Оценка техногенного риска при выбросе в атмосферу опасных веществ

Abstract

RU: Разработка численного метода оценки территориального риска на открытой местности и внутри зданий в случае выброса химически опасного вещества. Методы. Для описания процесса рассеивания химического агента, в случае выбро- са химически опасного вещества, используется двухмерное уравнение конвективно-диффузионного рассеивания загряз- няющего вещества в атмосферном воздухе. Уравнение учитывает параметры метеоситуации, интенсивность эмиссии хими- ческого агента, наличие зданий возле места выброса химически опасного вещества. Для численного интегрирования моде- лирующего уравнения используется неявная попеременно-треугольная разностная схема. Для моделирования ветрового потока при наличии застройки используется модель потенциального течения. Для решения уравнения Лапласа для потен- циала скорости применяется метод суммарной аппроксимации. Особенностью разработанной численной модели является возможность оценки территориального риска, в случае выброса химически опасного вещества, при различных метеоуслови- ях и наличии зданий. Результаты. Разработан специализированный комплекс программ, который может быть использо- ван для оценки территориального риска в случае выброса химически опасного вещества на промышленных площадках. Ме- тод может быть реализован на компьютерах малой и средней мощности, что позволяет его широко использовать для реше- ния задач рассматриваемого класса. Представлены результаты вычислительного эксперимента, позволяющие оценить воз- можности предложенного метода оценки территориального риска в случае выброса химически опасного вещества. Науч- ная новизна. Предложен эффективный метод оценки территориального риска в случае выброса химически опасного веще- ства на территории промплощадки. Метод может быть использован для оценки территориального риска в условиях город- ской застройки, что позволяет получать адекватные данные о возможных зонах поражения, как на открытой местности, так и внутри помещений. Метод основан на численном интегрировании уравнения массопереноса и уравнения Лапласа для потенциала скорости. Практическая значимость. Предложенный метод оценки территориального риска в случае выброса химически опасного вещества с применением химического агента на промплощадках. Метод может быть использован для расчета зон поражения возле административных зданий, центров и других социально значимых объектов.

UK: Розробка чисельного методу оцінки територіального ризику на відкритій місцевості і всередині будівель в разі викиду хімічно небезпечної речовини. Методи. Для опису процесу розсіювання хімічного агента, в разі викиду хімічно небезпечної речовини, використовується двомірне рівняння конвективно-дифузійного розсіювання забруднюючої речовини в атмосферному повітрі. Рівняння враховує параметри метеоситуації, інтенсивність емісії хімічного агента, наявність буді- вель біля місця викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного інтегрування моделюючого рівняння використову- ється неявна поперемінно-трикутна різницева схема. Для моделювання вітрового потоку при наявності забудови використо- вується модель потенційного течії. Для вирішення рівняння Лапласа для потенціалу швидкості застосовується метод сумар- ної апроксимації. Особливістю розробленої чисельної моделі є можливість оцінки територіального ризику в разі викиду хімічно небезпечної речовини при різних метеоумовах і наявності будівель. Результати. Розроблено спеціалізований комплекс програм, який може бути використаний для оцінки територіального ризику в разі викиду хімічно небезпечної ре- човини на промислових майданчиках. Метод може бути реалізований на комп'ютерах малої і середньої потужності, що до- зволяє його широко використовувати для вирішення задач даного класу. Представлені результати обчислювального експе- рименту, що дозволяють оцінити можливості запропонованого методу оцінки територіального ризику в разі викиду хімічно небезпечної речовини. Наукова новизна. Запропоновано ефективний метод оцінки територіального ризику в разі викиду хімічно небезпечної речовини на території проммайданчика. Метод може бути використаний для оцінки територіального ризику в умовах міської забудови, що дозволяє отримувати адекватні дані про можливі зони ураження, як на відкритій міс- цевості, так і всередині приміщень. Метод заснований на чисельному інтегруванні рівняння масопереносу і рівняння Лапла- са для потенціалу швидкості. Практична значимість. Запропонований метод оцінки територіального ризику в разі ви- киду хімічно небезпечної речовини із застосуванням хімічного агента на проммайданчиках. Метод може бути використаний для розрахунку зон ураження біля адміністративних будівель, центрів та інших соціально значущих об'єктів.

EN: Development of a numerical method for assessing territorial risk in open areas and inside buildings in the event of a release of a chemically hazardous substance. Methodology. To describe the process of dispersion of a chemical agent, in case of release of a chemically hazardous substance, the two-dimensional equation of convective-diffusive dispersion of the pollutant in the atmospheric air is used. The equation takes into account the parameters of the meteorological situation, the intensity of the emission of a chemical agent, the presence of buildings near the place of emission of a chemically dangerous substance. For the numerical integration of the modeling equation, an implicit alternating triangular difference scheme is used. To model the wind flow in the presence of buildings, a potential flow model is used. To solve the Laplace equation for the velocity potential, the total approximation method is used. A feature of the developed numerical model is the possibility of assessing the territorial risk, in the event of a release of a chemically hazardous substance, under various weather conditions and the presence of buildings. Findings. A specialized set of programs has been developed that can be used to assess the territorial risk in the event of the release of a chemically hazardous substance at industrial sites. The method can be implemented on computers of low and medium power, which allows it to be widely used to solve problems of this class. The results of a computational experiment are presented, allowing to evaluate the possibilities of the proposed method of assessing the territorial risk in the event of a release of a chemically dangerous substance. Originality. An effective method for assessing the territorial risk in the event of a release of a chemically hazardous substance on the industrial site is proposed. The method can be used to assess territorial risk in urban areas, which allows to obtain adequate data on the possible affected areas, both in open areas and indoors. The method is based on the numerical integration of the mass transfer equation and the Laplace equation for the velocity potential. Practical value. The proposed method of assessing the territorial risk in the event of a release of a chemically hazardous substance with the use of a chemical agent at industrial sites. The method can be used to calculate the affected areas near administrative buildings, centers and other socially significant objects.