4 курс / Медицина катастроф / ПРОГНОЗИРОВАНИЕ_ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ_СИТУАЦИЙ
.pdf
М И Н О Б Р Н А У К И Р О С С И И ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Сборник задач
Самара Самарский государственный технический университет
2014
1
Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ
УДК
Прогнозирование чрезвычайных ситуаций: Сб. задач /Сост. А.Б. Слесарев, О.Н. Кулагина -Самара: СамГТУ, 2014.- 158с.; ил; табл.
Сборник содержит методики расчетов прогнозирования чрезвычайных ситуаций техногенного и военного характера.
В тексте представлены подробные примеры и задачи по выявлению и оценке обстановки в различных чрезвычайных ситуациях.
Предназначен для студентов очного и заочного обучения по специальности 280103 – Защита в чрезвычайных ситуациях, направлениям 280700 и 20.03.01 – Техносферная безопасность.
Рецензент д.т.н., профессор А.Л. Кривченко
УДК
А.Б. Слесарев, составление, 2014Самарский государственный
технический университет, 2014
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Для обеспечения безопасности населения от поражающих факторов, возникающих при чрезвычайных ситуациях (ЧС) различного характера, планируются и выполняются широкие перечни мер защиты.
Эти мероприятия взависимости от их характера и складывающейся обстановки проводится в трех режимах функционирования системы предупреждения и ликвидации ЧС [1].
Режим повседневной деятельности – функционирование системы при нормальной обстановке и планомерное осуществление мер по предупреждению ЧС, подготовке сил и средств к ликвидации их последствий.
Режим повышенной готовности – функционирование системы при ухудшении обстановки в окружающей среде, при получении прогноза о возможности возникновения ЧС. Принимаются меры по приведению в готовность сил и средств для ликвидации последствий ЧС.
Режим чрезвычайной ситуации – функционирование системы при возникновении и во время ликвидации ЧС.
Во всех режимах функционирования системы предупреждения и ликвидации ЧС проводятся расчеты по прогнозированию возможных аварий, катастроф, радиоактивных и химических загрязнений территорий, а также других ЧС.
Обучение методам решения практических задач прогнозирования последствий ЧС является актуальной проблемой при подготовке специалистов по обеспечению безопасности жизнедеятельности.
Данный сборник имеет цель помочь студентам овладеть методами выявления и оценки прогнозируемой обстановки, которая может сложиться в населенных пунктах и на различных объектах экономики при ЧС техногенного и военного характера.
3
Для оперативного выполнения расчетов студентам рекомендованы табличные и графические методы.
Задачник включает в себя четыре раздела.
Первый раздел посвящен прогнозированию химической обстановки на объектах экономики при авариях на предприятиях с выбросом химических опасных веществ в окружающую среду. Даны примеры разработки мер защиты людей в подобных ситуациях.
Второй раздел содержит решение задач по прогнозированию радиационной обстановки, которая может складываться при авариях на атомных электрических станциях (АЭС) при разрушении ядерных реакторов и заражении окружающей среды радиоактивными веществами (РВ).
Третий раздел обеспечивает привитие студентам навыков прогнозирования последствий радиоактивного заражения окружающей среды при ядерных взрывах (наземных и подземных), а также в террористических актах, которые могут сопровождаться применением ядерных расщепляющихся материалов.
Четвертый раздел включает разбор и решение задач по прогнозированию последствий ядерного взрыва. Приведены примеры определения механических, термических и радиационных поражений (людей, материальных средств и сооружений).
4
РАЗДЕЛ 1. Прогнозирование химической обстановки при аварии на химически опасных объектах
1. Цель прогнозирования химической обстановки
Определить необходимые данные для планирования и выполнения мероприятий защиты от поражения аварийно химически опасными веществами, для организации аварийно-спасательных и других неотложных работ.
2. Теоретическая часть. Основные термины и определения Аварийно химически опасные вещества (АХОВ) – химиче-
ские вещества, используемые в производстве, способные вызвать массовые поражения людей, животных и растений. Например, аммиак, хлор, окислы азота, сероводород, окись углерода, хлорпикрин, фосген, хлорциан, формальдегид, водород хлористый.
Зона заражения – территория, зараженная АХОВ в опасных концентрациях (участок разлива + зона распространения паров в поражающих концентрациях).
Глубина зоны заражения – расстояние от места выброса до границы зоны заражения.
Продолжительность поражающего действия – это время, в
течение которого сохраняются опасные концентрации (следовательно, это минимальное время использования средств защиты).
Прогноз масштаба заражения – определение глубины и пло-
щади зоны заражения.
Первичное облако АХОВ, образуется в результате мгновенного перехода в атмосферу (1…3 минуты) всего объема или части содержимого ёмкости с опасным химическим веществом при её разрушении.
Вторичное облако – облако АХОВ, образующееся в результате испарения разлившегося вещества.
5
Площадь зоны фактического заражения – площадь террито-
рии, зараженной АХОВ в опасных концентрациях.
Инверсия – состояние приземного слоя воздуха, при котором температура нижнего слоя меньше температуры верхнего слоя (устойчивое состояние воздуха).
Изотермия – состояние приземного слоя воздуха, при котором температура нижнего и верхнего слоев одинаковы (безразличное состояние атмосферы).
Конвекция – состояние приземного слоя воздуха, при котором температура нижнего слоя выше температуры верхнего слоя (неустойчивое состояние атмосферы).
3. Содержание прогнозирования химической обстановки:
1.Расчет глубины зоны заражения;
2.Расчет площади зоны заражения;
3.Расчет времени подхода облака АХОВ к объекту;
4.Расчет продолжительности поражающего действия АХОВ;
5.Нанесение на карту зоны заражения.
По результатам оценки химической обстановки намечаются мероприятия защиты и ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах.
Мероприятия защиты:
-оценка последствий возможной химической обстановки;
-химическая разведка окружающей среды и химический контроль заражения одежды, материальных средств, продуктов питания, воды;
-оповещение людей о химической опасности;
-использование средств индивидуальной и коллективной защиты, защитных свойств рельефа местности и подручных (простейших) средств защиты;
-эвакуация людей в безопасные места (помещения) или районы.
6
Мероприятия ликвидации последствий аварии:
-организация спасательных работ и эвакуация пораженных из зоны заражения, выполнение аварийных и ремонтных работ;
-оказание первой медицинской помощи пострадавшим;
-обеззараживание материальных средств (продукты, вода, транспорт и т.п.)
-частичная санитарная обработка людей (обеззараживание кожи, одежды, СИЗ и т.п.);
-полная санитарная обработка пораженных и спасателей.
Способы ликвидации последствий химически опасных ава-
рий:
1. Ограничение и остановка выброса (утечки) АХОВ:
- перекрытие кранов и задвижек на магистралях АХОВ; - заделка отверстий на магистралях и емкостях.
2. Локализация химических заражений:
-обвалование разлившегося вещества;
-сбор АХОВ в специальные ловушки-углубления;
-поглощение газов и паров водяными завесами; адсорбционными материалами (песок, керамзит и т.п.);
-изоляция жидких АХОВ слоем пены;
-разбавление жидких АХОВ водой или спецрастворами;
-дегазация (удаление или нейтрализация) АХОВ.
Исходные данные:
-количество АХОВ в ёмкостях и трубопроводах (на объекте);
-количество АХОВ, выброшенных в атмосферу и характер разлива («свободно», в «поддон» или в «обваловку»);
-высота поддона или обваловки ёмкостей;
-метеоусловия: t , С – воздуха, скорость ветра в приземном слое воздуха, степень вертикальной устойчивости воздуха.
Примечание. При заблаговременном прогнозе принимают: за величину выброса АХОВ берут максимальный объем одной ёмкости, метеоусловия – инверсия, скорость ветра – 1м/с.
7
При прогнозе после аварии берутся конкретные (реальные) данные.
Допущения [7]:
-ёмкость АХОВ при аварии разрушается полностью;
-толщина слоя жидкости, разлившейся свободно на подстилающей поверхности принимается 0,05 м; для АХОВ, разлившихся в поддон или обваловку определяется по соотношению: h = Н-0,2м, где Н – высота поддона (обвалования), м;
-предельное время нахождения людей в зоне заражения и продолжительность сохранения метеоусловий составляет 4 часа (через 4 часа прогноз химической обстановки надо повторить);
-при аварии на газо- и продуктопроводах величина выброса АХОВ принимается равной его максимальному количеству, содержащемуся в трубопроводе между автоматическими отсекателями до 500 тонн.
3.1. Расчет глубины зоны заражения.
Расчет глубины зоны заражения как по первичному, так и по вторичному облаку ведется с помощью Таблиц 1.1, 5.1, 6.1, 7.1 [7].
Таблица 6.1 составлена для температуры воздуха +20 С. Для выполнения расчетов при других температурах приземного слоя воздуха следует вводить поправочные коэффициенты из Таблицы 5.1, а при их отсутствии они определяются интерполяцией. Интерполяция означает отыскание промежуточных значений величины по близким её значениям.
В отсутствии данных о состоянии атмосферы степень её устойчивости определяют по Таблице 1.1.
3адача 1.
На заводе по производству целлюлозы произошла авария с выбросом сжиженного хлора. Количество вытекшей из трубопровода жидкости составило 5 тонн.
8
Требуется определить глубину зоны возможного заражения для условий: авария произошла в 10.00 в летний период, скорость ветра по данным прогноза – 3 м/с, температура воздуха +20 С, сплошная облачность, жидкость разлилась свободно на подстилающей поверхности.
Решение:
1.По Таблице 1.1 определяем степень вертикальной устойчивости воздуха – изотермия.
2.По Таблице 6.1 для свободного разлива 5 тонн хлора при изотермии и скорости ветра 3 м/с находим: глубина зоны заражения первичным облаком составляет 0,98 км, вторичным облаком – 2,59 км.
3.2.Расчет площади зоны заражения
Определение площади зоны заражения первичным и вторичным облаками производится аналогично действиям, как для глубины заражения – с помощью табличных данных, приведенных в Таблицах
1.1, 5.1, 6.1, 7.1.
Задача 2.
Для условий Задачи 1 определить площадь зон заражения первичным и вторичным облаком.
Решение:
По Таблице 6.1 находим: площадь зоны заражения первичным облаком составляет 0,05 км2 и площадь зоны вторчным облаком –
0,67 км2.
3.3. Определение времени подхода облака АХОВ к объекту
Время подхода облака к объекту зависит от скорости переноса облака и определяется по формуле:
t |
X |
, час |
(1) |
|
U |
||||
|
|
|
где Х – расстояние от места аварии до заданного объекта, км;
9
U – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/час (выбирается из Таблицы 2.1).
Задача 3.
На участке аммиакопровода «Тольятти – Одесса» в районе пункта «А» произошла авария с выбросом аммиака. Определить время подхода облака АХОВ к промышленному объекту «Б», если известно что объект «Б» находится на расстоянии 10 км от пункта «А», вечер, скорость ветра 1м/с и направлена на пункт «Б»; погода ясная, температу-
ра +200С.
Решение:
1.Определить степень вертикальной устойчивости воздуха по Табл.1.1 для метеоусловий: вечер, ясно, скорость ветра 1м/с - инверсия.
2.Определяем время подхода облака аммиака к объекту «Б» по
формуле t= UX , где U- скорость переноса переднего фронта облака ам-
миака будет 5 км/час (см.Таблицу 2.1).
t= 105 =2 часа, т.е. ориентировочно к объекту «Б» облако аммиака подойдет через два часа.
3.4. Определение продолжительности поражающего действия АХОВ (времени испарения в районе аварии)
Время испарения АХОВ с площади розлива определяется по формуле:
Tпораж |
|
h * d |
(2) |
|
|
|
|||
K1 |
* K2 * K3 |
|||
|
|
где: h – толщина слоя АХОВ, м; d – плотность АХОВ, т/м3;
К1 – коэффициент физико-химических свойств АХОВ; К2 – коэффициент, учитывающий температуру воздуха; К3 – коэффициент, учитывающий скорость ветра.
10