Материал: Аварійне прогнозування на Дніпровській водозабірній станції

Аварійне прогнозування на Дніпровській водозабірній станції

ВСТУП

Водопостачання Києва забезпечується двома водозабірними станціями - Дніпровською (3 км нижче за течією від шлюзів Київської ГЕС) і Деснянською (3 км вище від гирла р.Десна), а також 364 артезіанськими свердловинами, що також включені до загальноміської системи водопостачання, і водою з 118 децентралізованих бюветів. Загальна проектна потужність господарсько-питного водопроводу м. Києва складає 2 млн. 100 тис. м³/добу, у Тому числі Дніпровської водопровідної станції - 600 тис. м³/добу, Деснянської водопровідної станції - 1 млн. 80 тис. м³/добу, артезіанського водопроводу - 420 тис. м³/добу. Основна частина води на правий берег постачається з Деснянської водопровідної станції по шести водоводах, а також по чотирьох дюкерах.

Хімічні речовини та біологічні препарати природного чи штучного походження негативно впливають на життя та здоров'я людей, тварин і рослин. Особливо небезпечні аварії на підприємствах, які виробляють, використовують або зберігають СДОР, вибухо- і вогненебезпечні матеріали. До них належать підприємства хімічної, нафтопереробної промисловості, підприємства харчової, м'ясомолочної промисловості, холодокомбінати, продовольчі бази, що мають холодильні установки, в яких як хладогена використовується аміак, водоочисні та інші споруди, що використовують хлор, склади з запасом сильнодіючих хімічних речовин.

Об'єкти господарювання, на яких використовуються СДОР, є потенційними джерелами техногенної небезпеки. Це хімічно небезпечні об'єкти. У результаті аварії на об'єкті, де виробляють або використовують СДОР, обслуговуючий персонал і населення, яке проживає поблизу об'єкта, сільськогосподарські тварини, посіви та лісові насадження можуть бути уражені отруйними речовинами.

ГЛАВА I. ДНІПРОВСЬКА ВОДОЗАБІРНА СТАНЦІЯ

Дніпровська водозабірна станція побудована в 1939 році, проектна потужність складає 600 тис. м³ на добу, середньодобова подача води становить 200 тис. м³.

На Дніпровській водопровідній станції запроектована класична схема реагентної очистки води з відстоюванням та фільтруванням. Технологічні лінії складаються зі змішувачів, горизонтальних відстійників сумісних з камерами реакцій та швидких фільтрів

Вода з р. Дніпро через водозабірний ківш по сифонних водоводах надходить у водоприймальні колодязі насосних станцій першого підйому.

У перший відсік водоприймального колодязя під всмоктуючі патрубки насосних агрегатів спочатку подається аміачна вода, а потім вводиться хлорна вода.Насосними агрегатами вода по напірних водоводах подається на блок змішувачів. В змішувачах відбувається швидке перемішування води з реагентами - коагулянтами (гідроксихлорид алюмінію та сульфат алюмінію) та флокулянтами. Зі змішувачів самопливом по водоводах вода надходить до камер реакцій, де відбувається її змішування з утворенням гідроксиду алюмінію у вигляді пластівців. Із камер реакцій вода поступає у відстійники, де відбувається процес висадження забруднень. По мірі накопичення осаду в відстійниках проводиться їх чистка та мийка з виключенням однієї споруди з циклу водопідготовки. Після освітлення вода надходить на блок швидких фільтрів, на яких завершується процес фізико-хімічної очистки за допомогою фільтрації води крізь шар надміцного кварцового піску.

Фільтрована вода по водоводах надходить в цех озонування де у барботажних камерах проходить обробку озоно-повітряною сумішшю. Це завершальний етап обробки - кондиціювання питної води. Далі очищена вода надходить в резервуари чистої води і агрегатами насосної станції ІІ - підйому подається по напірних водоводах у водопровідну мережу.

На очисних спорудах для знезараження води застосовується рідкий хлор, який транспортується хлоропроводами з видаткового складу на очисні споруди. Очистка води передбачає подвійне хлорування: під всмоктуючі патрубки насосних агрегатів першого підйому, та при необхідності, переважно в теплий період року, на вході до барботажних камер озонування. Така технологія забезпечує окислення забруднень в річковій воді, а також бактеріальну стабільність питної води при транспортуванні її до абонентів.

З метою зниження вмісту токсикологічних показників питної води, в технології водопідготовки на Дніпровській водопровідній станції застосовується хлор-аміачний метод обробки води.

водозабірний аварія хімічний пожежа

ГЛАВА II. АВАРІЙНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ

Аварійне прогнозування здійснюється під час виникнення аварії на хімічно небезпечних об'єктах для оцінки можливих наслідків аварії і порядку дії у зоні можливого хімічного зараження. Для цього використовуються такі дані:

загальна кількість НХР в ємкості на момент аварії, Q (т);

характер розливу НХР на підстилаючій поверхні ("вільно" або "в піддон");

реальні метеорологічні умови: температура повітря (°С), швидкість вітру (м/с) і його напрям у приземному шарі, ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП);

площа зони можливого хімічного зараження (ПЗМХЗ).

Площа зони можливого хімічного зараження (ПЗМХЗ) визначається за формулою

км², (1)

де: Г - глибина зони зараження об'єкту або населеного пункту;

 - коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру (табл. 1).

Фактична площа хімічного зараження визначається по формулі

км², (2)

де: К - коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (табл. 2);

Г - глибина зони зараження об'єкту або населеного пункту; Т - час, що пройшов після аварії.

Ширина прогнозованої зони хімічного зараження (ПЗХЗ) визначається:

при інверсії Ш = 0,3 × Г^0,6;

при ізотермії Ш = 0,3 × Г^0,75;

при конвекції Ш = 0,3 × Г^0,95.

ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ ПІДХОДУ ЗАРАЖЕНОГО ПОВІТРЯ ДО ОБ'ЄКТУ

Час підходу хмари НХР до заданого об'єкту залежить від швидкості перенесення хмари повітряним потоком і визначається за формулою:

, год.,

де: R - віддалення об'єкту від населеного пункту, км;- швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря залежно від швидкості вітру (м/с), швидкості переносу переднього фронту зараженого повітря (км/год) і ступеня вертикальної стійкості повітря.

Приклад 1

Внаслідок аварії на хімічно небезпечному об'єкті утворилася зона зараження глибиною 8 км.

Віддалення об'єкту від населеного пункту - 6 км.

Кількість населення, що проживає у даному населеному пункті - 364 людини.

Площа населеного пункту - 17 км².

Метеоумови: швидкість вітру - 2 м/с.

Ступінь вертикальної стійкості повітря (СВСП) - інверсія.

Визначити:

) фактичну площу зараження місцевості, якщо після аварії минуло 4 години;

) можливі втрати серед населення;

) основні заходи щодо захисту населення.

Рішення

1.      Визначається час підходу хмари НХР до населеного пункту

год.,

де R - відстань до населеного пункту, км;- швидкість переносу переднього фронту зараженого повітря залежно від швидкості вітру (м/с), швидкості переносу переднього фронту зараженого повітря (км/год) і ступеня вертикальної стійкості повітря (табл. 3).

.        Розраховується площа зони можливого хімічного зараження км²,

де Г - глибина зони зараження населеного пункту, км;

φ - коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру.

.        Розраховується фактична площа зараження при ступені вертикальної стійкості повітря - інверсія

 км²,

де К - коефіцієнт, що залежить від ступеня вертикальної стійкості повітря (табл. 2);

Г - глибина зони зараження населеного пункту, км;- час, що пройшов після аварії, год.

4.      Визначається кількість населення, що потрапила в зону хімічного зараження

 чол.,

де N_НЗХЗ - кількість населення, що потрапила в зону хімічного зараження, чол._НП - площа населеного пункту, км²;_ф - фактична площа зараження, км²;₀ - кількість населення, що проживає в даному населеному пункті, чол.

5.      Визначаємо можливі втрати населення на відкритій місцевості:

ураження легкого ступеня - 25%

.,

ураження середнього і тяжкого ступеня - 40%

.,

зі смертельним результатом - 35%

.

. Основні заходи щодо захисту населення

·        Сповіщення населення про аварії на ХНО;

·        Надання медичної допомоги потерпілим;

·        Дегазація території населеного пункту, будівель і споруд, транспортних засобів і техніки.

На хімічно небезпечному об'єкті відбулося руйнування не обвалованої ємності з хлором Q = 25т.

Об'єкт розташовано на території міської забудови, за межею міста знаходиться лісовий масив.

Визначити розміри і площу зони хімічного зараження.

Метеоумови: температурний градієнт - ∆t = -1⁰C;

швидкість вітру - 3 м/с.

Рішення:

1.      Визначається згідно швидкості вітру і температурного градієнта (Δt, ºС) ступінь вертикальної стійкості повітря - інверсія.

.        Знаходиться глибину розповсюдження зараженого повітря при швидкості вітру 1 м/с, температурі повітря -1⁰C і кількості НХР в ємкості 25т

Г=22,85 км.

.        Визначається глибина розповсюдження зараженого повітря (Г_РЗП) з урахуванням поправочного коефіцієнта для швидкості вітру 3 м/с

Г_РЗП = Г · К = 22,85 · 0,45 = 10,6 км.

де К - поправочний коефіцієнт для швидкості вітру 3 м/с при інверсії.

.        Визначається ширину зони хімічного зараження при інверсії

Ш = 0,03 · Г_РЗП = 0,03 · 10,6 = 0,3 км.

ПЕРВИННА ХМАРА - це хмара НХР, що утворюється в результаті миттєвого (1-3 хв.) переходу у атмосферу частини вмісту ємності із СДОР при її руйнуванні.

ВТОРИННА ХМАРА - це хмара НХР, яка утворюється впродовж певного часу у результаті випаровування речовини, що розлилася, з підстилаючої поверхні (для легких речовин час розвитку вторинної хмари після закінчення дії первинної хмари відсутній, для інших речовин він залежить від властивостей НХР, стану обваловки і температури повітря).

ГЛАВА III. АВАРІЯ, ЩО МОЖЕ ВІДБУТИСЯ НА ДНІПРОВСЬКІЙ ВОДОЗАБІРНІЙ СТАНЦІЇ

Українська столиця нездатна захиститися від техногенної катастрофи. Київська вода потенційно страшніша за ворожі бомби. Київська ГЕС, проривом якої лякають мешканців столиці багато років, не є найстрашнішою небезпекою для мегаполісу. 32 об'єкта у місті Києві є хімічно небезпечними, два - радіаційно-небезпечних. Найнебезпечнішими фахівці називають Дніпровську водозабірну станцію

.1 Аварії на хімічних підприємствах

Хімічно небезпечні об'єкти (ХНО) - об'єкти народного господарства, що виробляють, зберігають або використовують аварійно-хімічні небезпечні речовини (АХНР).

В даний час в народному господарстві широко застосовуються хімічні сполуки, більшість з яких становлять небезпеку для людини. З 10 млн хімічних сполук, що використовуються в промисловості, сільському господарстві та побуті, більше 500 високотоксичні і небезпечні для людини.

При аварії відбувається викид або вилив сильнодіючої отруйної

речовини (СДОР) в навколишнє середовище - це хімічні сполуки, які

застосовуються в народному господарстві але при аварії і потраплянні їх в атмосферу у великих концентраціях можуть призводити до зараження повітря і стати причиною ураження людей, с/г тварин та рослин.

До хімічно небезпечних об'єктів відносять:

• Підприємства хімічної, нафтопереробної промисловості

• Підприємства харчової, м'ясомолочної промисловості, холодокомбінати, продовольчі бази, що мають холодильні установки, в яких як хладогена використовується аміак

• Водоочисні та інші споруди, що використовують хлор

• Склади з запасом сильнодіючих хімічних речовин

На деяких хімічних підприємствах іноді зберігається до десятків і сотен тон цих сполук.

Причинами аварій на виробництві, що використовує хімічні речовини, найчастіше буває:

- Порушення правил транспортування і зберігання отруйних речовин

Недотримання правил техніки безпеки

Вихід з ладу агрегатів, механізмів, трубопроводів

Несправність засобів транспортування

Розгерметизація ємкостей зберігання

Перевищення нормативних запасів

Факторами ураження при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах є хімічне ураження людей, сільськогосподарських тварин, зараження місцевості, ґрунту, води, урожаю, продуктів харчування, кормів і повітря.

На України біля 12 млн. людей мешкають в зонах можливого хімічного зараження від потенційно небезпечних об’єктів. На території нашої держави функціонує 1711 об’єктів промисловості, на яких зберігається або використовується в виробничої діяльності більше 805 тисяч тон СДОР, у тому числі більше 6 тис. тон хлору, 176 тис. тон аміаку та більше 623 тис. тон інших небезпечних хімічних речовин.

При аваріях на ХНО і виливі СДОР у вигляді пари або аерозолі в навколишнє середовище утворюються зони хімічного зараження - це території які потрапили під вплив хімічної хмари з вражаючими концентраціями, а в цих зонах утворюються осередки хімічного ураження - це ділянки території де люди, тварини або рослини отримали хімічні ураження.

За своєю будовою, фізико-хімічними властивостями група СДОР неоднорідна, а їх біологічні ефекти багатогранні..

Класифікація СДОР М.В. Саватєєва (1990) складена на підставі клінічної картини отруєнь СДОР:

. Речовини з переважно задушливою дією (хлор, фосген);

. Речовини переважно загальноотруйної дії (окис вуглецю, синильна кислота).

. Речовини, які мають задушливу та загальноотруйну дію (азотна кислота, сірчистий ангідрид, сірководень).

. Нейротропні отрути - речовини, що впливають на генерацію, проведення і передачу нервового імпульсу (ФОР, сірковуглець).

. Речовини, які мають задушливу та нейротропну дію (аміак, гідразин).

. Речовини, які порушують обмін речовин і структуру клітини (діоксин);

. Метаболічні отрути (дихлоретан, оксид етилену).

Найбільш поширеними СДОР, які використовуються на підприємствах для виробництва промислової продукції або в технологічному процесі є хлор, аміак, сірководень, різні кислоти.

Головним вражаючим чинником під час аварій на ХНО є зараження повітря у вигляді пару або аерозолі, що призводить до ураження людей, якізнаходяться в зоні дії СДОР.

Хлор (Сl2) - речовина з переважно задушливою дією. Запаси хлору на деяких об'єктах особливо великі. Наприклад, на водоочисній станції великого міста зберігається до кількох десятків тон цієї речовини.

Хлор - це газ жовто-зеленого кольору з різким запахом, важчий за повітря в 2,5 рази. Тому при аварії він буде накопичуватися в підвалах, низинах. Конденсується в рідину при температурі - 34о С. Добре розчинний у воді та деяких органічних розчинниках. В організм хлор потрапляє через органи дихання, слизові оболонки, проявляючи в місцях проникнення подразнююче-припікаючу дію. При легкому ступені отруєння настає почервоніння і свербіння шкіри, подразнення слизових оболонок очей, сльозотеча, ураження верхніх дихальних шляхів: сухий кашель, різкий біль за грудиною. При великих отруєннях спостерігається: різке подразнення слизових оболонок; сильні приступи кашлю; печіння і біль у носоглотці; різь в очах; некоординовані рухи; втрата свідомості; набряк легень; зупинка дихання.