Задача № 1. В результате аварии емкости МП «Водоканал» ЮВС-2 произошла утечка хлора

В результате аварии емкости МП «Водоканал» ЮВС-2 произошла утечка хлора. Общее количество хлора 12 т. Ёмкость не обвалована. Скорость ветра в приземном слое 2,0 м/с. Направление ветра 300⁰. Температура воздуха + 20⁰ С. Состояние атмосферы – изометрия. Ночь. Определить размеры, площадь химического заражения и возможные потери среди населения через 1 час после аварии. Средняя плотность населения в городе 3000 человек на 1 км². Расстояние от места аварии до городских кварталов оставляет 3,6 км. Средняя плотность населения загородной зоны 500 человек на 1 км². 50% населения обеспечены противогазами. 45% населения могут укрыться в убежищах. 70% городской застройки составляют 5-9-тиэтажные дома. Принять необходимые меры для уменьшения потерь к минимуму. Обстановку нанести на карту.

 

Решение:

 

1. Определение степени вертикальной устойчивости приземного слоя воздуха по таблице 2 Приложения или по прогнозу метеослужбы. В данной задаче прогноз – изометрия.

2. Определение эквивалентного количества АХОВ: Q_э1 по первичному облаку [т], формула [3]

а) Q_э1 = К₁ · К₃ · К₅ · К₇ · Q₀ (3)

где: К₁ – находим по табл. 1

К₃ – находим по табл. 1

К₇ – находим по табл. 1

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: - для инверсии – 1

- для изометрии – 0,23

- для конвекции – 0,08

Q₀ – количество АХОВ в емкости или в трубопроводе

Q₀ = 12 [т]

б) Определение эквивалентного количества АХОВ Q_эII по вторичному облаку, формула [6]

Q₀

Q_эII = (1-К) · К₂ · К₃ · К₄ · К₅ · К₆ · К₇^II · ------- (6)

h · d

где: К₁ – находим по табл. 1 Приложения

К₂ – находим по табл. 1 Приложения

К₃ – находим по табл. 1 Приложения

К₇^II – находим по табл. 1 Приложения

К₄ – находим по табл. 3 Приложения

К₅ – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха: инверсия – 1

изометрия – 0,23

конвекция – 0,08

К₆ – коэффициент, зависящий от времени N (час), прошедшего после начала аварии (таблица 10 приложения). Значение коэффициента К₆ выбирают после сравнения времени испарения Т выбранного по табл. 9. К₆ = 1.

h – высота слоя жидкости без поддона = 0,05 м

d– плотность АХОВ, таблица 1.

Q_эII = (1-0,18) · 0,052 · 1,0 · 1,33 · 0,23 · 1 · 1 · -------------- = 2,011 (т)

0,05 · 1,556

3. Определение площади разлива АХОВ по формуле:

V

Sр = -------

h

где: Sр – площадь разлива АХОВ (м³)

V - объем АХОВ (м³)

h - высота слоя разлива АХОВ (м)

7,7

Sр = ------- = 154,2 (м²)

0,05

m

V = -------, где: m – масса (т)

d d - плотность АХОВ, табл. 1 Приложения

V = ------- = 7,7 (м³)

1,556

4. Определение глубины зоны заражения Г (км).

а) максимальное значение глубины заражения первичным облаком АХОВ Г₁, (км) и вторичным облаком АХОВ Г₂ (км) определяются по таблице 4 Приложения в зависимости от Q_эI и Q_эII и скорости ветра

Г₁ = 1,92 км

Г₂ = 4,1 км

Полная глубина зоны заражения Г_з.з. определяется по формуле (7):

Г_з.з. = Г^I + 0,5 Г^II (7)

где: Г^I - большее из значений Г^I и Г^II

Г^II - меньшее из значений Г^I и Г^II

б) Полученное значение Г_з.з. сравниваем с возможным предельным значением глубины переноса воздушных масс Г_п (км), которое определяется по формуле (8)

Г_п = N · V (8)

где: N - время от начала аварии (ч)

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха (км/ч) см. табл. 5 Приложения.

в) За окончательную расчетную глубину зоны возможного заражения Г (км) принимается наименьшее из двух сравниваемых между собой значений Г_з.з. и Г_п, т.е. по формуле (9)

Г_з.з.

Г_п = (9)

Г_п

 

Глубина зоны заражения = Г_з.з. = 5,1 (км)

5. Определение площади зоны возможного заражения S_в и площади зоны фактического заражения S_ф (км).

а) Площадь зоны возможного заражения S_в первичным (вторичным) облаком АХОВ определяется по формуле (10):

π Г²

S_в = ---------- · φ (10)

360⁰

где: S_в - площадь возможного заражения (км)

φ - угловой размер зоны заражения (градус)

Г – глубина зоны заражения (км)

3,14· 5,1²

S_в = ---------- · 45 = 10,21 (км²)

360⁰

б) Площадь зоны фактического заражения определяется по формуле (11):

S_ф = К₈ · Г² · N^0,2 (11)

где: К₈ – коэффициент, зависящий от вертикальной устойчивости воздуха

0,081 – при инверсии

К₈ = 0,133 – при изометрии

0,235 – при конвекции

N - время, прошедшее от начала аварии (час)

Г – глубина, заражения облаками АХОВ (км); N^0,2 - из табл. 11 Приложения.

Площадь фактического заражения по формуле (11):

S_ф = К₈ · Г² · N^0,2 = 0,133 · 5,1² · 1 = 3,46 (км²)

6. Определение продолжительности поражающего действия АХОВ (время испарения АХОВ с площади разлива).

Продолжительность поражающего действия АХОВ определяем по формуле (12):

h · d 0,05 · 1,556 0,0779

Т = -------------- = ------------------ = ------------ = 1,127 (ч)

К₂ · Г₄ · К₇^II 0,052 · 1,33 · 1 0,069

где: Т – время испарения (ч)

h - толщина слоя АХОВ (м)

d - плотность АХОВ (табл. 1 Приложение)

К₂, К₇^II - (табл. 1 Приложение)

К₄ – (табл. 3 Приложение)

7. Определение времени подхода t (ч) зараженного воздуха к населенным пунктам и организациям. Время подхода зараженного воздуха определяется по формуле (13):

 

Х 14

t = --- = ---- = 1,17 (ч) (13)

V 12

где: t – время подхода (ч)

Х – расстояние от источника заражения до объекта (км)

V - скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха (км/ч) табл. 5 Приложения 1

8. Определение возможных потерь среди населения в очагах поражения АХОВ. Определение возможных потерь проводим по табл. 7 Приложения. Для расчета необходимо определить:

I. Площадь загородной зоны облака АХОВ (км ²) S_ф.з.з.

II. Площадь городской зоны облака АХОВ (км ²) S_ф.г.з.

Площади определяем по формуле (11):

S_ф.з.з. = К₈ · Г ² · N ^0,2 = 0,133 · 3,6 ² · 1 = 1,72 (км ²) (11)

Площадь загородной зоны облака АХОВ 1,72 (км²). Для определения городской зоны фактического заражения необходимо из общей зоны фактического заражения S_ф. вычесть площадь зоны фактического заражения загородной зоны S_ф.з.з.

S_ф..г. = S_ф. - S_ф.з.з. = 3,46 – 1,72 = 1,74 (км ²)

III. Определяем количество жителей в загородной зоне:

Σ_з.з. = Δ^I · S_ф.з.з. = 500 · 1,72 = 860 (чел.)

где: Δ^I – плотность населения в загородной зоне (чел.)

Σ_з.з. - общее количество жителей в загородной зоне

S_ф.з.з. - площадь фактической загородной зоны (км ²)

IV. Определяем количество жителей в городской зоне:

Σ_г.з. = Δ · S_ф.г. = 3000 · 1,74 = 5220 (чел.)

где: Δ – плотность населения в городской зоне (чел.)

Σ_г.з. - общее количество жителей в городской зоне

S_ф.г. - площадь фактическая городской зоны (км ²)

V. Определяем количество жителей городской и загородной зоны, обеспеченных противогазами (по условию задачи – это 50%):

Σ_с.и.з. = 0,5 · Σ_з.з. + 0,5 · Σ_г.з. = 430 + 2610 = 3040

Общее количество жителей, обеспеченных противогазами = 3040 (чел.)

VI. Определяем количество потерь среди населения, обеспеченного противогазами по табл. 7 Приложения.

Σ_пот. сиз = 304 (чел)

Структура потерь людей в очаге поражения, обеспеченных противогазами (табл. 7):

- легкой степени – 25% = 76 чел.

- средней степени – 40% = 122 чел.

- со смертельным исходом – 35% = 106 чел.

VII. Определяем количество потерь среди населения, не обеспеченных противогазами.

50% населения в городской и загородной зонах составляет: 3040 человек.

100% населения составляет 6080 человек.

5% населения, не имеющего мест в убежищах, от всего населения составляет 304 человека.

VIII. Общее количество потерь среди всего населения составит:

304 + 304 = 608 человек.

Структура потерь:

- -легкой степени – 25% = 152 чел.

- средней степени – 40% = 244 чел.

- со смертельным исходом – 35% = 212 чел.

ОТВЕТ:общие потери среди населения городской и загородной зон составят 608 чел.

Структура потерь:

- -легкой степени – 152 чел.

- средней степени – 244 чел.

- со смертельным исходом – 212 чел.

Рекомендуемые мероприятия для уменьшения потерь:

1. Как можно большее количество людей в противогазах и тех, для кого нет места в убежищах, расположить в начале городской зоны с подветренной стороны на этажах с 6-ого по 9-ый, где такие имеются, т.к. хлор тяжелее воздуха, он стелится по земле и затекает во все впадины и подвалы.

2. По возможности организовать эвакуацию населения из городской зоны, т.к. время подхода облака АХОВ к городской зоне составляет 1,17 часа.