Прогнозирование количества пострадавших среди персонала и населения, оказавшегося в зоне фактического заражения

Основными исходными данными для расчета являются:

• — наличие факторов поражения (первичное и вторичное облака либо только первичное, либо только вторичное облако);
• — средняя плотность населения в зоне заражения исходя из допущения, что население распределено по территории равномерно;
• — доля населения, которую планируется защитить тем или иным способом (укрытие в жилых и производственных помещениях, транспорте, убежищах и других защитных сооружениях; использование индивидуальных средств защиты и проведение эвакуации);
• — степень защищенности населения при использовании определенного способа защиты.

Количество населения, попавшего в зону заражения, N (чел.), рассчитывается исходя из средней плотности по формуле.

(5.95).

где Р_r и Р₃₃ — плотность населения соответственно в городе и загородной зоне, чел./км; S_r и S₃₃ — площади территории в городе и загородной зоне, приземный слой воздуха которых подвергся заражению, км².

Численность пораженного населения определяется его защищенностью.

при , или.

(5.96).

где ?_п?? — количество пораженного населения, чел.; N — численность населения, оказавшегося в зоне фактического заражения, чел.; Р, — доля населения, защищаемая от действия ОХВ i-м способом; K_защ,i — коэффициент защиты укрытия /-го способа;

 — среднее значение коэффициента защищенности населения с учетом его пребывания открыто на местности, в транспорте, жилых и производственных зданиях (см. табл. П. 12).

В случае образования первичного и вторичного облаков заражения сначала рассчитывают количество пораженных от первичного облака (N_{nop, 1}). Расчет количества человек, пораженных ОХВ вторичного облака, производится путем вычитания числа пораженных от первичного облака из общего количества населения в зоне заражения.

Для оценки распределения людей по степеням поражения приближенно можно принять, что структура пораженного населения соответствует данным табл. 5.34.

Таблица 5.34.

Структура населения, пораженного ОХВ.

Для оценки глубины зон с разной степенью поражения можно принять, что глубина зоны, где могут наблюдаться смертельные поражения, составляет Г_см = 0,3 Г, глубина зоны, где могут быть поражения не ниже средней степени тяжести, составляет Г_г и ср =0,5 Г, глубина зоны, где могут быть поражения не ниже легкой степени, составляет Г_лег = 0,7 Г.

Время подхода облака ОХВ к заданному объекту ?_подх (ч) зависит от скорости переноса облака воздушным потоком и определяется по формуле.

(5.97).

где, а — расстояние от источника заражения до заданного объекта, км; u — скорость переноса переднего фронта облака зараженного воздуха, км/ч (см. табл. П.8).

Более строго пространственное распределение и степень поражения людей получают, используя вероятностный подход к определению поражающего фактора Р по пробит-функции Рr в виде:

(5.98).

где а, b и n — константы для каждого конкретного ОХВ (см. табл. 5.35);? — время воздействия ОХВ, мин; С — концентрация ОХВ в конкретной точке зоны заражения, ppm, связанная с концентрацией вещества в мг/л соотношением.

где С_ррт, С_мг/л — концентрация ОХВ, выраженная ррт и мг/л, соответственно; t — температура воздуха, °С; М — молекулярная масс ОХВ, кг/кмоль; Р — давление воздуха, мм рт. ст.

Таблица 5.35.

Значения коэффициентов a, b и n в формуле (5.98) для случая смертельного поражения.

В самом простом случае для точечного источника наседающей примеси на уровне земли приближенное значение концентрации ОХВ в точке по направлению ветра можно найти по выражению, представляющему собой форму двойного гауссона (нормального) распределения:

(5.99).

где С (x, y, z) — значение концентрации в точке с координатами х, у, z, мг/л; Q — мощность источника выброса, г/с; u — скорость ветра, м/с; ?_y, ?_z — стандартные отклонения на расстоянии х по осям? и ?, м. Величины стандартных отклонений от расстояния х определяются по следующим формулам:

(5.100).

(5.101).

где.

Коэффициенты А₁, А₂, В₁, В₂, С₁, С₂, С₃, D₁, D₂ определяются по табл. 5.36−5.38.

Таблица 5.36.

Величины коэффициентов А₁, А₂, В₁, В₂, С₃ в зависимости от класса стабильности атмосферы.

Таблица 5.37.

Величины коэффициентов С₁, С₂, D₁, D₂ в зависимости от размера шероховатости z₀

Таблица 5.38.

Шероховатость поверхности в зависимости от типа местности, где происходит рассеяние.

Величина ?_z, рассчитанная по формуле (5.101), не должна превосходить величины ?_z, указанные в табл. 5.39, если это имеет место, то вместо величины, рассчитанной по формуле (5.101), следует использовать соответствующее данному классу стабильности значение из табл. 5.39.

Таблица 5.39.

Максимальное знамение ?.

Пример 14. На водоочистной станции в 8 часов утра произошла авария, связанная с разрушением емкости, содержавшей Q₀ = 10 т хлора, хранящегося под давлением. Емкость с хлором размешалась на поддоне с высотой стенок Н = 1,0 м. При прогнозировании последствий аварии принять следующие метеоусловия: инверсия, скорость ветра w_B = 3 м/с, температура воздуха t_в = + 20 °C. Плотность населения в полумиллионном городе Р_гор = 2500 чел./км². Население об аварии не оповещено.

Определить глубину распространения зараженного ОХВ воздуха через? = 2 часа после аварии и структуру пораженного населения.

Решение.

I. Принимая глубину слоя разлившегося хлора, равной h = Н- 0,2 = = 1,0 — 0,2 = 0,8 (м) и ?_ж = 1,558 (т/м³), найдем по формуле (5.93) время испарения.

2. Эквивалентное количество ОХВ в первичном облаке Q_{э, 1} определяем по формуле (5.91) с использованием данных табл. П. 10.

3. Эквивалентное количество ОХВ во вторичном облаке 0_{э, 2} определяем по формуле (5.92) с использованием данных табл. П. 10.

Здесь коэффициент принят равным k₆ = ?^0,8 = 2^0,8, так как? < ?_исп

4. Глубины зон заражения первичным Г (и вторичным Г₂облаками определим по табл. П. 10 в зависимости от скорости ветра w_в = 3 м/с и соответствующего эквивалентного количества ОХВ путем интерполяции.

Для первичного облака: Q_{э, 1} = 1,8 т, интерполируя по данным табл. П. 7, получим Г₁ = 2,9 км.

Для вторичного облака: Q_{э, 2} = 1 т, по табл. П. 7, имеем Г₂ = 2,17 км.

Полная глубина зоны заражения Г_зар равна по формуле (5.88) равна.

5. Предельно возможное значение глубины переноса воздушных масс Г_пред при скорости переноса u = 16 км/ч (табл. П. 8, инверсия, скорость ветра w_в = 3 м/с) по формуле (5.89) равно.

За истинную глубину зоны заражения принимаем величину.

6. Площадь зоны фактического заражения находим по формуле (5.90).

Так как скорость ветра w_н более 2 м/с, то зона фактического заражения будет располагаться в секторе с углом 45° по направлению ветра.

7. Количество людей, попавших в зону фактического заражения, N найдем по формуле (5.95).

8. Определим число пораженных с учетом защищенности населения.

Для условий примера найдем среднее значение защищенности городского населения с учетом его пребывания открыто на местности, в транспорте, жилых и производственных зданиях. Так, как авария произошла в 8 часов, то согласно табл. П. 3.1, 22% населения находилось в жилых зданиях с коэффициентом защиты по месту пребывания людей в течение 2 часов, равным 0,38 (табл. П. 12); 50% населения — в производственных зданиях с коэффициентом защиты 0,09; 28% - в транспорте без средств защиты.

Тогда среднее значение коэффициента защищенности составит.

Далее по формуле (5.96) определим число пораженных.

9. Согласно табл.5.34 можно ожидать следующее распределение пострадавшего населения по степеням тяжести поражения ОХВ:

смертельные поражения.

поражения тяжелой и средней степени тяжести.

легкие поражения.

пороговые поражения.

10. Для определения пространственного распределения зон заражения с разной степенью поражения людей приближенно можно принять:

глубина зоны, где могут быть смертельные поражения:

глубина зоны, где могут быть поражения не ниже средней степени тяжести: глубина зоны, где могут быть поражения не ниже легкой степени: