Схема зони зараження хлористим воднем 1 страница

Через 2 години після аварії

 

Масштаб горизонтальний М 1:100000

Масштаб вертикальний М 1:200000

 

 

U = 2 м/с

Водень хлористий; 190,56 т 15.07.20... р.; 2 год. 00 хв.

Житловий район

R = Г

Г=15,42 км

φ=90о

 

Розрахункова методика згідно зі спільним наказом МНС, Мінагрополітики, Мінекономіки, Мінприроди від 27.03.2001 № 73/82/64/122 «Про затвердження Методики прогнозування наслідків виливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об’єктах і транспорті»

Загальні положення

 

Ця методика прогнозування наслідків розливу (викиду) небезпечних хімічних речовин при аваріях на промислових об'єктах і транспорті (призначена для прогнозування масштабів забруднення при аваріях з небезпечними хімічними речовинами на промислових об'єктах, автомобільному, річковому, залізничному і трубопровідному транспорті і може бути використана для розрахунків на морському транспорті, якщо хмара ХНР при аварії на нім може дістати прибережної зони, де проживає населення.

Методика застосовується тільки для ХНР, що зберігаються в газоподібному або рідкому стані і які у момент викиду або розливу переходять в газоподібний стан і створюють первинну або/і вторинну хмари ХНР.

Методика передбачає проведення розрахунків для планування заходів відносно захисту населення тільки на висотах до 10 м над поверхнею землі (приземному шарі повітря).

 

Довгострокове (оперативне) прогнозування

 

Довгострокове прогнозування здійснюється завчасно для визначення можливих масштабів забруднення, сил і засобів, які притягуватимуться для ліквідації наслідків аварії, складання планів роботи і інших довгострокових (довідкових) матеріалів.

Для довгострокового (оперативного) прогнозування використовуються наступні дані:

- загальна кількість ХНР для об'єктів, розташованих в небезпечних районах (на військовий час і для сейсмонебезпечних районів і тому подібне). В цьому випадку приймається розлив ХНР "вільно";

- кількість ХНР в одиничній максимальній технологічній місткості для інших об'єктів. В цьому випадку приймається розлив ХНР "в піддон" або "вільно" залежно від умов зберігання ХНР;

- метеорологічні дані: швидкість вітру в приземному шарі - 1 м/с, температура повітря 20 ⁰С, ступень вертикальної стійкості повітря (СВСП) - інверсія, напрям вітру не враховується, а поширення хмари зараженого повітря приймається круговим 360 град.;

- середня щільність населення для цієї місцевості;

- площа зони можливого хімічного зараження (ЗМХЗ)

 

S(ЗМХЗ) = 3,14Г² (17)

 

- площа прогнозованої зони хімічного зараження (ПЗХЗ)

 

S(ПЗХЗ) = 0,11Г² (18)

 

- міра заповнення місткості (місткостей) приймається 70 % від паспортного об'єму місткості;

- місткості з ХНР при аваріях руйнуються повністю;

- при аваріях на продуктопроводах (аміакопроводах і тому подібне) кількість ХНР, яка може бути викинута, береться за кількість між відсікачами (для продуктопроводів об'єм ХНР приймається 300-500 т);

- заходи по захисту населення детальніше плануються на глибину зони можливого хімічного зараження, яка утворюється протягом перших 4 годин після початку аварії.

Аварійне прогнозування

 

Аварійне прогнозування здійснюється під час виникнення аварії за даними розвідки для визначення можливих наслідків аварії і порядку дій в зоні можливого зараження.

Для аварійного прогнозування використовуються наступні дані:

- загальна кількість ХНР на момент аварії в місткості (трубопроводі), на якій виникла аварія;

- характер розливу ХНР на підстилаючій поверхні ("вільно" або "в піддон");

- висота обвалування (піддону);

- реальні метеорологічні умови: температура повітря, швидкість (м/с) і напрям вітру в приземному шарі, ступень вертикальної стійкості повітря СВСП (таблиця 16);

- середня щільність населення для місцевості, над якою поширюється хмара ХНР;

- площа зони можливого хімічного зараження;

- площа прогнозованої зони хімічного зараження;

- прогнозування здійснюється на термін не більше ніж на 4 години, після чого прогноз має бути уточнений.

 

Визначення параметрів зон хімічного забруднення

під час аварійного прогнозування

 

1. Площа ЗМХЗ приймається як сектор круга, форма і розмір якого залежать від швидкості і напряму вітру (таблиця 14), і розраховується по емпіричній формулі.

 

S_змхз = 8,72∙10^-3 Г²φ км², (19)

де Г - глибина зони зараження;

φ - коефіцієнт, що умовно прирівнюється кутовому розміру зони (таблиця 14).

 

2. Прогнозована площа зони хімічного зараження

 

S_ПЗХЗ. =К·Г²·N^0,2 км², (20)

 

де К - коефіцієнт (таблиця 13);

N - час, на який розраховується глибина ПЗХЗ.

 

Ширина ПЗХЗ:

- при інверсії Ш=0,3·Г^{0, 6} км;

- при ізотермії Ш=0,3·Г^{0, 75} км;

- при конвекції Ш=0,3·Г^{0, 95} км,

де Г - глибина зони зараження.

 

Визначення часу підходу забрудненого повітря до об'єкту

 

Час підходу хмари ХНР до заданого об'єкту залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається по формулі

 

(21)

 

де х - відстань від джерела зараження до заданого об'єкту, км;

ν - швидкість перенесення переднього фронту забрудненого повітря залежно від швидкості вітру (таблиця 11), м/с.

 

Прийняті допущення

 

1. Для прогнозування за цією методикою розлив "вільно" приймається, якщо ХНР розливається на підстилаючій поверхні на висоту шару (h) не вище 0,05 м. Розлив "в піддон" приймається, якщо ХНР розливається в обвалування, при цьому висота шару розлитої ХНР має бути h = H - 0,2 м, де H - висота обвалування.

2. При аварії з місткостями, що містять ХНР, в кількості менше від нижчих меж (вказаних в таблиці), глибини розраховуються методом экстраполяции.

3. Усі розрахунки виконуються на термін не більше 4 годин. Після отримання даних з урахуванням усіх коефіцієнтів розраховане значення порівнюється з максимальним значенням перенесення повітряних мас за 4 години:

Г = 4ν (22)

 

Для подальшої роботи вибирається менше з двох порівнюваних значень.

4. Глибини поширення для ХНР, значення яких не приведені в таблицях, розраховуються з використанням коефіцієнтів таблиці 30.

Для розрахунків в цьому випадку береться значення глибини поширення хмари забрудненого повітря хлором, яка відповідає умовам, при яких виникла аварія (швидкість вітру, СВСП, температура повітря, кількість ХНР), і множиться на коефіцієнт для цієї речовини, визначений по таблиці.

5. Тривалість вражаючої дії ХНР визначається за таблицею 31.

Для речовин, що не вийшли до таблиці 31 час випару Т (год) ХНР з площі розливу визначається по формулі:

 

(23)

де h - товщина шару ХНР, м;

d - щільність ХНР, т/м³ (таблиця 32);

К₁, К₃ - коефіцієнти у таблиці 32;

К₂ - коефіцієнт залежності від швидкості вітру (таблиця 17).

 

Таблиця 10 - Коефіцієнти зменшення глибини поширення хмари ХНР при розливі "в піддон"

 

Найменування ХНР	Висота обвалування, м
Хлор	2,1	2,4	2,5
Аміак	2,0	2,25	2,35
Сірчистий ангідрид	2,5	3,0	3,1
Сірководень	1,6	-	-
Соляна кислота	4,6	7,4	10,0
Хлорпікрин	5,3	8,8	11,6
Формальдегід	2,1	2,3	2,5

Примітки:

1. Якщо приміщення, де зберігається ХНР, герметично закриваються і обладнані спеціальними уловлювачами, то відповідний коефіцієнт збільшується в 3 рази.

2. У разі проміжних значень висоти обвалування, існуюче значення округляється до ближчого.

Таблиця 11 - Швидкість перенесення переднього фронту хмари забрудненого повітря (км/год)

Міра вертикальної стійкості	Швидкість вітру, м/с
Інверсія
Ізотермія
Конвекція

 

Таблиця 12 - Поправочні коефіцієнти глибини поширення хмари зараженого повітря залежно від місцевості

Міра вертикальної стійкості	Міська забудова	Лісові масиви	Сільські будівлі
Інверсія	3,5	1,8
Ізотермія		1,7	2,5
Конвекція		1,5

 

Таблиця 13 - Коефіцієнт (К), який залежить від міри вертикальної стійкості повітря (СВСП)

 

Інверсія	Ізотермія	Конвекція
0,081	0,133	0,235

 

Таблиця 14 - Кутові розміри зони можливого зараження ХНР залежно від швидкості вітру

 

Швидкість вітру, u, м/с	< 0,5	0,6 - 1	1,1 - 2	> 2
Кутовий розмір, φ 0

 

Для оперативного планування приймається φ = 360 град.

 

Таблиця 15 - Можливі втрати населення, робітників і службовців які опинилися в ЗМХЗ (ПЗХЗ), %

 

Забезпеченість засобами захисту	На відкритій місцевості	У будовах або в простих укриттях
Без протигазів	90-100
У протигазах	1-2	до 1
У простих засобах захисту		30-45

 

Структура втрат може розподілятися таким чином:

- легкі - до 25%;

- середній тяжкості - до 40%;

- із смертельними наслідками - до 35%.

 

Таблиця 16 - Визначення міри вертикальної стійкості атмосфери за прогнозом погоди

 

Швидкість вітри, м/с	Ніч	Ранок	День	Вечір
ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність	ясно мінлива хмарність	суцільна хмарність
< 2	ін	із	із (ін)	із	к (із)	із	ін	із
2 - 3,9	ін	із	із (ін)	із	із	із	із (ін)	із
> 4	із	із	із	із	із	із	із	із

Примітки: 1. Позначення: ін - інверсія; із - ізотермія; к - конвекція; букви в дужках - при сніговому покриві.

2. Під терміном "ранок" розуміється період часу протягом 2 годин після сходу сонця; під терміном "вечір" - протягом 2 годин після заходу сонця. Період від сходу до заходу сонця за вирахуванням двох уранішніх годин - день, а період від заходу до сходу сонця за вирахуванням двох вечірніх годин - ніч.

3. Швидкість вітру і міра вертикальної стійкості повітря приймаються в розрахунках на момент аварії.

Таблиця 17 - Значення коефіцієнта К₂ залежно від швидкості вітру

 

Швидкість вітру, м/с
К2		1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0	5,68

 

Таблиця 18 - Глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря, км

 

Кількість ХНР	Темпер. повітря, 0С	Інверсія
Хлор	аміак
Швидкість вітру, м/с
0,5	-20	2,65	1,65	1,45	1,3
	2,85	1,85	1,55	1,4
+20	3,15	2,05	1,65	1,5
1,0	-20	4,25	2,7	2,15	1,9			< 0,5
	4,65	2,9	2,3	2,05
+20	4,8	3,0	2,4	2,1
3,0	-20	8,35	5,1	3,95	3,35			1,15	0,8	0,65	0,55
	8,75	5,3	4,15	3,5			1,25	0,85	0,7	0,6
+20	9,2	5,6	4,35	3,7			1,3	0,9	0,75	0,65
5,0	-20	11,6	6,9	5,3	4,5			1,5	1,0	0,85	0,75
	12,7	7,3	5,6	4,7			1,6	1,1	0,95	0,85
+20	12,8	7,6	5,8	4,9			1,65	1,15	1,0	0,9
	-20	17,7	10,4	7,9	6,6			2,3	1,5	1,2	1,05
	18,5	10,9	8,3	6,9			2,45	1,55	1,3	1,15
+20	19,3	11,3	8,6	7,2			2,65	1,75	1,45	1,25
	-20	27,1	15,7	11,8	9,8			3,8	2,35	1,9	1,6
	28,3	16,4	12,3	10,2			4,05	2,55	2,05	1,8
+20	29,7	17,2	12,9	10,7			4,3	2,7	2,15	1,9
	-20	35,0	20,1	15,0	12,4			4,90	3,05	2,40	2,10
	36,7	21,0	15,7	12,9			5,25	3,25	2,6	2,25
+20	38,5	22,0	16,4	13,5			5,45	3,4	2,7	2,35
	-20	48,2	27,3	20,3	16,6			6,6	4,05	3,2	1,25
	50,4	28,6	21,2	17,3			6,85	4,2	3,3	1,35
+20	52,9	30,0	22,1	18,1			7,2	4,4	3,45	2,45
	-20	59,9	33,7	24,8	20,3			8,1	4,95	3,85	3,25
	62,6	35,2	25,9	21,1			8,45	5,15	4,0	3,4
+20	65,6	36,8	27,1	22,0			8,9	5,45	4,2	3,6
	-20	75,0	41,9	30,8	25,0			10,2	6,2	4,75	3,95
	78,7	43,8	32,1	26,1			10,8	6,5	5,0	4,15
+20	82,2	45,9	33,6	27,2			11,3	6,75	5,2	4,35
	-20		81,6	59,2	47,8			20,1	11,8	9,0	7,4
		85,4	61,9	49,9			21,0	12,4	9,3	7,7
+20		89,5	64,8	52,2			21,9	12,9	9,7	8,00

 

Таблиця 19 - Глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря, км

 

Кількість ХНР	Темпер. повітря, 0С	Ізотермія
Хлор	аміак
Швидкість вітру, м/с
0,5	-20	1,1	0,75	0,6	0,5	<0,5	<0,5
	1,2	0,85	0,65	0,55	0,5	<0,5
+20	1,3	0,95	0,7	0,6	0,55	<0,5
+40	1,4	1,05	0,75	0,65	0,6	<0,5
1,0	-20	1,65	1,1	0,95	0,85	0,75	0,6
	1,75	1,2	1,0	0,9	0,8	0,65
+20	1,8	1,25	1,1	1,0	0,9	0,7
+40	1,9	1,35	1,2	1,1	1,0	0,75
3,0	-20	3,3	2,1	1,7	1,5	1,3	1,0	<0,5
	3,7	2,3	1,9	1,65	1,5	1,15
+20	3,9	2,5	2,0	1,8	1,6	1,2
+40	4,05	2,6	2,05	1,85	1,7	1,25
5,0	-20	4,7	2,95	2,35	2,05	1,9	1,4	<0,5
	5,05	3,15	2,6	2,2	2,0	1,45
+20	5,25	3,25	2,6	2,3	2,05	1,5
+40	5,45	3,4	2,65	2,35	2,15	1,55
	-20	7,1	4,35	3,4	2,9	2,65	1,95	1,15	0,8	0,65	0,55	0,5	<0,5
	7,35	4,5	3,5	3,05	2,75	2,05	1,25	0,85	0,7	0,6	0,55	<0,5
+20	7,8	4,75	3,7	3,2	2,9	2,15	1,3	0,9	0,75	0,65	0,6	<0,5
+40	8,1	4,95	3,85	3,3	3,0	2,2	1,35	0,95	0,85	0,7	0,65	0,5
	-20	11,0	6,45	5,05	4,25	3,8	2,8	1,45	1,0	0,8	0,7	0,65	0,5
	11,6	6,75	5,35	4,5	4,0	2,95	1,55	1,1	0,9	0,75	0,7	0,55
+20	12,1	7,1	5,55	4,7	4,15	3,05	1,6	1,35	0,95	0,8	0,75	0,6
+40	12,6	7,35	5,75	4,9	4,3	3,15	1,65	1,2	1,0	0,85	0,8	0,65
	-20	14,2	8,35	6,4	5,35	4,7	3,4	1,8	1,25	1,0	0,85	0,8	0,6
	14,8	8,75	6,7	5,6	4,9	3,6	1,95	1,3	1,1	0,95	0,85	0,65
+20	15,5	9,15	6,95	5,8	5,1	3,7	2,05	1,4	1,2	1,0	0,9	0,7
+40	16,1	9,45	7,2	6,0	5,25	3,85	2,25	1,5	1,25	1,1	1,0	0,75
	-20	19,3	11,3	8,8	7,2	6,3	4,45	2,6	1,7	1,35	1,2	1,15	0,85
	20,2	11,8	9,15	7,5	6,55	4,65	2,75	1,8	1,45	1,3	1,2	0,9
+20	21,1	12,4	10,0	7,8	6,8	4,8	3,0	1,95	1,6	1,4	1,3	0,95
+40	22,0	12,9	9,9	8,05	7,08	5,0	3,15	2,05	1,65	1,45	1,35	1,0
	-20	23,6	13,8	10,4	8,6	7,5	5,25	3,55	2,25	1,8	1,55	1,4	1,0
	24,7	14,3	10,8	8,9	7,8	5,45	3,7	2,35	1,9	1,65	1,5	1,1
+20	26,0	15,1	11,3	9,3	8,15	5,7	3,85	2,4	1,95	1,7	1,55	1,15
+40	27,0	15,6	11,7	9,65	8,4	5,9	3,95	2,5	2,0	1,75	1,6	1,2
	-20	29,6	17,1	12,9	10,7	9,3	6,3	4,1	2,6	2,05	1,8	1,65	1,25
	30,9	17,9	13,4	11,1	9,65	6,55	4,45	2,8	2,25	1,9	1,8	1,3
+20	32,5	18,7	14,0	11,6	10,1	6,85	4,6	2,9	2,3	2,0	1,85	1,35
+40	33,7	19,4	14,5	12,0	10,4	7,05	4,8	3,0	2,4	2,1	1,9	1,4
	-20	59,3	33,4	24,6	20,1	17,3	11,2	8,0	4,9	3,8	3,05	2,8	2,1
	62,0	34,9	25,7	20,9	18,0	11,7	8,35	5,1	4,0	3,2	3,0	2,15
+20	65,0	36,5	26,8	21,9	18,8	12,2	8,85	5,4	4,2	3,25	2,95	2,2
+40	67,6	37,9	27,8	22,7	19,5	12,6	9,15	5,55	4,3	3,3	3,0	2,25

Таблиця 20 - Глибина розповсюдження хмари забрудненого повітря, км