Прогнозування наслідків викиду небезпечних хімічних речовин після аварії

Прогнозування наслідків викиду небезпечних хімічних речовин після аварії

Вступ

З 2011 року у вищих навчальних закладах України введено нову програму нормативної дисципліни обовязкового вибору ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ. У цій програмі значно посилено вимоги до випускників ВНЗ по практичному моніторингу обстановки при різноманітних надзвичайних ситуаціях, вмінню аналізувати ситуацію, творчо мислити та приймати правильні рішення для захисту персоналу, населення, матеріальних та культурних цінностей від вражаючих чинників надзвичайних ситуацій.

Моніторинг ситуації при аваріях на хімічно-небезпечних обєктах є одним із найскладніших розділів цього завдання. З метою підвищення компетенції студентів під час проведення моніторингу ситуацій повязаних з аваріями на хімічно-небезпечних обєктах в програмі введено виконання студентами обовязкової розрахунково-графічної роботи.

Методичні вказівки розроблені для використання студентами усіх спеціальностей при виконанні розрахунково-графічної роботи по темах Моніторинг та сценарний аналіз виникнення і розвитку НС та Прогнозування обстановки та планування заходів захисту в зонах радіоактивного, хімічного і біологічного забруднення.

При виконанні розрахунково-графічної роботи необхідно також використовувати Методичні вказівки до практичних робіт з дисципліни «Цивільний захист» по темі 1.4 Моніторинг та сценарний аналіз виникнення і розвитку НС [1] створених на основі Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті.

Вхідні дані

Вхідні дані для виконання розрахунків:

-тип НХР що потрапила в атмосферу (додаток 1);

-кількість НХР (додаток 1);

-висота обвалування (додаток 1);

-час аварії (додаток 3);

-стан хмарності (додаток 3);

-сила вітру (додаток 3);

-напрямок вітру (азимут) (додаток 3);

-температура повітря (додаток 3);

-№ мапи місця аварії (додаток 2);

-місце аварії на мапі (додаток 2);

-забезпеченість населення засобами захисту.

Вхідні дані на початку роботи представляються у вигляді таблиці.

Таблиця 1

Хід роботи

Зясовуємо за допомогою Таблиці 7 [1] ступень вертикальної стійкості повітря. При хмарності та силі вітру 2 м./с. вдень ( час аварії 12 годин 23 хвилини) ступень вертикальної стійкості повітря буде ізотермія.

За даними таблиці 9 [1] визначаємо глибину розповсюдження хмари забрудненого повітря при даному ступеню вертикальної стійкості повітря (ізотермії та температурі 200С):

-при кількості НХР 20т. - 7,1 км.

-при кількості НХР 30т. - 9,15 км.

З урахуванням формули (5) [1] глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря при кількості хлору 23т. становитиме:

Г=7,1+(9,15-7,1)/(30-20)*(23-20)=7,71(км.)

Визначаємо величину зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря за рахунок обвалування, якщо воно є.(Таблиця 1 [1] ). Приймаємо висоту обвалування найближчою до табличної - 1м.

Г=7,71/2,1=3,67 (км.)

Визначаємо зменшення глибини розповсюдження хмари забрудненого повітря за рахунок розсіювання лісовими масивами чи будівлями ( якщо вони є на шляху хмари).

Для цього на мапі місця аварії проводимо лінію з місця аварії у напрямку дії вітру. На лінії, у масштабі мапи, відмічаємо відрізок рівний глибині розповсюдження хмари забрудненого повітря (див. [1] пункт 6 ).

У нашому випадку на шляху хмари забрудненого повітря лісових масивів не має. Населений пункт Верьовка має дуже малу площу, тому його впливом на шлях хмари забрудненого повітря знехтуємо. Якщо є лісові масиви та значні населені пункти, глибину розповсюдження хмари забрудненого повітря перераховуємо згідно ( [1] Табл..3).

Визначаємо ширину хмари забрудненого повітря. По формулі 3 [1]:

Ш=0,3 *3,67 0,75 = 0,79, км;

Наносимо на мапу територію, що постраждає, в результаті аварії. На мапі №3 із місця аварії у напрямку 190-180=100 відкладаємо відрізок 3,67 см.( масштаб мапи 1:100000). Наносимо на мапу еліпс у цьому напрямку завширшки 0,79 см. (див. [1] приклад 4).

В зону забруднення потрапляють населенні пункти Верьовка (0,10 тис. жителів) та частково (близько 80%) Бакшеєвка (0,28 тис. жителів).

Визначення часу приходу фронту зараженого повітря до населених пунктів. По мапі визначаємо відстань від місця аварії до околиці населених пунктів:

До н.п. Верьовка - 1 км.

До н.п. Бакшеєвка - 1,5 км.

По таблиці 2 [1] визначаємо швидкість переносу забрудненого повітря. При ізотермії та швидкості вітру 2 м./с. вона становитиме 12 км./год. По формулі 4 [1] маємо:

До н.п. Бакшеєвка - 1,5 км./12= 7 хв.

На всю глибину - 3,67км./12= 18 хв.

Визначення ймовірної кількості постраждалих.

В зону аварії потрапило 0,10+0,8*0,28=0,324 тис. жителів. Вважаючи, що аварія сталася о 12 г. 23 хв., приймаємо, що 50% населення знаходилось у будівлях. По таблиці 2 [1] втрати населення становитимуть:

На відкритій місцевості 90-100%

У приміщеннях 50%

А саме: На відкритій місцевості 324/2*0,9=146-162 чоловіка;

У приміщеннях 324/2*0,5=81чоловік;

Загальні втрати становитимуть 227-243 чоловіка.

Структура втрат може розподілятися за такими даними [1] :

-легкі - до 25%; 57-61 чоловіка;

-середньої тяжкості - до 40%; 91-97 чоловіка;

-зі смертельними наслідками - до 35%; 79-85 чоловіка;

Зясовуємо час дії джерела забруднення. Згідно Табл.21 [1] при швидкості вітру 2 м./с., висоті обвалування ємності 0,8м. (приймаємо табличне значення 1м.) час випаровування хлору становить 18 годин.

Зона можливого хімічного забруднення.

Розмір ЗМХЗ приймається як сектор круга, форма і розмір якого залежать від швидкості та напрямку вітру (табл. 5), і розраховується за емпіричною формулою. Площа ЗМХЗ:

змхз=8,72 * Г2 *ф/1000, км2 , (1)

де Г - глибина зони (таблиці 8-19);

ф - коефіцієнт, який умовно дорівнюється кутовому розміру зони (табл. 5).

Прогнозована зона хімічного забруднення.

Sпзхз =К * Г2 * Т0,2, км2, (2)

Де К - коефіцієнт (табл. 4);

Т - час, на який розраховується глибина ПЗХЗ з урахуванням швидкості переносу фронту забрудненого повітря ( формула 4).

Площа зони можливого хімічного забруднення становитиме (формула 1 [1] ):

Sзмхз=8,72 * Г2 *ф/1000 =8,72*3,672 *90/1000=10,57, км2

Прогнозована зона хімічного забруднення (формула 2 [1] ):

пзхз =К * Г2 * Т0,2 = 0,133*3,672 *(3,67/12)0,2 =1,41 км2,

Вихідні дані представляються у вигляді таблиці.

Таблиця 2

Ступень вертикальної стійкості повітряізотерміяГлибини розповсюдження хмари забрудненого повітря3,67 км.Ширина хмари забрудненого повітря0,79 км.Населені пункти, що попали в зону забрудненняВерьовка, Бакшеєвка (близько 80%) Час приходу фронту зараженого повітря до населеного пункту7 хв., 5 хв.Можливі втрати населеннялегкісередньої тяжкостізі смертельними наслідками57-6191-9779-85Час дії джерела забруднення18 годинПлоща зони можливого хімічного забруднення10,57, км2Прогнозована зона хімічного забруднення1,41 км2забруднення повітря аварія хімічний

Використана література

1. Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті [Текст]: [Постанова кабміну України: від 27.03. 2001. -№73/82/64/122]. -К.
2. Про обєкти підвищеної небезпеки [Текст]:[Закон України: прийнятий 18.01.2001.-№2245- III]. - К.
3. Про захист населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру [Текст]:[Закон України]. - К. Урядовий курєр,.2000. - №149.
4. Стеблик М.І. Цивільна оборона та цивільний захист [Текст]: Підручник / М.І. Стеблик. - К: Знання-Прес, 2007.- 487 с.
5. Збірник нормативно-правових актів з питань надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру. [Текст] : Під заг.ред. В.В. Дурдинця: Вип. 3: - Київ: Агентство Чорнобильінтерінформ, 2005.-532с.
6. Михайлик, В.І. Оценка химической обстановки при авариях [Текст]: Методичні вказівки /. - Х., 2002р

Додаток 1

Тип та кількість НХР, що потрапили в атмосферу при аварії.

№ Тип НХРМаса НХР (тон)Висота обвалування (м.)Забезпеченість населення протигазами (%)1аміак60-202сірчаний ангідрид902503соляна кислота35-04водень ціаністий30-05хлор261,306сірководень60-07сірковуглець75-08метиламін45-09хлор601,2010сірчаний ангідрид8-011хлорпікрин6-012фосген3-013аміак36-014сірководень60-015формальдегід271016окисли азоту56-017хлор402,3018сірчаний ангідрид110-019формальдегід50-020водень фтористий40-021аміак60-5022сірководень55-5023хлорпікрин81024нітрил акрилова кислота35-025соляна кислота602,1026формальдегід25-027анілін120-028тетраетилсвинець60-0

Додаток 2

Місце аварії

№ № мапиМісце аварії11На залізничній зупинці 224 км.21На залізничній станції ПЕРЕСІЧНА32На залізничній станції СЕМЕНІВ ЯР45В центрі селища ЯКОВЛІВКА55В центрі селища ЯКОВЛІВКА62На залізниці 1 км. на південний схід від м. БОГОДУХОВ71На залізничній станції ПЕРЕСІЧНА83На залізничному мосту 3.5 км. західніше зупинки 72 км.96На залізничній станції ОСНОВА104На залізничній станції ШИРОНІНО117На автомобільному мосту за 1.5 км на південний захід від залізничної зупинки Підгородня121На залізничній зупинці 224 км.132На залізниці 1 км. на південний схід від м. БОГОДУХОВ142На залізничній станції СЕМЕНІВ ЯР157На автомобільному мосту за 1.5 км на південний захід від залізничної зупинки Підгородня164На залізничному переїзді 2 км. південніше ст. БЕСПАЛІВКА175На залізничній зупинці МОСТ.186На залізничному мосту 1,2 км. на південь від ст. БЕЗЛЮДІВКА194На залізничному переїзді 2 км. південніше ст. БЕСПАЛІВКА203На залізничній станції 72 км.215На залізничній станції МЕРЕФА226На залізничній станції ОСНОВА236На залізничному мосту 1,2 км. на південь від ст. БЕЗЛЮДІВКА243На залізничному мосту 3.5 км. західніше зупинки 72 км.257На залізничній станції ДЕРГАЧІ264На залізничній станції ШУРИНО273На залізниці 300м. західніше населеного пункту БІЛИЙ КОЛОДЯЗЬ287На залізничному мосту 0.5 км. південніше зупинки ЛОЗОВЕНЬКИ.

Додаток 3

Умови місця аварії

№ ХмарністьЧас аваріїВітерТ0СНапрямокАзимут (град.)Швидкість (м./с.)1ясно22-30Східний1001202напівясно04-00Східний902-203ясно05-20Південно-західний200204напівясно12-30Північно-східний503-205ясно23-45Східний1002206напівясно00-16Західний270107ясно03-25Північно-східний75108ясно10-28Південний1803209напівясно16-20Північно-західний30032010напівясно03-46Південно-східний1403011ясно02-35Південно-східний16542012хмарно11-15Східний10014013хмарно15-18Південно-західний21514014хмарно05-12Південно-західний2102015ясно04-50Південно-східний1653-2016ясно12-24Південний17014017напівясно13-11Південно-західний2501-2018ясно12-46Південний17022019ясно13-17Південно-західний21042020ясно23-20Східний1003-2021ясно10-12Південно-східний12024022напівясно09-48Східний2702-2023хмарно09-26Південно-західний25024024хмарно05-14Південно-східний1652-2025хмарно16-20Північно-західний30024026хмарно17-30Північний2022027ясно00-23Північно-західний31012028ясно01-49Південно-західний23020