Как найти глубину распространения зараженного воздуха

Определение
глубины зоны заражения проводится
отдельно для первичного Г1 и вторичного
Г2 облака по табл. 4. Точное значение
глубины зоны находят методом линейной
интерполяции по формуле (6)

где
ГБ,
ГМ,
Г1,2
– соответственно наибольшее, наименьшее
и искомое значения глубины распространения
зараженного АХОВ воздуха, км;

Г1
­­­–
значение глубины поражения для первичного
облака;

Г2
–
значение глубины поражения для вторичного
облака;

QБ,
QМ
, QЭ
– соответственно большее, меньшее и
непосредственно перешедшее в первичное
(вторичное) облако количество АХОВ, т.

Таблица
3.

Характеристики
АХОВ и вспомогательные коэффициенты

Таблица
4

Глубины
возможного заражения АХОВ, км

4. Определение общей глубины зоны заражения

Общую
глубину распространения облака зараженных
АХОВ вычисляют по формуле:

ГΣ=
Г1
+ 0,5Г2
. (7)

Предельно
возможное значение глубины переноса
воздушных масс вычисляют по формуле:

Гп
= N*V,
(8)

где
V
–скорость переноса фронта облака
зараженного АХОВ (определяется по
табл.5.), км/ч;

N
– время, на которое составляется прогноз
(обычно на 4 часа).

Таблица
5

Скорость
переноса переднего фронта облака
зараженного воздуха

в
зависимости от скорости ветра

5. Определение глубины зоны заражения

За
глубину зоны заражения Г принимается
меньшая из величин ГΣ
и Гп.

6. Площадь зон заражения

Площадь
зоны возможного заражения АХОВ вычисляется
по формуле

Sв
, км2 . (9)

Площадь
зоны фактического заражения АХОВ
определим по формуле:

Sф
=
, км2 , (10)

где
К8
– коэффициент, который зависит от
степени вертикальной устойчивости
атмосферы и принимается равным 0,081 при
инверсии, 0,0133 при изотермии, 0,235 при
конвекции.

N
– время, прошедшее после начала аварии,
ч.

Таблица
6

Угловые
размеры зоны возможного заражения АХОВ
в зависимости от скорости ветра

7. Продолжительность поражающего действия

Продолжительность
поражающего действия АХОВ (время
испарения с пощади разлива по формуле
(5)

T=
(h*d)/(
К2
* К4
*К7″).

Время
подхода облака зараженного воздуха к
объекту определяется по формуле:

t
= x/V
, час , (11)

где
x
– расстояние от источника заражения
до заданного объекта, км;

V-
скорость переноса переднего фронта
облака , км/ч, табл.5.

8. Отображение зон возможного заражения ахов на схеме

Пример
решения задачи

Произошла
авария с разрушением емкости со сжиженным
хлором, в результате этого произошел
разлив 100 т хлора. Высота обваловки H
=2 м. Метеоусловия – температура 20°С,
скорость ветра 2 м/с, время 16.00, ясно,
N=4час.

По
табл.1 определяем метеоусловия — конвекцию.

h
= H
– 0,2= 2-0,2 = 1,8 м.

Эквивалентное
количество АХОВ, перешедшее в первичное
облако, определяется выражением

Qэ1
= К1* К3* К5* К7*Q0=
0,18*1*0,08*1*100=1,44 т ,

где
Q0
– количество выброшенного (разлившегося)
АХОВ, т;

К1
– коэффициент, зависящий от условий
хранения АХОВ, табл. 2;

К3
– коэффициент, равный отношению пороговой
токсодозы хлора к пороговой токсодозе
АХОВ, 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, табл.
2.

Время
испарения АХОВ с площади разлива, час,
определяется по уравнению

T=
(h*d)/(
К2 * К4 *К7″)=(1,8*1,568)/(0,052*1*1)=54,3 час

Эквивалентное
количество АХОВ, перешедшее во вторичное
облако, определяется выражением

Qэ2
=(1- К1)* К2* К3* К4* К5* К6*К7″*Q0/(h*d)
=

(1-0,18)*0,052*1*1*0,08*3,03*1*100/(1,8*1,568)
=0,366 т ,

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

К4
— коэффициент, учитывающий скорость
ветра;

К7

»
– коэффициент, учитывающий влияние
температуры окружающего

воздуха
на скорость образования вторичного
облака;

К6
– коэффициент, зависящий от времени,
прошедшего с момента начала

аварии
(N),
и определяемый из условия

К6
= N0,8
при N
< T;

К6
= T0,8
при N
> T;

N=4
Т=54,3 N
< T,
следовательно, К6 = N
0,8 =40,8=3,03

Соседние файлы в папке 27-11-2014_10-39-39

• #
• #

Пример 3. Определение возможных потерь

Определить возможные потери населения в ПГТ и их структуру при исходных данных:

— численность населения — 400 человек, из них находятся в зданиях — 70%, на открытой местности — 30%;

— обеспеченность населения противогазами — 60%.

Решение

Общие потери — 110 человек, из них:

— легкой степени — 110 x 0,25 = 28 человек;

— средней и тяжелой степени — 110 x 0,40 = 44 человека;

— со смертельным исходом — 110 x 0,35 = 38 человек.

б) Прогнозирование масштабов заражения АХОВ при разрушении ХОО

В случае разрушения ХОО в первую очередь рассчитывается продолжительность поражающего действия (испарения) для каждого АХОВ (по формуле 3.7), а затем определяется суммарное эквивалентное количество QЭ всех АХОВ по формуле:

Q3 = 20x К4x К5 x К2i x К 3ix К6ix К7i x (Qi/di), т.

(3.14)

Глубина зоны заражения Г’ определяется по табл. 3.12 в зависимости от суммарного QЭ и скорости ветра 1 м/с, а затем сравнивается с предельно возможным значением глубины переноса воздушных масс Г_п (формула 3.14). За окончательную расчетную глубину зоны заражения Г принимается меньшее из двух сравниваемых между собой значений.

Площади зон заражения и время подхода облака АХОВ к заданному рубежу определяются аналогично как при аварии на ХОО.

Нанесение на карту (схему) зоны заражения

Зона возможного заражения облаком АХОВ на карте (схеме) ограничена окружностью (при V < 0,5 м/с), полуокружностью (при V от 0,6 до 1 м/с) и секторами с = 90 (при V от 1,1 до 2 м/с) и с = 45 (при V > 2 м/с) (см. рис. 3.2).

Центр окружности, полуокружности или сектора совпадает с источником заражения. Циркулем с раствором равным Г (в масштабе карты, схемы) наносится глубина зоны заражения.

Зона фактического заражения, имеющая форму эллипса, включается в зону возможного заражения. Она при прогнозировании обычно не наносится. Ее фактическое положение устанавливается по данным химической разведки.

Оценка химической обстановки

Прогностические данные о масштабах химического заражения позволяют оценить химическую обстановку, сложившуюся в результате аварии (разрушения) на ХОО. На основе этих данных определяются возможные потери персонала ОЭ и населения по табл. 3.15, проводятся мероприятия по их защите от АХОВ:

• оповещение об угрозе заражения АХОВ;
• определяются возможные режимы защиты персонала объекта и работы объекта в условиях химического заражения;
• немедленное использование персоналом объекта СИЗ, прекращение работы в зараженных цехах и пребывание в убежищах с ФВА до проведения работ, исключающих поражение после выхода людей к рабочим местам;
• немедленное использование рабочими и служащими противогазов с продолжением производственной деятельности;
• эвакуация людей (в случае сильного химического заражения объекта) в незараженные районы с прекращением функционирования отдельных цехов или всего объекта до проведения полной дегазации территории и помещений объекта;
• защита продовольствия, водных источников и т. д. ;
• подготовка к ликвидации последствий химического заражения и др.

Выявление химической обстановки расчетным методом

Определение площади разлива (S_р) АХОВ, вылившегося из необвалованной емкости, может быть произведено по формуле:

где Q — вес разлившегося АХОВ, т;0,05 — толщина слоя разлившегося АХОВ, м.

Определение концентрации паров (С) АХОВ на любом (заданном) расстоянии производится по формуле:

где K — коэффициент, зависящий от СВУВ, принимается равным: при инверсии — 2, изотермии — 3, конвекции — 4;

V — скорость ветра, м/с;

X — расстояние от очага разлива АХОВ, м;

Q — скорость истечения АХОВ из аварийной емкости, кг/мин.

Преобразуя формулу (3.16), можно определить расстояние (Х), на котором будет создаваться заданная концентрация (в т. ч. и ПДК) паров АХОВ:

На практике часто приходится встречаться с таким фактом, когда минутный расход (скорость истечения) АХОВ неизвестен. Тогда вместо минутного расхода АХОВ в формулу (3.17) подставляют общее количество АХОВ (Q_общ, кг) в емкостях, а вместо концентрации С — значение токсодозы (Д = С · t,

) и получают:

При разрушении нескольких емкостей с различными АХОВ, если они не вступают в химическую реакцию между собой, а их поражающие концентрации примерно одинаковые, общее количество (Q_общ) разлившихся жидкостей определяют суммированием. К таким АХОВ относятся хлорциан, хлор, фосген и др.

Вещества однородного характера действия, но резко отличающиеся по степени токсичности приводят к эквивалентному веществу.

При одновременном разрушении емкостей с веществами кислого и основного характера, например с хлором и аммиаком, они вступают в реакцию между собой, в результате чего количество ядовитых паров уменьшится в соответственно стехиометрическом соотношении (на три молекулы хлора будет расходоваться восемь молекул аммиака). Однако следует иметь ввиду, что смесь паров хлора и аммиака взрывоопасна.

Глубина распространения паров АХОВ (зараженного воздуха), рассчитанная по формулам и таблицам, справедлива только для открытой, ровной местности. В лесу и городе она в 3,5 раза меньше.

Время воздействия облака зараженного воздуха практически равно времени существования очага заражения. Однако в районах застоя паров АХОВ оно может и превышать его.

На глубину распространения паров АХОВ и величину концентрации в воздухе в значительной степени влияют вертикальные потоки воздуха, т. е. инверсия, изотермия и конвекция. Инверсия создает наиболее благоприятные условия для сохранения высоких концентраций паров АХОВ у поверхности земли и препятствует их рассеиванию.

Прогнозирование химической обстановки при применении противником химического оружия

Применение противником ХО в настоящее время маловероятно, однако кратко рассмотрим общие основы выявления и оценки химической обстановки при применении химического оружия.

Выявление химической обстановки при применении ХО противником

При выявлении химической обстановки в первую очередь определяются:

• средства применения ХО;
• размеры (масштабы) зон химического заражения и очагов химического поражения (глубины и площади зоны заражения) и др.

Исходные данные для выявления ХО:

— с помощью каких средств применено и тип ОВ;

— район и время применения ХО;

— метеоусловия и топографические условия местности;

— степень защищенности людей, укрытий техники и имущества.

Определение средств применения, границ очагов химического поражения, площади зоны заражения и типа ОВ

Средства применения ХО противника определяются, как правило, визуально или из информации вышестоящего управления ГОЧС. Силами разведки определяются количество средств, участвовавших в химическом нападении (один, два или звено самолетов, их типы или количество ракет), каким образом были применены ОВ (выливными авиационными приборами, химическими авиационными бомбами, химическими ракетами или другими средствами применения) и границы очагов поражения.

Ориентировочные размеры зон химического заражения при применении противником ХО приведены в табл. 3.16.

Определение глубины распространения зараженного воздуха

Глубина распространения облака зараженного воздуха зависит от рельефа местности, наличия лесных массивов, метеоусловий и ориентировочно определяется по табл. 3.17.

Оценка химической обстановки при применении противником ХО

При оценке ХО определяются:

• стойкость ОВ на местности и технике;
• возможные потери персонала ОЭ и населения;
• время пребывания людей в средствах защиты;
• количество зараженных людей, техники и оборудования.

Определение стойкости ОВ на местности и технике

Величина стойкости ОВ определяется временем (в часах, сутках), по истечении которого люди могут безопасно преодолевать зараженные участки местности или находиться на них длительное время без СИЗ.

Стойкость ОВ на местности (табл. 3.18) зависит от типа ОВ, скорости ветра, температуры, влажности, структуры почвы и растительности.

Определение границ очагов химического заражения, размеров и площади зоны заражения

Размер зоны химического заражения определяет глубиной распространения облака зараженного воздуха ядовитыми веществами с поражающими концентрациями и его шириной.

Она зависит от количества СДЯВ, метеоусловий и рельефа местности. Глубина распространения облака заражённого воздуха на закрытой местности определяется по таблице 2. Поправочные коэффициенты для учёта влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха приведены в таблице 3. Ширина зоны химического заражения зависит от степени вертикальной устойчивости воздуха и определяется по следующим соотношениям: Ш = 0,03 Г – при инверсии; Ш = 0,15 Г – при изотермии; Ш = 0,8 Г – при конвекции, где Г – глубина распространения облака зараженного воздуха с поражающей концентрацией в километрах.

Площадь зоны химического заражения определяется по формуле ½ Г Ш. Для оперативных расчётов в таблице 4 приведены значения площадей зон химического заражения СДЯВ, в зависимости от глубины распространения зараженного воздуха при различных степенях вертикальной устойчивости. Для оценки химической обстановки необходимо знать скорость и направление приземного ветра, степень вертикальной устойчивости воздуха (инверсия, изотермия, конвенция). Указанные метеоданные в штаб ГО ОНХ поступает от постов радиационного и химического наблюдения. Степень вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха может быть определена по данным прогноза погоды с помощью графика.

Инверсия – нижние слои воздуха холоднее верхних – возникают при малых (до 4 м/с) скоростях ветра, при ясной погоде, примерно за 1 час до захода солнца и разрушается в течение 1 часа после восхода солнца.

Изотермия – одинаковая температура и на земле и на высоте 20-30 м в пасмурную погоду и при снежном покрове.

Конвекция – нижние слои воздуха теплее верхних – возникает при ясной погоде, малых (до 4 м/с) скоростях ветра, примерно через 2 часа после восхода солнца и разрушается примерно за 2-2,5 часа до захода солнца.

Методика расчета

Пример: на водозаборе горводоканала острова Отдыха произошло разрушение обвалованной емкости, содержащей 100 т хлора. Объект расположен на территории городской застройки (4 км от базы). Численность рабочих и служащих 60 человек, противогазами не обеспечены.

Метеоусловия: скорость ветра 1 м/с, ветер северо-западный, инверсия.

Решение:

1. По таблице 2 для 100 т хлора находим глубину распространения заражённого воздуха при ветре 1 м/с, инверсии – она равна 54 км. Вносить поправочный коэффициент на скорость ветра по таблице 3 не требуется.

2. По условию задачи емкость обвалована. В соответствии с приложением к таблице 2, глубину распространения зараженного воздуха уменьшаем в 1,5 раза, следовательно, искомая глубина будет соответствовать Г = 54 : 1,5 = 36 км.

3. Определяем ширину химического заражения: Ш = 0,03 Г = 0,03 * 36 = 1,08.

4. Площадь зоны заражения определяем по таблице 4 при глубине 36 км она составляет 20 км² или по формуле ½ Г Ш = ½ 36*1,08 = 19,44 км.

5. Определяем время подхода зараженного воздуха к объекту. Это время определяется делением расстояния от места разлива СДЯВ до объекта на скорость переноса облака зараженного воздуха воздушным потоком, м/с.

Средняя скорость переноса облака зараженного воздуха определяется по таблице 5 и она равна 2 м/с.

Время подхода облака к базе равно

Т = 4000/2/60 = 33 мин.

Ш. Определение времени поражающего действия СДЯВ.

Решение: по таблице 6 находим, что время поражающего действия хлора (время испарения) при скорости ветра 1 м/с и обвалованной емкости равно 22 часа (поправочный коэффициент в таблице 7 на скорость ветра вносить не требуется).

ГУ Определение границ возможного очага химического поражения.

Решение: для определения границ очага химического поражения по прогнозу необходимо нанести на карту зону возможного химического заражения выделить населённые пункты, которые попадают в прогнозируемую зону химического заражения, границы фактического очага химического поражения определяются разведкой и наносятся на карту.

У. Определение возможных потерь в очаге химического поражения.

Потери рабочих и служащих, проживающих вблизи от объекта, населения, а также личного состава н/формирований ГО будут зависеть от численности людей, оказавшихся в очаге поражения, степени защищенности их и своевременном использовании средств индивидуальной защиты.

Решение: наносим на карту зону химического заражения и определяем, что объект оказался в очаге поражения с числом рабочих и служащих 60 человек, люди находятся в здании без противогазов.

Решение: по таблице 8 находим (графа 2), что потери составят 50 %.

60*0,5 = 30 человек

В соответствии с примечанием к таблице 8 структура потерь будет следующая: со смертельным исходом 30*0,35 = 11 человек, средней тяжести и тяжелой 30*0,4 = 12 человек, легкой степенью 30*0,25 = 7 человек.

Всего со смертельным исходом и потерявших трудоспособность будет 11 + 12 = 23 человека.

Результаты расчетов сводим в таблицу для анализа и практического использования при разработке предложений по повышению устойчивости объекта в возможном очаге химического поражения.

Таблица 1

График оценки вертикальной устойчивости воздуха на данные прогноза погоды

Таблица 2

Глубина распространения облака зараженного воздуха с поражающими концентрациями СДЯВ закрытой местности (Емкости не обвалованы, скорость ветра 1 м/с)

Примечание: поправочные коэффициенты для учета влияния глубин распространения ЗВ при других скоростях ветра приведены в таблице №3 для обвалованных и заглублённых емкостей со СДЯВ глубина распространения ЗВ уменьшается в 1,5 раза.

Таблица 3

Поправочные коэффициенты для учета влияния скорости ветра на глубину распространения зараженного воздуха

Таблица 4

Площади зон химического заражения СДЯВ в зависимости от глубины распространения ЗВ при различных степенях вертикальной устойчивости воздуха

Таблица 5

Средняя скорость переноса облака, зараженного СДЯВ воздушным потоком м/с

Примечание:

1. Облако зараженного воздуха распространяется на значительные высоты, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли, вследствие этого средняя скорость распространения ЗВ будет больше, чем скорость ветра на высоте 1 м.

2. Конвекция и инверсия при скоростях ветра более, чем 3 м/с наблюдается в редких случаях.

3.

Таблица 6

Время испарения некоторых СДЯВ, ч (при скорости ветра 1 м/с)

Примечание: принимается, что при разрушении не обвалованной емкости СДЯВ разливается свободно по поверхности, высота слоя разлившегося вещества составляет 0,05 м, в случае разрушения обвалованной емкости вещество разливается в пределах обваловки, высота слоя разлившегося СДЯВ условно принимается равно 0,85 м.

Таблица 7

Поправочный коэффициент К, учитывающий время испарения СДЯВ при различных скоростях ветра

Таблица 8

Возможные потери рабочих, служащих и населения от СДЯВ в очаге поражения, %

Примечание: ориентировочная структура потерь людей в очаге поражения составит: легкой степени – 25 %, средней и тяжелой степени (с выходом из строя не менее, чем на 2-3 недели и нуждающихся в госпитализации) – 40 %, со смертельным исходом – 35 %.

6.2 Условия задач.

1. В результате аварии грузового поезда на железнодорожной станции разрушились три цистерны, содержащие 100 тонн хлора. Местность открытая. Село с населением 1340 человек расположено в 4,5 км от места аварии. В момент подхода зараженного воздуха люди находились в домах. Противогазами не обеспечены. Метеоусловия: ночь, пасмурно, ветер северо-западный 3 м/сек.

Оценить химическую обстановку и определит меры защиты.

2. В результате аварии на объекте разрушилась необвалованная технологическая емкость, содержащая 50 тонн фосгена. Цех расположен в900 и от места аварии. Местность закрытая. Численность работающих в цехе 240 человек, противогазами не обеспечена. Метеоусловия: день, пасмурно, ветер юго-восточный скоростью 4 м/сек, ветер дует в сторону цеха. Оценить химическую обстановку и наметить меры по защите объекта.

3. В результате аварии грузового поезда на железнодорожной станции разрушилась цистерна, содержащая 100 тонн хлора. Местность открытая. Село расположено в 2 км от места аварии. В момент подхода зараженного воздуха 40% людей находились на улице и 60% в домах противогазами не обеспечены. Население села 3000 человек. Метеоусловия: день-пасмурно, ветер юго-восточный 3 м/сек.

Оценить химическую обстановку и определить меры защиты.

4. В результате аварии на объекте разрушилась необвалованная емкость, содержащая 50 тонн сернистого ангидрида. Производственный цех расположен в 200 м от места аварии. Местность закрытая. Численность рабочих и служащих в цехе 100 человек, противогазами обеспечены на 40%.

Метеоусловия: день-пасмурно, ветер 4 м/сек, дует в сторону цеха, ветер северо-запдный. Оценить химическую обстановку после аварии и наметить меры по защите персонала.

5. В результате аварии на объекте разрушилась необвалованная производственная емкость, содержащая 100 тонн сернистого ангидрида. Цех расположен в 460 м от места аварии. Местность закрытая. Численность работающих в цехе 250 человек. Противогазами обеспечены на 40%. Метеоусловия: ночь, пасмурно, ветер северный, скорость 4м/сек, дует в сторону цеха. Оценить химическую обстановку, наметить меры по защите объекта.

Библиографический список

1. Арустамов Э.А., Воронин В.А., Зенченко А.Д., Смирнов С.А. Безопасность жизнедеятельности./Э.А.Арустамов., Воронин В.А., Зенченко А.Д., Смирнов С.А. – М.: Высшая школа 2007 г. – 444с.

2. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.: под общ. ред. С.В. Белова — М.: Высшая школа, 1999. — 448 с.

3. Гражданская оборона на объектах агропромышленного комплекса. /под. ред. И.С.Николаева, И.М. Дмитриева/ — М.: ВО «Агропромиздат» — 1990 г. – 351 с.

4. Емельянов В.М., Коханов В.Н., Некрасов П.А. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. / В.М.Емельянов, В.Н.Коханов, П.А.Некрасов – М.: Трикста, Академический проект. – 2005 г. – 479 с.

5. Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве: учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений / Б.И. Зотов, В.И. Курдюмов — М.: Колос, 2000. — 424 с.

6. Кукин П.П. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): учебное пособие для вузов / П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Понамарев и др. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2001. — 319 с.

7. Медицина катастроф. Оказание первой медицинской помощи. – Красноярск, СибГТУ, 2006 – 89 с.

8. Сапронов Ю.Г., Сыса А.Б., Шахбазян В.В. Безопасность жизнедеятельности. / Ю.Г.Сапронов, А.Б.Сыса, В.В. Шахбазян – М.: ACADEMA. – 2002 г. – 319 с.