Прогнозування масштабів хімічного ураження за умов осадження небезпечної речовини

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6960-6399

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6434-6575

Тарасенко Олександр Андрійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-1313-1072

Мельниченко Андрій Сергійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-7229-6926

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2021-33-6

Ключові слова: небезпечні хімічні речовини, зона забруднення, осадження небезпечної речовини, прогнозування масштабів ураження, локалізація зони ураження

Анотація

Розроблено математичну модель зони викиду газоподібних небезпечних речовин при різних умовах активного осадження небезпечної хмари. На основі диференційних рівнянь розповсюдження газу в просторі отримано поетапну модель розповсюдження хмари небезпечної хімічної речовини, яка описує етапи викиду речовини із аварійного технологічного обладнання, осадження небезпечного газу дрібнодисперсним рідинним потоком та вільне розповсюдження хмари в повітрі. Розроблена математична модель дозволяє проводити розрахунок розмірів зон хімічного забруднення з визначенням граничних умов безпеки з урахуванням напрямку та швидкості вітру, температури повітря, ступеня вертикальної стійкості повітря, ширини зони активного осадження та хімічних властивостей як газу так і рідини. На базі пакету математичних програм MAPLE розроблено алгоритм вирішення математичної моделі з можливістю візуалізації результатів прогнозування. Автоматизація процесу прогнозування масштабів надзвичайної ситуації з візуалізацією результатів прогнозування підвищує ефективність роботи штабів з ліквідації надзвичайної ситуації та скорочує час прийняття управлінського рішення. За допомогою розробленого алгоритму проведено прогнозування масштабів хімічного ураження за різними параметрами викиду небезпечної речовини, кількістю зон осадження та інтенсивністю подачі дрібнодисперсного потоку на осадження. Проведено порівняльний аналіз результатів прогнозування умовної зони хімічного ураження при вільному розповсюдженні хмари та при активній локалізації зони викиду оперативно-рятувальними підрозділами. Результати порівняльного аналізу показали, що врахування процесів осадження хмари небезпечних хімічних речовин при прогнозуванні масштабів надзвичайної ситуації дозволяють суттєво підвищити точність визначення розмірів небезпечної зони, що впливає на коректність прийняття управлінського рішення при проведенні аварійно-рятувальних та евакуаційних робіт

Посилання

1. Bundy, J., Pfarrer, M. D., Short, C. E., Coombs, W. T. (2017). Crises and Crisis Management: Integration, Interpretation, and Research Development. Journal of Management, 43(6), 1661–1692. doi.org/10.1177/0149206316680030
2. Swain, C. (2009). WISER and REMM: Resources for Disaster Response. Journal of Electronic Resources in Medical Libraries, 6, 253–259. doi.org/10.1080/15424060903167393
3. Polorecka, M., Kubas, J., Danihelka, P., Petrlova, K., Repkova Stofkova, K., Buganova, K. (2021). Use of Software on Modeling Hazardous Substance Release as a Support Tool for Crisis Management. Sustainability, 13, 438–453. doi.org/10.3390/su13010438
4. Dahia, A., Merrouche, D., Merouani, D. R. Rezoug, T., Aguedal, H. (2019). Numerical Study of Long-Term Radioactivity Impact on Foodstuff for Accidental Release Using Atmospheric Dispersion Model. Arabian Journal for Science and Engineering, 44, 5233–5244. doi.org/10.1007/s13369-018-3518-2
5. Loosmore, G., Cederwall, R. (2004). Precipitation scavenging of atmospheric aerosols for emergency response applications: testing an updated model with new real-time data // Atmospheric Environment, 38, 993–1003. doi.org/10.1016/j.atmosenv.2003.10.055
6. Elperin, T., Fominykh, A., Krasovitov, B., Vikhansky, A. (2011). Effect of rain scavenging on altitudinal distribution of soluble gaseous pollutants in the atmosphere. Atmospheric Environment, 45(14), 2427–2433. doi.org/10.1016/j.atmosenv.2011.02.008
7. Wei, L. (2011). Research on Countermeasures and Methods of Disposing Incidents of Hazardous Chemicals Reacting with Water. Procedia Engineering, 26, 2278 2286. doi.org/10.1016/j.proeng.2011.11.2435
8. Hollingsworth, S. A., Dror, R. O. (2018). Molecular Dynamics Simulation for All. Neuron, 99, 1129–1143. doi.org/10.1016/j.neuron.2018.08.011
9. Shiraiwa, M., Pfrang, C., Koop, T., Pöschl, U. (2012). Kinetic multi-layer model of gas-particle interactions in aerosols and clouds (KM-GAP): linking condensation, evaporation and chemical reactions of organics, oxidants and water // Atmospheric Chemistry and Physics, 12, 2777–2794. doi.org/10.5194/acp-12-2777-2012
10. Kustov, M. V., Basmanov, O. Y., Melnichenko, A. S. (2020). Modeling the zone of chemistry in the minds of the localization of the supervised situation. Problems of supervised situations, 32, 145–157. doi.org/10.5281/zenodo.4400185
11. Kustov, M., Kalugin, V., Levterov, A. (2016). Rain scavenging of a radioac-tive aerosol atmospheric precipitation. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, Vienne, 3–4, 73–76.