К.т.н Савчук О.Н.,
лейтенант внутренней службы Аксенов А. А.
Санкт-Петербургский
университет ГПС МЧС России, Россиия.
В настоящее время в практике
оценки риска химической опасности и прогнозирования последствий аварий
связанных с выбросом АХОВ имеется множество методик. В них как правило
используются три основных подхода для количественного описания процесса
рассеяния выброса газообразных веществ в атмосфере:
-гауссовские или
дисперсионные модели рассеяния;
- модели рассеяния с
сосредоточенными параметрами (одна из разновидностей - модель рассеяния
тяжелого газа). Эти модели базируются
на интегральных законах сохранения либо в облаке в целом (залповый выброс),
либо в поперечном сечении облака (продолжительный выброс);
- модели, построенные на численном решении системы уравнений
сохранения в их оригинальном виде, часто называемые моделями или методами
прямого численного моделирования.
Наиболее известны методики
без использования гауссовских моделей: -
свод методик HGSYSTEM;
- методики, созданные при
поддержке исследовательских организаций - The Netherlаnds Orgаnizаtion of
Аpplied Scientific Reseаrch, Нидерланды, Det Norske Veritаs (DNV Technicа),
Норвегия.
В России широко применяется
методика оценки последствий химических аварий «ТОКСИ -3», которая используется
в.программном продукте "АХОВ" Центров управления в кризисных
ситуациях МЧС России. В основу методики положена модель рассеяния тяжелого
газа. Эта модель базируется на интегральных законах сохранения. Суть этого
подхода состоит в следующем. Выбирается некоторый пространственный объем,
параметры которого представляют интерес. При этом происходит отказ от
детального описания картины течения внутри этого объема и, соответственно, от
возможности получить детальное распределение параметров течения. Вместо этого
отслеживается изменение интегральных характеристик этого объема (масса,
импульс, энергия и т.д.), т.е. не известно, как изменилась, к примеру,
плотность в той или иной точке, но известно, как изменилась масса всего
рассматриваемого объема; не рассматривается изменение энергии в той или иной
точке, но определяется как изменилась вся энергия рассматриваемого объема и
т.д.[1]. Наиболее упрощенный подход в определении ориентировочной глубины
химического заражения при авариях с выбросом АХОВ представлен в работе [2], где
глубина заражения определяется по следующей формуле:
(1)
где,
Кв – коэффициент
учета величины скорости ветра;
Кt – коэффициент учета температуры окружающего
воздуха;
a, b, c, d – коэффициенты
степенных моделей дисперсии[2];
Сп – значения
концентраций порогового поражения рассматриваемого типа АХОВ соответственно,
г/м3.
Одним из недостатков всех
существующих методик является то, что в них не рассматривается доля
проникновения, разлитых в результате аварии АХОВ в подстилающую поверхность,
что приводит к завышенным показателям глубины заражения и завышенным
показателям риска химической опасности. Это приводит к необоснованно завышенным экономическим затратам на принятие
дополнительных мер по обеспечению безопасности и привлечению дополнительных сил
для ликвидации последствий аварии.
Один из путей решения данной проблемы
заключается в постановке эксперимента по определению доли проникновения
основных видов АХОВ в подстилающую поверхность. Результатом эксперимента будет
определение поправочных коэффициентов, показывающие долю массы жидкости,
впитавшуюся в почву. Поправочный коэффициент должен учитывать вид подстилающей
поверхности, тип АХОВ, величину глубины разлива, изменения температуры
окружающего воздуха и подстилающей поверхности, влажности почвы времени.
Включение таких поправочных коэффициентов в методики позволит получать более
достоверные результаты прогнозирования последствий аварий с выбросом АХОВ.
Литература:
1.
Idriss Serme, C.Robert Abaidoo,
Impact of tillage and fertility management on Lixisol hydraulic
characteristics. International Journal of Agronomy (IJAAR), 2015.
2.
Савчук О. Н. Прогнозирование и ликвидация
последствий при авариях (разрушениях) подвижных химически опасных объектов.
Монография. СПб.: Спб Университет ГПС МЧС России, 2014.
3.
Быков П. Г. Системный анализ и моделирование
опасных процессов в техносфере. М: Асаdema, 2003