Прогнозирование последствий чрезвычайной ситуации на объекте морского транспорта

Глава «Гражданская защита/оборона»

 

Прогнозирование последствий чрезвычайной ситуации

на объекте морского транспорта

 

 

1. Исходные данные (сценарий возникновения чрезвычайной ситуации на объекте  морского транспорта).

Судно-контейнеровоз  «Stoyko Peev» стоит у причала № 4 порта Галифакс (Канада). Получено сообщение об инциденте на территории специализированного перегрузочного комплекса для контейнеров: вследствие повреждения запорной арматуры многоэлементного газового контейнера (МЭГК) произошла утечка сжиженного газа - сероводорода. Количество разлившегося сероводорода, являющегося сильнодействующим ядовитым веществом (СДЯВ), 5 т. Характер разлива СДЯВ - «свободно».

Метеорологические условия на момент аварии: время суток – день, 9.00, температура воздуха 10⁰, скорость ветра 2 м/с, ветер – встречный, сплошная облачность. Расстояние от судна до места аварии – 0,5 км. Характер местности – территория порта.

Выполнить оперативный прогноз химической обстановки на время через 1 час после аварии. Предложить мероприятия по уменьшению возможных потерь среди экипажа судна.

2. Оценка масштабов химического заражения территории.

Выполнение расчетов ведется с помощью формул и таблиц, приведенных в Методике прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций на объектах морского транспорта (Приложение 1 к «Методическим указаниям по выполнению раздела «Гражданская защита/ оборона»  дипломных проектов (работ)»).

 

2.1. Определение степени вертикальной устойчивости воздуха.      

По заданным метеорологическим условиям (время суток - день, скорость ветра 2 м/с, сплошная облачность) с помощью таблицы 1 определяем: на момент возникновения чрезвычайной ситуации степень вертикальной устойчивости воздуха - изотермия.

 

Таблица 1

Определение степени вертикальной устойчивости воздуха по прогнозу погоды

 

Скорость ветра, м/с	Время суток
	день			ночь
	Наличие облачности
	Отсутствует	средняя	сплошная	отсутствует	средняя	сплошная
0,5 ≤	Конвекція	конвекция	изотермия	инверсия	инверсия	изотермия
0,6-2,0	Конвекція	конвекция	изотермия	инверсия	инверсия	изотермия
2,1 – 4,0	Конвекція	изотермия	изотермия	инверсия	изотермия	изотермия
> 4,0	Изотермия	изотермия	изотермия	изотермия	изотермия	изотермия

2.2. Расчет эквивалентного количества СДЯВ в первичном облаке.

Количественные характеристики выброса СДЯВ для расчета масштабов заражения определяются по его эквивалентным значениям.

Рассчитываем эквивалентное количество Q_э1 (т) сероводорода в первичном облаке:

 

          Q_э1 = К₁·К₃·К₅·К₇¹·Q_о =  0,27· 0,036·0,23·0,9·5 = 0,01 т,

 

где: К₁ = 0,27 – коэффициент, зависящий от условий хранения сероводорода (таблица 2);

К3 = 0,036 – коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе сероводорода (таблица 2);

К5 = 0,23 – коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости воздуха для изотермии (п. 3.2. Методики прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций на объектах морского транспорта);

К₇¹ = 0,9 – коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха на скорость образования первичного облака (таблица 2);

Q_о= 5 – количество разлившегося при аварии сероводорода, т.

 

Таблица 2

        Характеристики СДЯВ и значения вспомогательных коэффициентов

Наиме-нование СДЯВ	Плотность СДЯВ, т/ м3		Температура кипения, °С	Пороговая  токсодоза, мг·мин/л	Значения вспомогательных коэффициентов
	Изометри-ческое хранение				К1	K2	K3	K7 для температуры воздуха (°С)
								-40	-20	0	10	40
	Газ	Жид-кость
Сероводород	0,0015	0,964	-60,35	16,1	0,27	0,042	0,036	0,3 1	0,5 1	0,8 1	0,9 1	1,2 1

 

Примечание: 

1. В таблице  приведены значения К₇ в числителе - К₇¹ (для первичного облака), в знаменателе - К₇ ^ІІ (для вторичного облака).

 

2.3. Расчет площади разлива, продолжительности поражающего действия и эквивалентного количества СДЯВ во вторичном облаке.

Площадь разлива S_р (м²) сероводорода равна:

 

                                                        Q_о / ρ       5 / 0,964

                                      S_р = ------ = --------- = --------------- = 103,73 м² ,

                                                 h             h               0,05

где: – объем разлившегося сероводорода, м³; 

ρ = 0,964 - плотность сероводорода, т/м3 (таблица 2);

h = 0,05 –  толщина слоя сероводорода (для характера разлива - «свободно»), м.

Продолжительность поражающего действия СДЯВ определяется временем его испарения с площади разлива и временем спада концентрации СДЯВ до безопасного уровня после ухода облака зараженного воздуха от данной точки.

Рассчитываем продолжительность поражающего действия Т (ч) сероводорода:

 

     h · ρ                  1            0,05 · 0,964           1

T = ----------------  + --------- =      --------------- + ------- = 0,86 + 0,42 = 1,27 ч. = 1 ч.16 мин.,

             К₂ · К₄ · К₇^ІІ    К_м · v_п       0,042· 1,33 · 1    0,2 · 12

 

где: К₂ = 0,042 – коэффициент, зависящий от физико-химических свойств сероводорода (таблица 2);

К₄ = 1,33 – коэффициент, учитывающий скорость ветра  (таблица 3);

К₇^ІІ = 1 – коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака (таблица 2);

К_м = 0,2 – коэффициент, учитывающий влияние местности на скорость распространения облака сероводорода (таблица 4);

v_п = 12 – скорость переноса переднего фронта зараженного воздуха, км/ч (таблица 5).

 

Таблица 3

Значение коэффициента К₄ в зависимости от скорости ветра

 

Скорость ветра (u), м/с	1≤	2	3	4	5	6	7	8	9	10
К4	1	1,33	1,67	2,0	2,34	2,67	3,0	3,34	3,67	4,0

 

 

Таблица 4

Значение  коэффициента К_м в зависимости от влияния характера местности

 

Рельеф местности, вид растительности и застройки	Вертикальная устойчивость воздуха
	конвекция	изотермия	инверсия
Водная поверхность, открытая местность	1	1	1
Равнинный, редкие деревья	0,5	0,6	0,6
Равнинный, густой лес	0,3	0,4	0,4
Холмистый, редкие деревья	0,2	0,3	0,4
Холмистый, густой лес	0,1	0,2	0,3
Предгорья, редкие деревья	0,1	0,2	0,3
Предгорья, густой лес	0,1	0,1	0,1
Редкие здания	0,2	0,3	0,4
Городская (промышленная) застройка	0,2	0,2	0,3
Территория порта	0,2	0,2	0,3

 

Таблица 5

Скорость (км/ч) переноса v_п переднего фронта облака зараженного воздуха

в зависимости от скорости ветра

 

Степень вертикальной устойчивости воздуха	Скорость ветра (u), м/с
	1≤	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Инверсия	5	10	16	21	-	-	-	-	-	-
Изотермия	6	12	18	24	29	35	41	47	53	59
Конвекция	7	14	21	28

Рассчитываем эквивалентное количество сероводорода Q_э2 (т) во вторичном облаке:

 

                                               Q_о                                                                                                          5             

Q_э2 = (1-К₁)·К₂·К₃·К₄·К₅·К₆·К₇ ^ІІ · ----- = (1-0,27)·0,042·0,036·1,33·0,23·1·1· ----------=0,035т,

                                           h · ρ                                                      0,05·0,964

 

где: К6 = N ^0,8 = 1 ^0,8 = 1– коэффициент, зависящий от времени N, прошедшего с момента начала аварии (по условию задачи N= 1 ч); 

К₇^ІІ = 1 – коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающего воздуха на скорость образования вторичного облака (таблица 2).

 

2.4. Определение глубины и площади зоны заражения.

            Определение глубины зоны заражения первичным (вторичным) облаком СДЯВ при авариях на технологических емкостях, хранилищах и транспорте ведется с использованием таблицы 6.

 

Таблица 6

Глубина (км) зоны заражения

 

Скорость ветра, м/с	Эквивалентное количество СДЯВ, т
	0,01	0,05	0,1	0,5	1	3	5	10	20
1 и менее	0,38	0,85	1,25	3,16	4,75	9,18	12,53	19,20	29,56
2	0,26	0,59	0,84	1,92	2,84	5,35	7,20	10,83	16,44
3	0,22	0,48	0,68	1,53	2,17	3,99	5,34	7,96	11,94
4	0,19	0,42	0,59	1,33	1,88	3,28	4,36	6,46	9,62
5	0,17	0,38	0,53	1,19	1,68	2,91	3,75	5,53	8,19
6	0,15	0,34	0,48	1,09	1,53	2,66	3,43	4,88	7,20
7	0,14	0,32	0,45	1,00	1,42	2,46	3,17	4,49	6,48
8	0,13	0,30	0,42	0,94	1,33	2,30	2,97	4,20	5,92
9	0,12	0,28	0,40	0,88	1,25	2,17	2,80	3,96	5,60
10	0,12	0,26	0,38	0,84	1,19	2,06	2,66	3,76	5,31