМХЗ при аваріях на хімічно-небезпечних об'єктах (п. 1.5, таблиця 1.12).


Інверсія - такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні ґрунту менша за температуру повітря на висоті 2 м від поверхні.

Ізотермія - такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні ґрунту орієнтовно рівна температурі повітря на висоті 2 м від поверхні.

Конвекція - такий стан приземного шару повітря, при якому температура поверхні ґрунту більша за температуру повітря на висоті 2 м від поверхні.
1.2 Завдання

На відстані RХНО-ПШРХ , км від ХНО з підповітряної сторони розташований ліс глибиною RПШРХ, км.

Для здійснення прогнозної оцінки обстановки необхідно:

1. Навести вихідні дані згідно зі своїм варіантом (п. 1.6, таблиця 1.15) у вигляді таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Форма таблиці для запису вихідних даних


Назва параметра, його позначення та розмірність

Значення параметра

Координати ХНО

ХХНО




YХНО




Час аварії (години, хвилини, число місяця, номер місяця)




Назва НХР




Кількість НХР Q, т



Характер розливу («вільно» чи «у піддон»)





Висота обвалування (для розливу «у піддон») Н, м




Швидкість вітру Uвітру, м/с




Температура повітря t, 0С




Азимут вітру А0




Ступінь вертикальної стійкості повітря




Глибина перешкоди на шляху розповсюдження хмари RПШРХ, км




Відстань від перешкоди до ХНО RХНО-ПШРХ, км




Середня щільність населення на місцевості ρ, чол/км2




Умови розташування населення




Забезпеченість засобами захисту




Відстань до визначеного об’єкту RХНО-об, км




Час, на який здійснюється прогнозування N, години



2. Визначити:

– глибину розповсюдження хмари НХР Гуточн, км з урахуванням наявності обвалування і перешкод на шляху розповсюдження хмари;

– площу зони можливого хімічного забруднення SЗМХЗ, км2;

– площу прогнозованої зони хімічного забруднення SПЗХЗ, км2 та її ширину ШПЗХЗ, км;

– час підходу хмари до об’єкта t, год;

– загальні втрати в зоні можливого хімічного забруднення ZЗМХЗ, чол та їхній розподіл на легкі ZЗМХЗ л, чол, середньої важкості ZЗМХЗ св, чол та зі смертельними наслідками ZЗМХЗ сн, чол.

– загальні втрати в прогнозованій зоні хімічного забруднення ZПЗХЗ, чол та їхній розподіл на легкі ZПЗХЗ л, чол, середньої важкості ZПЗХЗ св, чол та зі смертельними наслідками ZПЗХЗ сн, чол.

– термін дії джерела забруднення ТДЗ, год.

3. Нанести хімічну обстановку на карту.
1.3 Порядок виконання завдання

1. У залежності від типу і кількості речовини, температури повітря, швидкості вітру і ступеня вертикальної стійкості повітря за таблицями 1.3-1.5 (п. 1.5) визначають глибину поширення хмари Г, км.
2. У залежності від швидкості вітру і ступеня вертикальної стійкості атмосфери за таблицею 1.6 (п. 1.5) визначають швидкість переносу фронту хмари Uпep, км/год.
3. Визначають максимальну глибину переносу хмари за 4 години:

Гмах = 4·Uпep, км.


(1.1)


4. Порівнюють значення глибини поширення хмари Г, км (п. 1) зі значенням максимальної глибини переносу хмари Гмах (п. 3). Якщо Г > Гмах, то Г = Гмах. Якщо ГГмах, то для подальших розрахунків використовується значення Г, км, обчислене у п.1.
5. Уточнюють глибину розповсюдження хмари НХР шляхом врахування наявності обвалування. Якщо згідно з вихідними даними характер розливу – «у піддон», то за таблицею 1.7 (п. 1.5) визначається коефіцієнт зменшення глибини розповсюдження хмари НХР kобв. Якщо ж характер розливу – «вільно», то kобв = 1.
6. Визначають глибину розповсюдження хмари НХР з урахуванням обвалування:


Гобв = Г / kобв, км

(1.2)


7. За таблицею 1.8 (п. 1.5) визначають коефіцієнт для урахування наявності перешкоди на шляху розповсюдження хмари kПШРХ.
8. Уточнюють глибину розповсюдження хмари НХР шляхом врахування наявності перешкод на шляху розповсюдження хмари:



(1.3)


9. За таблицею 1.9 (п. 1.5) визначають коефіцієнт φ, який чисельно дорівнює кутовому розмірові зони можливого хімічного зараження.

10. Визначають площу можливого хімічного забруднення, тобто площу території, у межах якої під впливом змін напрямку вітру може виникнути переміщення хмари:



SЗМХЗ = 8,72· 10 -3 · Гуточн2· φ, км2.

(1.4)


11. За таблицею 1.10 (п. 1.5) визначають коефіцієнт ступеня вертикальної стійкості повітря К.
12. Визначають площу прогнозованої зони хімічного забруднення:


SПЗХЗ = К· Гуточн2·N0,2, км2.

(1.5)


13. Визначають ширину прогнозованої зони хімічного забруднення:




(1.6)


14. Наносять обстановку, що склалася, на карту (рис. 1.1).

Рис. 1.1 – Нанесення на карту хімічної обстановки для випадку:

А0 =1800 (західний вітер), швидкість вітру Uвітру = 2 м/с.
15. Якщо Гуточн RХНО-Об, то обчислюється час підходу хмари до об’єкта:


t = RХНО-Об / Uпep, год.

(1.7)



Якщо Гуточн < RХНО-Об, то параметр t не обчислюється, а робиться запис «Заражене повітря не дійде до _________».

назва об’єкта

16. Визначають кількість людей, що потрапляє до зон забруднення.

16.1 До ЗМХЗ:




(1.8)


16.2 До ПЗХЗ:




(1.9)


17. Визначають втрати населення (значення загальних втрат округляють до найбільшого цілого числа).

17.1 Визначають втрати в ЗМХЗ.

17.1.1 Визначають загальні втрати:




(1.10)


де kвтр – частка втрат людей, які опинилися у ЗМХЗ або ПЗХЗ (п. 1.5, таблиця 1.11).
17.1.2 Визначають структуру втрат:

– легкі:




(1.11)


– середньої важкості:



(1.12)


– зі смертельними наслідками:




(1.13)


17.2. Визначають втрати в ПЗХЗ.

17.2.1 Визначають загальні втрати:




(1.14)


17.2.2 Визначають структуру втрат:

– легкі:




(1.15)


– середньої важкості:




(1.16)


– зі смертельними наслідками:




(1.17)


18. За таблицею 1.14 (п. 1.5) визначають термін дії джерела забруднення ТДЗ, год.
1.4 Приклад виконання завдання

На відстані RХНО-ПШРХ = 3 км від ХНО з підповітряної сторони розташований ліс глибиною RПШРХ = 2 км. Вихідні дані задані таблицею 1.2.


Таблиця 1.2 – Вихідні дані


Назва параметра, його позначення та розмірність

Значення параметра

Координати ХНО

ХХНО

5277000

YХНО

6387940

Час аварії (години, хвилини, число місяця, номер місяця)

05.30 15.04

Назва НХР

хлор

Кількість НХР Q, т

5

Характер розливу («вільно» чи «у піддон»)

«вільно»

Висота обвалування (для розливу «у піддон») Н, м

-

Швидкість вітру Uвітру, м/с

2

Температура повітря t, 0С

-20

Азимут вітру А0

180

Ступінь вертикальної стійкості повітря

інверсія

Глибина перешкоди на шляху розповсюдження хмари RПШРХ, км


2

Відстань від перешкоди до ХНО RХНО-ПШРХ, км

3

Середня щільність населення на місцевості ρ, чол/км2

370

Умови розташування населення

у будівлях

Забезпеченість засобами захисту

без протигазів

Відстань до визначеного об’єкту RХНО-об, км

6

Час, на який здійснюється прогнозування N, години

4


Необхідно оцінити хімічну обстановку, що склалася внаслідок аварії на ХНО, розрахувавши параметри, визначені в п. 1.2.
Розрахунок.

1. У залежності від типу і кількості речовини, температури повітря, швидкості вітру і ступеня вертикальної стійкості повітря за таблицею 1.3 (п. 1.5) визначаємо глибину поширення хмари Г=9,1 км.
2. У залежності від швидкості вітру і ступеня вертикальної стійкості атмосфери за таблицею 1.6 (п. 1.5) визначаємо швидкість переносу фронту хмари Uпep =10 км/год.
3. Визначаємо максимальну глибину переносу хмари за 4 години:
Гмах = 4·Uпep = 4·10 = 40 км.

4. Порівнюємо значення глибини поширення хмари Г, км (п. 1) зі значенням максимальної глибини переносу хмари Гмах (п. 3). Оскільки Г < Гмах, для подальших розрахунків використовуємо значення Г, км, обчислене у п.1.

5. Уточнюємо глибину розповсюдження хмари НХР шляхом врахування наявності обвалування. Оскільки характер розливу – «вільно», то kобв = 1.
6. Визначаємо глибину розповсюдження хмари НХР з урахуванням обвалування:
Гобв = Г / kобв = Г / 1= 9,1 км.
7. За таблицею 1.8 (п. 1.5) визначаємо коефіцієнт для урахування наявності перешкоди на шляху розповсюдження хмари kПШРХ = 1,8.
8. Уточнюємо глибину розповсюдження хмари НХР шляхом врахування наявності перешкод на шляху розповсюдження хмари:

9. За таблицею 1.9 (п. 1.5) визначаємо коефіцієнт φ = 900, який чисельно дорівнює кутовому розмірові зони можливого хімічного забруднення.
10. Визначаємо площу можливого хімічного забруднення, тобто площу території, у межах якої під впливом змін напрямку вітру може виникнути переміщення хмари:
SЗМХЗ = 8,72· 10 -3 · Гуточн2· φ = 8,72· 10 -3 · 8,2112· 90 = 52,91 км2.
11. За таблицею 1.10 (п. 1.5) визначаємо коефіцієнт ступеня вертикальної стійкості повітря К=0,081.
12. Визначаємо площу прогнозованої зони хімічного забруднення:
SПЗХЗ = К· Гуточн2·N0,2 = 0,081· 8,2112·40,2 = 7,206 км2.
13. Визначаємо ширину прогнозованої зони хімічного забруднення:

14. Наносимо обстановку, що склалася, на карту (рис. 1.2).

Рис. 1.2 – Нанесення на карту хімічної обстановки
15. Оскільки Гуточн RХНО-Об (9,1 км > 6 км), то визначаємо час підходу хмари до об’єкта:
t = RХНО-Об / Uпep = 6 / 10 = 0,6 год ≈ 36 хв.
16. Визначаємо кількість людей, що потрапляє до зон забруднення.

16.1 До ЗМХЗ:

16.2 До ПЗХЗ:

17. Визначаємо втрати населення.

17.1. Визначаємо втрати в ЗМХЗ.

17.1.1 Визначаємо загальні втрати:

17.1.2 Визначаємо структуру втрат:
– легкі:

– середньої важкості:

– зі смертельними наслідками:

17.2. Визначаємо втрати в ПЗХЗ.

17.2.1 Визначаємо загальні втрати:

17.2.2 Визначаємо структуру втрат:
– легкі:

– середньої важкості:

– зі смертельними наслідками:

18. За таблицею 1.14 (п. 1.5) визначаємо термін дії джерела забруднення ТДЗ =1,12 год.
1.5 Таблиці, необхідні для проведення розрахунків



следующая страница >>