link3848 link3849 link3850 link3851 link3852 link3853 link3854 link3855 link3856 link3857 link3858 link3859 link3860 link3861 link3862 link3863 link3864 link3865 link3866 link3867 link3868 link3869 link3870 link3871 link3872 link3873 link3874 link3875 link3876 link3877 link3878 link3879 link3880 link3881 link3882 link3883 link3884 link3885 link3886 link3887 link3888 link3889 link3890 link3891 link3892 link3893 link3894 link3895 link3896 link3897 link3898 link3899 link3900 link3901 link3902 link3903 link3904 link3905 link3906 link3907 link3908 link3909 link3910 link3911 link3912 link3913 link3914 link3915 link3916 link3917 link3918 link3919 link3920 link3921 link3922 link3923 link3924 link3925 link3926 link3927 link3928 link3929 link3930 link3931 link3932 link3933 link3934 link3935 link3936 link3937 link3938 link3939 link3940 link3941 link3942 link3943 link3944 link3945 link3946 link3947 link3948 link3949 link3950 link3951 link3952 link3953 link3954 link3955 link3956 link3957 link3958 link3959 link3960 link3961 link3962 link3963 link3964 link3965 link3966 link3967 link3968 link3969 link3970 link3971 link3972 link3973 link3974 link3975 link3976 link3977 link3978 link3979 link3980 link3981 link3982 link3983 link3984 link3985 link3986 link3987 link3988 link3989 link3990 link3991 link3992 link3993 link3994 link3995

Лекции по системному анализу в чрезвычайных ситуациях. Часть 4

1.1.2. Второй этап.

Особенности протекания второго этапа рассматриваемого процесса, т.е. распространение опасных потоков, обусловлены как перечисленными только что факторами, так и спецификой пространства, заполняемого веществом или находящегося между источником энергии и подверженным ее воздействию объектом. Чаще всего это пространство может быть трехмерным (атмосфера, водоем, почва), иметь заполнение — неоднородное или однородное, неподвижное или подвижное (несущую среду), обладать фактически бесконечными размерами или ограничиваться другой средой, способной поглощать или отражать потоки энергии или вещества.

С учетом данного обстоятельства возможны различные сочетания существенных для процессов энергомассообмена и потокообразования факторов, приводящих к различным сценариям, начиная с растекания жидких веществ по твердой поверхности и завершая заполнением всего пространства смесью аэрозоли, газа и/или жидкости.

Рассмотрим, например, сценарии, связанные с распространением химических веществ в воздушной среде. Сложность модели здесь может быть различна, и это во многом зависит от принятых допущений. В частности, возможны следующие варианты постановки задачи.

1. Принимается допущение о неподвижности атмосферы. В этом случае можно выделить основные особенности распространения газообразных веществ. Они проявляются обычно в образовании либо облака (для залпового выброса газов) либо шлейфа (для их непрерывного истечения), которые затем ведут себя соответственно следующим образом:

а) стелятся над поверхностью или постепенно приближаются к ней (тяжелые газы);

б) касаются земли или распространяются параллельно поверхности (газы, плотность которых близка к плотности воздуха;

в) поднимаются в виде гриба или расширяющегося конуса, поперечные сечения которых называются «термиками» («термик» — интенсивно перемешиваемое образование с поднимающими легкими потоками внутри и опускающимися из-за охлаждения более плотными окружающими газами (легкие газы).

2. Учитывается подвижность атмосферы как несущей среды и характер подстилающей ее поверхности.

Подвижность атмосферы характеризуется скоростью ветра ux , скоростью переноса vх, вертикальной устойчивостью.

Характер подстилающей поверхности обусловлен рельефом местности, шероховатостью поверхности.

Этих факторы слегка видоизменяют процесс распространения облака. Обычно это приводит к дрейфу шлейфа или облака атмосфере с постепенным изменением их высоты и формы примерно так, как это показано на рис.1. Причины тому — действие архимедовых и сил, а также размыв поверхности этих образований за счет трения о поверхность земли и турбулентного рассеяния газов в процессе так называемой атмосферной диффузии (турбулентная диффузия).

Величина трения о земную поверхность обычно зависит от размеров зданий, оврагов, деревьев, кустов и других естественных шероховатостей.

clip_image002[8]

а б в

Рис. 1. Распространение облака АХОВ в атмосфере

а — легкий газ, б — газ равный по плотности воздуху, в — тяжелый газ

Влияние атмосферы определяется направлением и скоростью циркулирующих в ней потоков, в том числе потока тепловой энергии. Для учета такого влияния при математическом моделировании обычно используют шесть классов устойчивости атмосферы:

А — сильно неустойчивая с преобладанием конвекции,

В — умеренно неустойчивая,

С — слабо неустойчивая атмосфера,

D — нейтральная стратификация, т.е. изотермия,

Е — слабо устойчивая с инверсией,

F — умеренно устойчивая.

Ниже, в табл. 1 приведена такая классификация в зависимости от времени суток, скорости ветра, облачности и солнечной радиации.

Табл. 1. Классы устойчивости атмосферы по Ф. Пэсквиллу

Скорость ветра u на высоте 10 м,

м/с

День

Ночь

Инсоляция

Облачность

интенсивная

умеренная

слабая

тонкая

отсутствует

u £ 2

A

A — B

B

2 < u £ 3

A — B

B

C

E

F

3 < u £ 5

B

B — C

C

D

E

5 < u £ 6

C

C — D

D

D

D

u > 6

C

C

D

D

D

Приведенная классификация используется затем для определения ряда эмпирических коэффициентов и зависимостей, существенно влияющих на рассеяние вредного вещества в атмосфере.

В качестве других исходных данных применяются различные сценарии и факторы, а также количественные характеристики, полученные при исследовании первого этапа процесса формирования поражающих факторов.

Вы здесь: Главная БЖД и Охрана труда Чрезвычайные ситуации Лекции по системному анализу в чрезвычайных ситуациях. Часть 4