Прогнозирование и оценка последствий чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах

Введение
Основными источниками техногенных ЧС являются потенциально опасные объекты. К потенциально опасным объектам относятся объекты, на которых используют, производят, перерабатывают, хранят или транспортируют радиоактивные, пожаро-взрывоопасные, опасные химические и биологические вещества, создающую реальную угрозу возникновения источника ЧС.
В зависимости от масштаба, чрезвычайные происшествия делятся на аварии, при которых наблюдаются разрушения технических систем, сооружений, транспортных средств, но нет человеческих жертв, и катастрофы, при которых наблюдается не только разрушение материальных ценностей, но и гибель людей.
Независимо от происхождения катастроф, для характеристики их последствий применяются критерии:
число погибших во время катастрофы;
число раненных (погибших от ран, ставших инвалидами);
индивидуальное и общественное потрясение;
отдаленные физические и психические последствия;
экономические последствия;
материальный ущерб.
Анализ ЧС показывает, что независимо от производства, в подавляющем большинстве случаев они имеют одинаковые стадии развития.
На первой из них аварии обычно предшествует возникновение или накопление дефектов в оборудовании, или отклонений от нормального ведения процесса, которые сами по себе не представляют угрозы, но создают для этого предпосылки. Поэтому еще возможно предотвращение аварии.
На второй стадии происходит какое-либо инициирующее событие, обычно неожиданное. Как правило, в этот период обычно не бывает ни времени, ни средств для эффективных действий по предотвращению и ликвидации ЧС.
Собственно, авария происходит на третьей стадии, как следствие двух предыдущих.
Основные причины аварий:
просчеты при проектировании и недостаточный уровень безопасности современных зданий;
некачественное строительство или отступление от проекта;
непродуманное размещение производства;
нарушение требований технологического процесса из-за недостаточной подготовки или недисциплинированности и халатности персонала.
В зависимости от вида производства, аварии и катастрофы на потенциально опасных объектах и транспорте могут сопровождаться взрывами, выходом ОХВ, выбросом радиоактивных веществ, возникновением пожаров и т.п.















1 Определение масштабов заражения АХОВ при авариях на химически опасных объектах
Определение масштабов заражения АХОВ включает:
1. Определение эквивалентного количества вещества по первичному и вторичному облаку;
2. Определение времени действия источника заражения;
3. Расчет глубины и площади зоны заражения при аварийной ситуации;
4. Определение возможных потерь персонала ХОО и населения, проживающего вблизи аварии на ХОО и его разрушении.
Коэффициенты, используемые при расчете эквивалентного количества вещества:
К1 – коэффициент, зависящий от условия хранения АХОФ (определяет относительное количество АХОВ, переходящее при аварии в газ);
К2 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств АХОВ (удельная скорость испарения – количество испарившегося вещества в тоннах к площади испарения);
К3 – коэффициент, учитывающий отношение пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе данного вида АХОВ;
К4 – коэффициент, учитывающий скорость ветра;
К5 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивость воздуха (инверсия – 1, изотермия – 0,23, конвекция – 0,08);
К6 – коэффициент, зависящий от времени, на которое осуществляется прогноз;
К7 – коэффициент учитывающий влияние температуры воздуха (для сжатых газов – 1);
К8 – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости воздуха (инверсия – 0,081, изотермия – 0,133, конвекция – 0,235).
Формулы необходимы для проведения расчетов указаны далее по тексту.

1.1 Определение масштабов заражения АХОВ при авариях на химически опасных объектах
Необходимо определить продолжительность источника заражения и глубину зоны возможного заражения в случае аварии на химическом опасном объекте с заданными значениями, представленными в таблице 1.
Таблица 1 –Данные значения для расчета
АХОВ Q0, т Tпор, минут Степень вертикальной устойчивости воздуха Скорость ветра, м/с Температура воздуха, 0С
Метиламин 20 100 Инверсия 2 15
1. Найдем эквивалентное количество вещества, образовавшегося в первичном облаке по следующей формуле:

Где, для жидкого метиламина К1 = 0,13, К3 = 0,5.
для инверсии К5 = 1.
Так как температуры 15 0С нет в таблице приложения, то рассчитаем значение К7 методом интерполяции:
0 0С = 0,3 20 0С = 1 15 0С - ?
К7 = 0,3 + (15−0)* (1-0,3)/(20-0) = 0,825
Подставляем полученные значения в исходную формулу:
Qэ1 = 0,13 * 0,5 * 1 * 0,825* 20 = 1,0725 т.
2. Найдем эквивалентное количество вещества, образовавшегося во вторичном облаке. Для начала проведем расчет продолжительности испарения вещества по формуле:



р (плотность метиламина) = 0,699;
h = 0,05 м., так как разлив произошёл на подстилающий слой;
К2 = 0,034;
К4 = 1,33, так как скорость ветра равна 2 м/с.
Значения К7 для температуры 150С нет в таблице приложения, но для 00С и 200С эти значения равны 1, то и для 150С коэффициент К7 = 1.
Подставим полученные значения в исходную формулу для расчета коэффициента испарения:
Тисп= (0,05*0,699)/(0,034*1,33*1)= 0,77 ч.
Время после аварии равно 100 минутам или 1,6 часов, а Тисп = 0,77 ч, то К6 = 1.
Подставим полученные значения в формулу и найдем эквивалентное количество вещества, образовавшегося во вторичном облаке:
Qэ2 = (1-0,13) * 0,034 * 0,5 * 1,33 * 1 * 1 * 1 * 20/(0,05*0,699)= 11,256 т.
3. Найдем глубину зоны поражения для первичного и вторичного облака.
Для нахождения глубины зоны заражения первичным облаком, эквивалентное количество которого равно 1,0725 т. при скорости ветра 2 м/с. По таблице 3 приложения интерполируем данные от 0,5 до 1.
Г1 = 1,92 + (1,0725−0,5) * (2,84-1,92)/(1-0,5) = 2,97 км.
Для нахождения глубины зоны заражения вторичным облаком, эквивалентное количество которого равно 11,256 т. при скорости ветра 2 м/с. По таблице 3 приложения интерполируем данные от 10 до 20.
Г1 = 10,83 + (11,256-10) * (16,44-10,83)/(20-10)= 11,5 км.
4. Определим общую глубину зоны поражения.
Максимально возможная глубина зоны заражения, обусловленная первичным и вторичным загрызенным облаком, определяется по формуле:

Гоб= 11,5 + 0,5 * 2,97 = 12,985 км.
5. Определим предельно возможное значение глубины переноса по формуле: