Определение зон химического заражения с поражающей концентрацией

 

Площадь зоны химического заражения зависит от количества СДЯВ, которое вылилось (или выброшено) в окружающую среду, его физических и токсичных свойств, условий хранения, рельефа местности и метеорологических условий [3].

Размеры зоны химического заражения характеризуются глубиной (Г) и шириной (Ш) распространения облака зараженного воздуха с поражающими концентрациями СДЯВ. Используя табл. 10, можно определить глубину распространения облака зараженного воздуха для скорости ветра равной 1 м/с (Г₀). При скорости ветра, превышающей 1 м/с, для определения влияния скорости ветра на глубину распространения зараженного воздуха необходимо учесть поправочный коэффициент (К₁), который определяется с помощью табл. 11. В этом случае глубина распространения облака зараженного воздуха рассчитывается по формуле:

Г = Г₀• К ₁, км.

Ширину зоны прогнозируемого химического заражения можно выразить через значение глубины распространения облака зараженного воздуха. В зависимости от степени вертикальной устойчивости слоев воздуха ширина зоны определяется по формулам:

- при инверсии Ш = 0,3 • Г ^0,6 , км;

- при изотермии Ш = 0,3 • Г ^0,75 , км;

- при конвекции Ш = 0,3 • Г ^0,95 , км.

Площадь зоны химического поражения принимается, как площадь равнобедренного треугольника, равная произведению половины глубины распространения зараженного воздуха на ширину зоны заражения:

S₃ = 1 / 2 • Г • Ш, км ².

 

Таблица 10. Глубина распространения облака зараженного воздуха с пора-жающими концентрациями СДЯВ (Г₀), км (резервуары не обвалованы, ско-рость ветра 1 м/с)

Название СДЯВ	Количество СДЯВ в резервуаре, т
На открытой местности На открытой местности	При инверсии
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	2,5	3,5 5,5	4,5 4,5 7,5	6,5 12,5	6,5 12,5	9,5	17,5 61,6
При изотермии
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	1,8 0,4 0,5 0,6	4,6 0,7 0,8 1,1	7,0 0,9 0,9 1,5	11,5 1,3 1,4 2,5	1,9	2,4 2,5	3,0 3,5 8,8
При конвекции
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	0,47 0,12 0,15 0,18	0,21 0,24 0,33	1,4 0,27 0,29 0,45	1,9 0,4 0,4 0,65	2,4 0,5 0,5 0,9	2,8 0,6 0,65 1,1	3,1 0,6 0,8 1,5
На закрытой местности	При инверсии
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	2,6 0,6 0,7 0,8	6,6 1,1 1,6	1,3 1,3 2,1	1,8 3,6	2,7 2,9 5,7	3,4 3,6 7,1	4,3
При изотермии
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	0,5 0,1 0,1 0,2	1,3 0,2 0,2 0,3	0,3 0,3 0,4	3,3 0,4 0,4 0,7	4,6 0,5 0,6 1,1	5,4 0,7 0,7 1,4	0,9 1,1 2,5
При конвекции
Хлор, фосген Аммиак Сернистый ангидрид Сероводород	0,15 0,03 0,04 0,05	0,4 0,06 0,07 0,09	0,52 0,08 0,08 0,13	0,7 0,1 0,1 0,2	0,2 0,2 0,34	1,2 0,2 0,2 0,4	1,3 0,3 0,3 0,7

Примечание. 1. При скорости ветра более 1 м/с применяются поправочные коэффициенты из табл. 11.

Таблица 11. Поправочный коэффициент (К ₁)для учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха

Вертикальная стойкость слоев воздуха	Скорость ветра, м/с
Инверсия   Изотермия   Конвекция		0,6   0,7   0,7	0,45   0,55   0,62	0,38   0,50   0,55	-   0,45   -	-   0,41   -	-   0,38   -	-   0,36   -	-   0,34   -	-   0,32   -

 

 

Определяя глубину распространения облака зараженного воздуха в условиях городской и сельской застройки или лесных и садовых насаждений, необходимо учитывать коэффициент (К₂) уменьшения глубины распространения зараженного воздуха (табл. 12).

 

Таблица 12. Коэффициент (К₂) уменьшения (на каждый км) глубины распространения облака зараженного воздуха в условиях застройки и лесов

Вертикальная устойчивость слоев атмосферы	Городская застройка	Сельская застройка	Лесные и садовые насаждения
Инверсия	3,5		1,8
Изотермия		2,5	1,7
Конвекция			1,5

Пример задачи

Исходные данные. В результате аварии на территории порта в атмосферу выброшено 5 т хлора. Резервуар не обвалован, местность - открытая, скорость ветра в приземном слое 3 м/с, инверсия. Определить площадь зоны химичес-кого заражения.

Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе 5 т хлора на открытую местность при инверсии образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г₀ = 23 км (для скорости ветра 1 м/с).

Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 3 м/с), равное 0,45.

Определяем глубину распространения зараженного воздуха с учетом поправочного коэффициента:

Г = Г₀• К ₁ = 23 • 0,45 = 10,35 км.

Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – инверсии:

Ш = 0,3 • Г ^0,6 = 0,3 • 10,35 ^0,6 = 0,3 • 4,06 = 1,2 км.

Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией:

S₃ = 1 / 2 • Г • Ш = 0,5 • 10,35 • 1,2 = 6,21 км ².

Ответ. Площадь зоны химического заражения S₃ = 6,21 км ².

 

Если химическое вещество разливается на подстилающую поверхность, то высота слоя принимается не более, чем 0,05 м, а при прогнозировании применяется вариант условий разлива – «произвольно».

При разливе химического вещества на обвалованной поверхности высота слоя разлитого вещества будет соответствовать высоте обвалования. В таком случае при прогнозировании применяется вариант условий разлива – «в поддон», а для вычисления уменьшения глубины распространения зараженного облака в зависимости от высоты обвалования применяют соответствующий коэффициент К₃ из табл. 13.

 

Таблица 13. Коэффициент (К₃) уменьшения глубины распространения

облака зараженного воздуха при выливании «в поддон»

Название СДЯВ	Высота обваловывания, м
Хлор	2,1	2,4	2,5
Аммиак	2,0	2,2	2,3
Сернистый ангидрид	2,5	3,0	3,1
Сероводород	1,6	—	—

 

 

Пример задачи

Исходные данные. В результате аварии на территории порта в атмосферу выброшено 100 т фосгена. Резервуар не обвалован, местность - закрытая (лесные и садовые насаждения), скорость ветра в приземном слое 3 м/с, инверсия. Определить площадь зоны химического заражения.

Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе на открытую местность 100 т фосгена при инверсии образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г₀ = 54 км (для скорости ветра 1 м/с).

Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 1 м/с), равное 1,0.

По табл. 12 для условий лесных и садовых насаждений при изотермии находим коэффициент уменьшенияглубины распространения облака зараженного воздуха К₂ = 1,8.

Определяем глубину распространения зараженного воздуха с учетом коэффициентов К₁ и К₂:

Г = Г₀• К ₁ / К ₂ = 54 • 1,0 / 1,8 = 30 км.

Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – инверсии:

Ш = 0,3 • Г ^0,75 = 0,3 • 30 ^0,75 = 0,3 • 12,82 = 3,85 км.

Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией:

S₃ = 1 / 2 • Г • Ш = 0,5 • 30 • 3,85 = 57,75 км ².

Ответ. Площадь зоны химического заражения S₃ = 57,75 км ².

 

Пример задачи

Исходные данные. В результате повреждения резервуара в атмосферу поступили пары аммиака. В резервуаре находилось 10 т аммиака. Резервуар обвалован, высота обваловывания 2 м. Местность - закрытая (городская застройка), скорость ветра в приземном слое 1 м/с, изотермия. Определить площадь зоны химического заражения.

Решение. По табл. 10 находим, что при выбросе на закрытую местность (городская застройка) 10 т аммиака при изотермии для не обвалованного резервуара образуется зона химического заражения воздуха с глубиной распространения Г₀ = 0,3 км (для скорости ветра 1 м/с).

Находим по табл. 11 значение поправочного коэффициентадля учета влияния скорости ветра на глубину распространения облака зараженного воздуха (для скорости ветра 1 м/с), равное 1,0.

По табл. 12 для условий городской застройки при изотермии и по табл. 13 для высоты обвалования резервуара с аммиаком 2 м находим коэффициенты уменьшенияглубины распространения облака зараженного воздуха К₂ = 3 и К₃ = 2,2.

Определяем глубину распространения облака зараженного воздуха с учетом коэффициентов К₁ , К₂, К₃:

Г = Г₀• К ₁ / К ₂ /К ₃ = 0,3 • 1 / 3 / 2,2 = 0,045 км.

Определяем ширину зоны химического заражения для условий вертикальной стойкости слоев воздуха – изотермии:

Ш = 0,3 • Г ^0,75 = 0,3 • 0,045 ^0,75 = 0,098 км.

Определяем площадь зоны химического заражения с поражающей концентрацией определяем:

S₃ = 1 / 2 • Г • Ш = 0,5 • 0,045 • 0,098 = 0,002 км ².

Ответ. Площадь зоны химического заражения S₃ = 0,002 км ².