Оценка влияния метеорологических условий на распространение опасных веществ в окружающем пространстве

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
ТОКСИЧНЫЕ И ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА, ВЫДЕЛЯЯСЬ В ОКРУЖАЮЩЕЕ ПРОСТРАНСТВО, ПРЕДСТАВЛЯЮТ ОПРЕДЕЛЕННУЮ ОПАСНОСТЬ, КАК С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЗАГАЗОВАННОСТИ ПРОСТРАНСТВА ТОКСИЧНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ, ОКАЗЫВАЮЩЕЙ НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА, ТАК И СОЗДАНИЕ ВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ НА ОПРЕДЕЛЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ
ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ ИССЛЕДОВАНИЕ РАССЕИВАНИЯ (РАСПРОСТРАНЕНИЯ) ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ (ПРИМЕСЕЙ) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ (СКОРОСТИ ВЕТРА).
ЗАДАЧИ:
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТЕОПАРАМЕТРОВ НА ПРОЦЕСС
РАССЕВАНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ;
ВЕРИФИКАЦИЯ МЕТОДИК ПО РАСЧЕТУ ЗОН ВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ (НКПР( %), ВКПР(%)) ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА
Научная новизна данной диссертационной работы заключается в анализе существующих методик по определению радиусов НКПР и концентраций в атмосферном воздухе опасных веществ, а также в выявлении максимально приближенных результатов расчета к экспериментальным данным, выработке рекомендаций по выбору методик для расчета зон НКПР (%) в окружающем пространстве при аварии на ОПО с точки зрения использования указанных расчетов АСФ при ликвидации аварий.

В РЕЗУЛЬТАТЕ ЛИТЕРАТУРНОГО ОБЗОРА ВЫЯВЛЕНО, ЧТО В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ В РФ ДЛЯ РАСЧЕТА РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕМ ПРОСТРАНСТВЕ НАИБОЛЕЕ ШИРОКО ПРИМЕНЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДИКИ:
РД 52.04.253-90 «МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ СИЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИМИ ЯДОВИТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПРИ АВАРИЯХ (РАЗРУШЕНИЯХ) НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ И ТРАНСПОРТЕ»;
МЕТОДЫ РАСЧЕТОВ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ (ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ) ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ (ВЗАМЕН ОНД-86).
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ХИМИЧЕСКИХ АВАРИЙ (МЕТОДИКА «ТОКСИ-2». РЕДАКЦИЯ 2.1);
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСОВ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ (МЕТОДИКА «ТОКСИ-3». РЕДАКЦИЯ 3.1) ;

РД 52.04.253-90 «МЕТОДИКА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МАСШТАБОВ ЗАРАЖЕНИЯ СИЛЬНОДЕЙСТВУЮЩИМИ ЯДОВИТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ПРИ АВАРИЯХ (РАЗРУШЕНИЯХ) НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ И ТРАНСПОРТЕ»
Методика рекомендуется для расчетов рассеивания при выбросах сжиженных и сжатых газов из емкостей и трубопроводов.
Достоинства:
простота в обращении.
Недостатки:
дает завышенную оценку;
усреднённо учитывает влияние застройки;
Зависимость площади распространения аммиака от скорости ветра

2. МЕТОДЫ РАСЧЕТОВ РАССЕИВАНИЯ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ (ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ) ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ (ВЗАМЕН ОНД-86).
Метод применяется для выполнения расчетов рассеивания выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферном воздухе в двухметровом слое над поверхностью земли на расстоянии не более 100 км от источника выброса, а также вертикального распределения концентраций ЗВ.
Достоинства:
применяется для выбросов из крупномасштабных источников (например: выбросы из крупных ТЭЦ);
учитывает распространение примесей на значительные территории;
учитывает изменение метеорологических условий;
учитывает влияния рельефа местности и застройки, но по результатам расчетов облако газа имеет концентрацию существенно выше реальной концентрации.
Недостатки:
дает завышенные результаты;
концентрация опасного вещества существенно выше ПДК.

1. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ ХИМИЧЕСКИХ АВАРИЙ (МЕТОДИКА «ТОКСИ-2». РЕДАКЦИЯ 2.1
Данная методика предназначена для оценки масштабов поражения при промышленных авариях с выбросом опасных химических веществ.
Границы зон химического заражения опасного вещества рассчитываются по смертельной и пороговой токсидозам при ингаляционном воздействии на организм человека.
Достоинства:
наиболее адекватно описывает процесс;
результаты максимально приближены к экспериментальным данным;
Учитывает изменение метеопараметров.
Недостатки:
методика принимаема только для «легких» газов;
- результаты расчетов следует принимать как завышенную оценку, поскольку «легкие» газы будут подниматься вверх и рассеиваться с более высокой отметки,

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПОСЛЕДСТВИЙ АВАРИЙНЫХ ВЫБРОСОВ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ (МЕТОДИКА «ТОКСИ-3». РЕДАКЦИЯ 3.1)
Методика оценки последствий аварийных выбросов опасных веществ предназначена для оценки зон распространения опасных веществ (ОВ) при промышленных авариях.
Достоинства:
Наиболее адекватно описывает процесс;
результаты максимально приближены к экспериментальным данным;
методика принимается и для «тяжелых» газов;
учитывает изменение метеопараметров.

УЧЕТ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРИ РАССМОТРЕНИИ ВЛИЯНИЯ СЛЕДУЮЩИХ ФАКТОРОВ:
1) СКОРОСТЬ И НАПРАВЛЕНИЕ ВЕТРА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ ВОЗДУХА;
2) СТЕПЕНЬ ВЕРТИКАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОЗДУХА;

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ RНКПР ДЛЯ ПРОПАНА ПО ТОКСИ-3

СТЕПЕНИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОЗДУХА
1. ИНВЕРСИЯ
Состояние приземного слоя воздуха, при котором температура поверхности почвы меньше, чем температура воздуха на высоте 2 м над земной поверхностью. Инверсия наблюдается при ясной, безоблачной погоде при небольшой (до 4 м / с) скорости ветра; ее возникновения следует ожидать в вечернее время (примерно за 1:00 до захода солнца). При инверсии имеет место повышение температуры воздуха с увеличением высоты вместо обычного понижения ее в этом слое атмосферы. Поскольку нижние слои воздуха холоднее чем верхние, это препятствует рассеиванию воздуха по высоте - поэтому создаются благоприятные условия для сохранения высоких концентраций загрязненного воздуха вблизи места аварии.

СТЕПЕНИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ВОЗДУХА
1. ИНВЕРСИЯ
.

2. ИЗОТЕРМИЯ
Состояние приземного слоя воздуха, при котором температура поверхности почвы является такой же, как температура воздуха на высоте 2 м над земной поверхностью. Изотермия наблюдается в пасмурную погоду, при тумане и при снежном покрове. При изотермии температура воздуха в пределах 20 ... 30 метров от земной поверхности почти одинаковой. Условное постоянство температуры воздуха в приземном слое противодействует рассеиванию воздуха по высоте - поэтому создаются условия, являются благоприятными для долговременного застоя загрязненного воздуха.

2. ИЗОТЕРМИЯ
.

3. КОНВЕКЦИЯ
Состояние приземного слоя воздуха, при котором температура поверхности почвы является большей температуры воздуха на высоте 2 м над земной поверхностью. Конвекция наблюдается при ясной, безоблачной погоде при небольшой (до 4 м / с) скорости ветра; ее возникновения следует ожидать в утреннее время (примерно через 2:00 после восхода солнца), по 2 ... 2,5 часа до захода солнца конвекция исчезает. При конвекции нижние слои воздуха нагреваются сильнее, чем верхние, и это способствует быстрому рассеиванию загрязненного воздуха - поражающее действие опасных химических веществ при этом уменьшается.

3. КОНВЕКЦИЯ
7

СП 12.13130.2009 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ»
Горизонтальные размеры зоны RНКПР (М), ограничывающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламении вычисляются по формулам:
- для горючих газов:
для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей:
Достоинства:
- простота расчетов.
Недостатки:
не учитывает (усредненно учитывает) влияние застройки;
не учитывает изменение метеопараметров.

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ RНКПР ДЛЯ ПРОПАНА ПО ТОКСИ-3 И
СП1213130-2009

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ RНКПР ДЛЯ ПРОПАНА ПО ТОКСИ-3 И
СП1213130-2009

ВЫВОДЫ
ПРОВЕДЕН СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДИК ПО РАСЧЕТУ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ В НЕЗАМКНУТОМ ПРОСТРАНСТВЕ. СРАВНЕНИЕ ДАННЫХ, ПОЛУЧЕННЫХ РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ, ПО АНАЛИЗИРУЕМЫМ В ДИССЕРТАЦИИ МЕТОДИКАМ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ.
РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРИМЕНЯТЬ РАСЧЕТНУЮ МЕТОДИКУ «ТОКСИ-3». РЕДАКЦИЯ 3.1 ПРИ РАЗРАБОТКЕ ПЛАНОВ МЕРОПРИЯТИЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ НА ОПО, ЧТО ПОМОЖЕТ ПРИБЛИЗИТЬ РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ К РЕАЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ И, КАК СЛЕДСТВИЕ, ПОВЫСИТЬ ОПЕРАТИВНОСТЬ РЕАГИРОВАНИЯ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ ФОРМИРОВАНИЙ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧС.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!