2. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
ПОСЛЕДСТВИЙ РАЗРУШЕНИЙ (АВАРИЙ)
НА ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ОБЪЕКТАХ,
СОДЕРЖАЩИХ АВАРИЙНО ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА
2.1. Количественные показатели последствий разрушений (аварий)
Количественными показателями последствий разрушений (аварий), сопровождаемых выбросам АХОВ, являются соответствующие показатели химического заражения различных объектов и сред. В принципе, они не отличаются от таковых в случае применения 0В и характеризуют масштабы, степень опасности и продолжительность химического заражения.
К основным показателям, характеризующим масштабы химического заражения, относятся:
радиус района разрушения (аварии) и его площадь;
глубина и площадь зоны, опасной для заражения местности;
глубина и площадь распространения первичного облака АХОВ;
глубина и площадь распространения вторичного облака АХОВ;
глубина и площадь зоны, в пределах которой вода в открытых водных источниках может быть заражена до опасных концентраций.
К показателям степени опасности химического заражения относятся:
потери личного состава войск и гражданского населения в районах разрушения (аварии) и зонах распространения АХОВ;
количество зараженных объектов, техники и т. п.
K основным показателям, характеризующим продолжительность химического заражения, относятся:
продолжительность химического заражения в районе разрушения (аварии), определяется временем испарения АХОВ с поверхности земли (площади поддона, обваловки), в течение, которого существует опасность поражения людей в случае отсутствия у них средств защиты;
продолжительность химического заражения воздуха в зонах распространения АХОВ на различных удалениях от района аварии;
время подхода облака АХОВ к заданному рубежу.
Все указанные количественные показатели являются первичными информационными данными и подлежат обязательному определению при выявлении химической обстановки.
2.2. Исходные данные для прогнозирования количественных показателей последствий разрушений (аварий) на объектах, содержащих аварийно химически опасные вещества
Исходными данными для прогнозирования количественных показателей являются:
характеристики объекта (предприятия, резервуарного парка, транспортного средства и т. п.);
сведения о частях и подразделениях (предприятиях, учреждениях), которые могут оказаться в зонах химического заражения;
метеорологические условия;
топографические особенности местности.
К характеристикам объекта относятся:
местонахождение предприятия и основные производимые продукты;
среднегодовой (среднемесячный, среднесуточный) объем выработки или потребления;
количество хранимых продуктов;
тоннаж емкостей хранения (перевозки) и способ хранения;
место и время аварии.
В случае отсутствия части необходимой информации она может быть ориентировочно определена по данным, представленным в п. 1.3 и табл. 1.1, П.1.4 – П.1.7.
Пример. В районе расположения дивизии находится завод по производству суперфосфата. Мощность завода 100 тыс. тонн в год. Определить максимально возможные запасы АХОВ на заводе и оценить возможные условия его хранения.
Решение. 1. По табл. П.1.4, П.1.5 определяем, что при производстве суперфосфата используется аммиак в количестве 0,23 т на 1 т продукта.
2. Определяем среднесуточную производительность завода по выпуску суперфосфата:
100000/365≈274 т/сут.
3. Определяем среднесуточное потребление аммиака:
274*0,23≈63 т/сут.
4. Используя данные табл. 1.1, определяем максимально возможные запасы аммиака на заводе:
63*10=630 т; 63*15=945 т.
5. Используя данные п. 1.3 и табл. П.1.6, определяем, что наиболее вероятно хранение аммиака в сжиженном виде под давлением. При этом могут использоваться горизонтальные и шаровые резервуары емкостью от 30 до 500 т.
Ответ. Максимально возможные запасы аммиака на заводе могут составить от 630 до 945 т. При этом наиболее вероятно хранение сжиженного аммиака под давлением в горизонтальных и шаровых резервуарах емкостью от 30 до 500 т.
К сведениям о частях и подразделениях (предприятиях, учреждениях) относятся:
линейные размеры объектов и их удаленность от района разрушения (аварии);
степень защищенности личного состава (персонала, предприятий), его обученность и психофизическое состояние;
данные о составе, расположении и возможностях различных частей и подразделений по ликвидации последствий разрушений (аварий) (необходимы для выработки выводов, предложений, рекомендаций и т. п.).
Метеорологические условия в значительной мере определяют степень реализации поражающих возможностей АХОВ. Поэтому для прогнозирования возможных последствий в первую очередь необходимы данные о скорости и направлении ветра у поверхности земли, вертикальной устойчивости воздуха, температуре воздуха и почвы.
Вертикальная устойчивость воздуха устанавливается по данным метеорологических наблюдений: в случае наличия градиентных наблюдений по графику (табл. П.1.8,а), а в случае их отсутствия по данным о скорости ветра в сочетании с визуальными признаками погоды (табл. П.1.8,б).
Топографические особенности местности также оказывают существенное влияние на поражающее действие АХОВ. Их сочетание характеризует тип местности (табл. П.1.9, П.1.10).
Оценка типа местности производится с учетом данных табл. П.1.9, П.1.10 по карте и аэрофотоснимкам или путем непосредственного изучения местности в районах размещения объектов, содержащих АХОВ. В результате данной работы для характеризуемой местности по табл. П.2.1 определяется комплексный показатель Кр, характеризующий интенсивность рассеивания паров АХОВ в приземном слое атмосферы. В последующем он используется в процессе прогнозирования при учете влияния топографии местности на масштабы химического заражения.
Пример. Определить значение комплексного показателя Kр для летних условий, если местность лесистая, леса хвойные, а рельеф равнинный холмистый.
Решение. По табл. П.2.1 для условий примера Кр=0,9.
Ответ. Значение комплексного показателя Kр равно 0,9.
2.3. Порядок прогнозирования показателей масштабов химического заражения
2.3.1. Оценка размеров района разрушения (аварии)
Район разрушения (аварии) ограничивается радиусом Rа, определяющим площадь, в пределах которой облако АХОВ обладает наибольшими поражающими возможностями. Величина радиуса зависит от АХОВ, условий его хранения и масштаба разрушения (аварии).
При проведении практических расчетов с использованием настоящей Методики рекомендуется величину данного радиуса принимать равной:
для сжиженных газов и низкокипящих жидких АХОВ, хранящихся в резервуарах общим количеством до 100 т,– 0,5 км, в остальных случаях – 1 км;
для высококипящих жидких АХОВ с объемом хранения до 100 т – 0,2…0,3 км, в остальных случаях – 0,5 км.
При возникновении пожаров радиус района разрушения (аварии) рекомендуется увеличивать в 1,5…2 раза, что обосновывается возможностью выброса в этих условиях большего количества АХОВ, а также разброса АХОВ за счет взрывов.
2.3.2. Глубина зоны, опасной для заражения местности и объектов
Глубина зоны, опасной для заражения местности и объектов на ней за пределами района разрушения (аварии), определяется только в случае выбросов диоксина.
Для других АХОВ принимается, что местность, водные источники и объекты заражаются только непосредственно в районе разрушения (аварии).
Значения соответствующих глубин заражения при выбросах диоксина для относительно ровной местности устанавливаются по данным табл. П.2.2.
Реальная топография (тип местности) учитывается приближенно путем умножения найденных значений на коэффициент влияния местности Км, определяемый по данным табл. П.2.3, для чего:
а) используя значение найденного ранее (см. П.2.1) комплексного показателя Кр, по табл. П.2.3 определяем значение коэффициента Км;
б) определяем значения глубин заражения местности путем умножения их табличных значений на коэффициент Км.
В случае, если табличные значения глубин заражения не превышают 1 км, влияние топографии местности не учитывается.
Пример. Определить глубину заражения местности в случае выброса 10 кг диоксина из промышленного реактора. Местность по направлению движения облака степная, рельеф равнинный волнистый. Метеорологические условия: изотермия, скорость ветра 2 м/с, лето.
Решение. 1. По табл. П.2.1 значение комплексного показателя Кр равно 0,4.
2. По табл. П.2.2 находим ориентировочное значение глубины заражения для ровной местности. Для принятых условий оно равно 3,2 км.
3. По табл. П.2.3 оцениваем значение коэффициента влияния местности Км. Оно равно 0,4.
4. Определяем глубину заражения с учетом влияния топографии местности:
3,2*0,4≈1,3 км.
Ответ. Глубина заражения местности для принятых условий равна 1,3 км.
2.3.3. Глубина распространения первичного облака
Глубина распространения первичного облака АХОВ за пределами района разрушения (аварии) на относительно ровной местности при температурах воздуха от +20 до +40°С (в зависимости от АХОВ) определяется по данным табл. П.2.4.
Поправка на температуру воздуха, оказывающую влияние на долю вещества, переводимую в первичное облако, осуществляется путем умножения на температурный коэффициент Kt1 (табл. П.2.5).
Значения глубин распространения в табл. П.2.4 приведены для случая разрушения типовых резервуаров (за исключением окиси углерода). В случае, если заданное значение тоннажа резервуара (общее количество АХОВ) не совпадает со значениями, приведенными в табл. П.2.4, табличное значение глубины увеличивают (уменьшают) путем умножения на коэффициент пропорциональности Кк (табл. П.2.6).
Учет реальной топографии (типа местности) осуществляется аналогично п. 2.3.2. При глубинах до 1 км топография местности не учитывается.
Пример. Определить глубину распространения первичного облака аммиака в случае разрушения четырех железнодорожных цистерн емкостью по 30,7 т каждая. Изотермия, скорость ветра 2 м/с, лето, температура воздуха +30°С. Местность степная, рельеф равнинный плоский.
Решение. 1. По табл. П.2.1 значение комплексного показателя Кр равно 0,3.
2. Определяем суммарное количество аммиака в 4 железнодорожных цистернах:
30,7*4=122,8 т.
3. По табл. П.2.4 находим глубину распространения первичного облака для 100 т аммиака (ближайшая масса к 122,8 т). Она равна для ровной местности и заданных условий 2,4 км.
4. Учитываем влияние температуры воздуха. По табл. П.2.5 коэффициент Кt1 равен 1,1, тогда глубина распространения равна:
2,4*1,1≈2,6 км.
Учитываем несоответствие заданной (Qз) массы АХОВ с табличным значением (Qт) :
Qз/Qт=122,8/100≈1,2.
5. Используя величину полученного отношения, по табл. П.2.6 определяем значение коэффициента пропорциональности Кк. Он равен 1,1, тогда глубина распространения равна:
2,6*1,1≈2,9 км.
6. Учитываем влияние топографии местности. Используя значение Кр, по табл. П.2.3 находим значение коэффициента Км. Оно равно 0,5.
2,9*0,5≈1,5 км.
Ответ. Глубина распространения первичного облака аммиака равна 1,5 км.
В случае необходимости оценки глубин распространения для АХОВ, не отраженных в настоящей Методике, рекомендуется использовать аналитические соотношения, представленные в приложении 3.
2.3.4. Глубина распространения вторичного облака
Глубина распространения вторичного облака АХОВ за пределами района разрушения (аварии) на открытой местности определяется по данным табл. П.2.7.
Поправка на температуру воздуха, оказывающую влияние на интенсивность испарения АХОВ с зеркала разлива, осуществляется путем умножения на температурный коэффициент Кt2 , приведенный в табл. П.2.8.
Учет отличия массы АХОВ от имеющихся в табл. П.2.7 данных, а также оценка влияния топографии местности осуществляется аналогично случаю распространения первичного облака АХОВ.
Пример. Определить глубину распространения вторичного облака в случае разрушения резервуара с 2 тыс. т аммиака. Инверсия, скорость ветра 2 м/с, температура воздуха +20°С. Местность степная, рельеф равнинный плоский.
Решение. 1. По табл. П.2.1 значение комплексного показателя Кр равно 0,3; По табл. П.2.3 значение коэффициента Км равно 0,5.
2. По табл. П.2.7 находим глубину распространения вторичного облака для 2000 т аммиака. Она равна для ровной местности и заданных условий 1,6 км.
3. Заданное количество аммиака совпадает с табличным, поэтому Кк равно 1.
4. По табл. П.2.8 Кt2 равно 1.
5. Определяем глубину распространения вторичного облака для заданных условий:
Г2=Г2т*Кк*Кt2*Км=1,6*1*1*0,5=0,8 км.
Ответ. Глубина распространения вторичного облака аммиака равна 0,8 км.
2.3.5. Площади зон распространения первичного и вторичного облаков аварийно химически опасных веществ
Площади зон распространения АХОВ определяются, как правило, непосредственно по карте (схеме). Кроме того, в случае необходимости они могут быть рассчитаны исходя из соотношения (2.1).
S1(2)=(Г1(2)+Rа)2*φ1(2)/60 (2.1)
S1(2) – площадь распространения первичного (вторичного) облака АХОВ, км2;
Г1(2) – глубина распространения первичного (вторичного) облака АХОВ, км;
φ1(2) – половина угла сектора, в пределах которого возможно распространение первичного (вторичного) облака АХОВ с заданной достоверностью (табл. П.2.9), град.
Значение доверительной вероятности Рг, используемое при оценках значения φ1(2), определяется характером решаемых задач. Так, при решении задачи определения «угрозы» химического заражения рекомендуемое значение Рг равно 0,9, в остальных случаях – 0,75. Значение доверительной вероятности 0,5 целесообразно использовать лишь в случае наличия всего объема исходных данных (КШУ, КШВИ и т. п.).
Кроме доверительной вероятности величина φ1(2) зависит от метеорологических условий и времени осреднения концентрации АХОВ. В качестве интервала времени осреднения в настоящей Методике используется время испарения АХОВ с поверхности земли (резервуары до 50 т) или поддона, если оно не превышает 24 часов. В остальных случаях оно принимается постоянным, равным 24 часам, а глубина определяется как среднесуточная (за первые сутки).
Время испарения АХОВ для типовых вариантов, принятых в настоящей Методике, и скорости ветра 1 м/с приведены в табл. П.2.10. Для пересчета времени испарения на любую другую скорость ветра рекомендуется использовать соотношение (2.2).
τисп=τисп, т/(0,44v1+0,
τисп – время испарения АХОВ при заданной скорости ветра;
τисп, т – время испарения АХОВ при скорости ветра 1 м/с.
Пример. Для условий задач п. 2.3.2 и 2.3.3 определить площади зон возможного распространения первичного и вторичного облаков АХОВ.
Решение. 1. Определяем площадь зоны возможного распространения первичного облака аммиака, если его глубина равна 1,5 км. Из табл. П.2.9 для Рг=0,5 (известна вся входная информация, и мы не решаем задачу оповещения войск) φ1=12°.
Из п. 2.3.1 Ra=1 км.
S1=(1,5+1)2*12/60≈1,3 км2.
2. Определяем площадь зоны возможного распространения вторичного облака аммиака, если его глубина равна 0,8 км.
По табл. П.2.10 τисп, т=12,6 сут (v1=1 м/с).
Для v1=2 м/с τисп=12,6/(0,44*2+0,56)=9,3 сут.
Из табл. П.2.9 для Рг=0,5 φ1=30°
S2=(0,8+1)2*30/60≈1,6 км2.
Ответ. Площадь зоны возможного распространения первичного облака аммиака равна 1,3 км2, а вторичного – 1,6 км2.
2.3.6. Порядок отображения масштабов химического заражения на картах (схемах)
После получения информации о разрушении (аварии) на объекте на карту (схему) наносятся очаг разрушения (аварии) и глубины распространения по направлению ветра первичного и вторичного облаков АХОВ (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема нанесения зоны химического заражения на карту
Площадь района разрушения (аварии) и зон возможного распространения первичного и вторичного облаков АХОВ обозначается сплошной линией синего цвета. Глубина распространения первичного и вторичного облака указывается стрелкой, над которой пишется цифра 1 – первичное и 2 – вторичное. Рядом с условным знаком делается надпись синим цветом, в которой указываются сведения о типе АХОВ, его количестве и времени разрушения (аварии). Площадь очага разрушения (аварии) закрашивается желтым цветом.
2.4. Порядок прогнозирования показателей опасности химического заражения
2.4.1. Потери личного состава в районе разрушения (аварии)
Потери личного состава в районе разрушения (аварии) определяются количеством личного состава, который может оказаться небоеспособным в результате воздействия АХОВ. Величина потерь зависит от наличия изолирующих противогазов, так как время защитного действия фильтрующих противогазов в районе разрушения (аварии), как правило, ограниченно.
Возможные потери личного состава в районе разрушения (аварии) в зависимости от наличия изолирующих противогазов определяются по табл. 2.1.
Таблица 2.1
Возможные потери личного состава в районе разрушения (аварии), %
АХОВ | Обеспеченность личного состава изолирующими противогазами, % | ||||
0 | 25 | 50 | 75 | 100 | |
Все АХОВ * | до 100 | 70 | 50 | 30 | до 10 ** |
Примечание: * – по перечню, рассматриваемому в настоящей Методике;
** – потери обусловлены техническими неисправностями средств защиты и задержками в системе оповещения.
Пример. Оценить возможные потери личного состава мср, если 30 % роты находится в районе разрушения. Личный состав обеспечен изолирующими противогазами на 50 %.
Решение. По табл. 2.1 в районе разрушения (аварии) потери личного состава составят 50 %. По отношению ко всему личному составу роты потери равны:
100*0,3*0,5=15 %.
Ответ. Потери личного состава мср могут составить до 15 %.
2.4.2. Потери личного состава в зонах распространения аварийно химически опасных веществ
Потери личного состава на открытой местности оцениваются в зависимости от наличия средств защиты и его местонахождения в зоне распространения АХОВ. Доля глубины зоны распространения АХОВ, в пределах которой будут наблюдаться поражения незащищенного личного состава до определенной степени тяжести, представлена в табл. П.2.11.
Исходя из данных табл. П.2.11 на площади зоны распространения (рис. 2.2) .выделяют четыре зоны:
смертельного поражения – гибель пораженных после воздействия АХОВ в различные сроки;
среднего поражения – госпитализация пораженных на длительные сроки (более 2 – 3 суток);
легкого поражения – краткосрочная госпитализация или амбулаторное лечение пораженных;
пороговую – пораженные ощущают лишь первичные признаки поражения.
Для оценки возможных потерь в зонах распространения АХОВ вначале с использованием данных табл. П.2.11 определяется доля личного состава подразделения (части), попавшая в зону с соответствующей степенью поражения. Затем учитывается его обеспеченность средствами защиты.
Pис. 2.2. Общий вид зон разных степеней поражении личного состава
(а – смертельного поражения, б – среднего поражения, в – легкого поражения, г – пороговая)
Псп=αсп*Кнз (2.3)
Псп – потери личного состава с заданной степенью поражения;
αсп – доля личного состава, попавшего в зону с заданной степенью поражения;
Кнз – доля личного состава не имеющего средств защиты.
В случае стопроцентной обеспеченности личного состава средствами защиты возможные потери из-за их неисправности, как правило, не превысят 1…3 %.
Пример. Определить возможные потери мср, действующей в зоне распространения первичного облака хлора, если 30 % ее личного состава находится в зоне смертельных, 50 % – в зоне средних, а остальные в зоне легких поражений. 50 % личного состава средств защиты органов дыхания не имеют.
Решение. 1. Определяем долю личного состава мср получившего смертельные поражения:
0,3*0,5=0,15.
2. Определяем долю личного состава мср, получившего поражения средней степени тяжести:
0,5*0,5=0,25.
3. Определяем долю личного состава мср, получившего поражения легкой степени тяжести:
0,2*0,5=0,1.
4. Определяем суммарные потери личного состава мср:
0,15+0,25+0,1=0,5.
Ответ. Суммарные потери личного состава мср составят 50 %. Из них смертельные поражения получат 15 %, средней степени тяжести – 25 % и легкой – 10 %.
В случае нахождения личного состава в зданиях с закрытыми окнами и отключенной приточной вентиляцией потери могут быть в 1,5…2 раза меньше, чем расчетные.
2.4.3. Количество зараженных объектов, вооружения, техники, комплектов обмундирования и средств защиты
При выбросах диоксина все объекты и открыто расположенное вооружение, техника, обмундирование и снаряжение заражаются в опасной степени в пределах соответствующей площади химического заражения (табл. П.2.2).
В остальных случаях, заражение до опасной степени может быть, как правило, лишь в пределах районов разрушений (аварий). Возможность потребления воды из водных источников для питьевых и технических нужд определяется по результатам лабораторного анализа.
Для ориентировочной оценки количества зараженной техники, вооружения, обмундирования и снаряжения используется соотношение (2.4).
Zз=αз*N (2.4)
Zз – количество зараженного вооружения, техники, обмундирования и снаряжения;
αз – доля подразделения (части), находящегося в зоне заражения (районе разрушения);
N – количество техники, личного состава и т. п. в подразделении (части).
2.5. Порядок прогнозирования показателей продолжительности химического заражения
2.5.1. Продолжительность химического заражения приземного слоя атмосферы в районе разрушения (аварии)
Продолжительность химического заражения приземного слоя атмосферы в районе аварии определяется временем испарения АХОВ с площади разлива (табл. П.2.10). Порядок определения времени испарения изложен в п. 2.3.5.
2.5.2. Продолжительность химического заражения приземного слоя атмосферы в зонах распространения аварийно химически опасных веществ
Продолжительность химического заражения приземного слоя атмосферы за пределами района разрушения (аварии) определяется графическим методом по рис. 2.3. Для этого необходимо знать глубину распространения вторичного облака и удаление, на котором требуется определить продолжительность поражающего действия вторичного облака АХОВ.
Пример. Определить продолжительность химического заражения атмосферы на удалении 2 км от района разрушения емкости с хлором массой в 2000 т, если Г2=10 км, а время испарения АХОВ 6,6 суток.
Решение. Используя графический метод, определяем продолжительность химического заражения атмосферы на удалении 2 км от района разрушения емкости с хлором. Она равна 5,3 суток.
Ответ. Продолжительность химического заражения приземного слоя атмосферы в зоне распространения АХОВ на удалении 2 км от района разрушения будет 5,3 суток.
Рис. 2.3. Вспомогательная сетка для определения продолжительности
химического заражения в зоне распространения вторичного облака АХОВ
2.5.3. Время подхода аварийно химически опасных веществ к заданному рубежу
Время подхода АХОВ к заданному рубежу определяется по данным табл. П.2.12 для местности без лесов и по табл. П.2.13 – для лесистой местности.
2.6. Особенности прогнозирования масштабов химического заражения приземного слоя атмосферы в условиях города
Особенности распространения АХОВ в условиях города тесно связаны с его климатом, свойствами АХОВ и условиями их хранения.
В случае разрушения оболочек резервуаров с сжиженным газом или низкокипящими жидкостями АХОВ превалирование гравитационных факторов в начальный момент приведет к тому, что распространение облака вначале будет определяться в основном рельефом местности.
Вследствие стока АХОВ в низинах и подвалах городских зданий могут создаваться крайне высокие их концентрации, способные привести к массовому поражению личного состава частей и населения.
В последующем распространение АХОВ будет определяться структурой городского поля скоростей и направления движения воздушных масс. При этом распространение АХОВ будет в основном проходить вдоль крупных транспортных магистралей и проспектов, расположенных по направлению ветра. В ночное время возможно затекание АХОВ в центр города вместе с движущимися от окраины массами более холодного воздуха.
В случае совпадения направления движения АХОВ с направлением городских транспортных магистралей глубины распространения АХОВ следует оценивать по таблицам для равнинной местности.
При несовпадении направления ветра с направлением городских магистралей или при отсутствии последних (в населенных пунктах с бессистемной застройкой) оценку глубин распространения АХОВ необходимо производить применительно к лесистой местности.
