Экология 6
Гунько Е. Ю.
Днепропетровский национальный университет
железнодорожного
транспорта имени академика В.Лазаряна
прогнозирование РИСКА
ТОКСИЧНОГО ПОРАЖЕНИЯ ЛЮДЕЙ на ХИМИЧЕСКИ ОПАСНых предприятиях при авариях
В настоящее время актуальной
задачей является прогнозирование риска токсичного поражения людей на объекте и,
в частности, людей, находящихся в производственных помещениях при авариях на
химически опасных объектах. Существующая нормативная методика не дает
возможности прогнозировать такой вид риска в зависимости от конкретного
сценария аварии, расположения зданий на промплощадке и т.д. Поэтому для
разработки планов ликвидации последствий аварий необходимо иметь методики,
позволяющие оценивать риск токсичного поражения людей на объекте.
Для моделирования процесса
загрязнения атмосферы при миграции в ней токсичного вещества (аварийная утечка)
будем использовать трехмерное уравнение миграции примеси (модель градиентного
типа) [2,3]:
, (1)
где 
– концентрация токсичного вещества; 
– компоненты вектора
скорости воздушной среды; 
– скорость оседания; 
– коэффициент
турбулентной диффузии; 
– интенсивность
выброса токсичного вещества; 
– дельта-функция
Дирака; 
– координаты источника выброса.
Для расчета
поля скорости воздушного потока на промплощадке делается допущение, что
движение воздушной среды
– потенциальное, тогда компоненты скорости воздушной
среды определяются соотношениями:
,
где 
– потенциал.
Уравнение для
определения потенциала имеет вид:
(3)
В разработанной численной
модели используется неравномерный профиль скорости ветра:
,
где 
– скорость ветра на
высоте 
; 
;.
Численное интегрирование
уравнения (2) осуществляется с использованием неявной попеременно-треугольной
разностной схемы расщепления [3].
Численное
интегрирование данного уравнения для потенциала скорости проводится с
использованием неявной разностной схемы условной аппроксимации и метода Либмана.
На базе
рассмотренной модели создан пакет программ на алгоритмическом языке FORTRAN.
Рис. 1 Зона загрязнения
атмосферы, t =15c (два здания на
промплощадке, сечение y=55 м)
Рис. 2 Зона загрязнения
атмосферы, t =40c
(вид сверху, сечение z=8,5 м)
Данный пакет
программ может быть использован для решения следующих задач: моделирование
рассеивания токсичных газов на промплощадке с учетом влияния на этот процесс
застройки (рис.1, 2); оценка токсичного поражения людей на промплощадке; оценка
токсичного поражения людей в производственных помещениях. Решение задачи может
быть получено за 5-10 с. машинного времени на ПК типа PENTIUM 3.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий.
Учебное пособие в 5-ти книгах / Под редакцией В. А. Котляревского и А. В.
Забегаева). – М.: Из-во АСВ, 2001 – 200 с.
3.
Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды.
– М.: Наука, 1982 – 320 с.
4.
Мацак В. Г., Хоцянов Л. К. Гигиеническое значение
скорости испарения и давления пара токсических веществ, применяемых в
производстве. – М.: Медгиз, 1959 – 231 с.
5.
Самарский А. А. Теория разностных схем. – М.: Наука, 1983 – 616 с.