Беляев Н.Н., Шинкаренко В.И., Габринец В.А., Калашников И.В., Берлов А.В. Моделирование загрязнения атмосферы и оценка территориального риска при эмиссии опасных веществ

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-140

Geoteh. meh. 2018, 140, 158-165

DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.03.158

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО РИСКА ПРИ ЭМИССИИ ОПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ

1Беляев Н.Н., 1Шинкаренко В.И., 1Габринец В.А., 2Калашников И.В., 3Берлов А.В.

1Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лязаряна, 2Государственное предприятие «Проектно-изыскательский институт железнодорожного транспорта Украины «Укрзализнычпроект», 3Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры»

УДК 519.6:622.41

Язык: Русский

Аннотация.

Оценка территориального риска при аварийной эмиссии химически опасных веществ является задачей особой важности. Надежность такой оценки во многом зависит от уровня математических моделей, которые применяются для решения задачи по оценке территориального риска. В настоящее время для оценки территориального риска используют, как правило, аналитические модели или модель Гаусса, которые не позволяют учесть некоторые важные физические факторы. Предмет исследования – разработка метода для оценки территориального риска при эмиссии химического агента методом вычислительного эксперимента. Целью работы является создание эффективных численных моделей, учитывающих влияние конвекции и диффузии опасного вещества в атмосфере на риск токсичного порражения людей, находящихся в зоне влияния источника эмиссии химического агента. Задача по оценке территориального риска основывается на численном интегрировании уравнений аэродинамики и массопереноса. В качестве базового уравнения для расчета поля скорости ветрового потока используется двухмерное уравнение потенциального течения. Уравнение массопереноса учитывает рассеивание примеси под действием ветра и атмосферной турбулентной диффузии. Источник эмиссии загрязняющего вещества моделируется с помощью дельта-функции Дирака. Численное интегрирование двухмерного уравнения для потенциала скорости проводится с помощью локально-одномерной разностной схемы ращепления. Для моделирования пространственного рассеивания примеси используется трехмерное уравнение конвективно-диффузионного переноса загрязняющего вещества в атмосферном воздухе. Методология расчета территориального риска основывается на расчете зоны химического заражения для каждой вероятностной метеоситуации. Вероятностные метеоситуации определяются, либо на основе базы данных, или на основе метеопрогноза. Рассматривается алгоритм решения задачи по оценке территориального риска. Приводится описание структуры разработанного пакета программ.

Ключевые слова: загрязнение воздуха, токсичные химические выбросы, оценка риска.

Список литературы:

1. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск, М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. 118 с.

2. Беляев Н.Н., Гунько Е.Ю., Росточило Н.В. Защита зданий от проникновения в них опасных веществ, Монография, Днепропетровск, 2014, 136 с.

3. Беляев Н.Н., Гунько Е.Ю., Кириченко П.С., Мунтян Л.Я. Оценка техногенного риска при эмиссии опасных веществ на железнодорожном транспорте, Монография, Кривой Рог, 2017, 127 с.

4. Стоецкий В.Ф., Голинько В.И., Дранишников Л.В. Оценка риска при авариях техногенного характера, Науковий вісник НГУ, 2014, №3, С. 117–124.

5. Згуровский М.З., Скопецкий В.В., Хрущ В.К., Беляев Н.Н. Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде, Киев: Наук. думка, 1997, 368 с.

6. Anthony Michael Barret. Mathematical Modeling and Decision Analysis for Terrorism Defense: Assessing Chlorine Truck Attack Consequence and Countermeasure Cost Effectivness, Dissertation, Pittsburg, Pennsylvania, 2009,123 p.

7. Biliaiev M. Numerical Simulation of Indoor Air Pollution and Atmosphere Pollution for Regions Having Complex Topography, Air Pollution Modeling and its Application XXI, Springer, 2012, P. 87–91.

8. Cefic, F. (2013), “Guidance on safety Risk Assessment for Chemical Transport Operations”, The European Chemical Industry Council, vol. 5, pp. 25-32.

9. John S. Nasstrom, Gayle Sugiyama, Ronald L. Baskett, Shawn C. Larsen, Michael M. Bradley and Int. J. (2007), “The National Atmospheric Release Advisory Center (NARAC) Modeling and Decision Supports System for Radiological and nuclear emergency preparedness and response”, Emergency Management, Vol. 4, No. 3, pp. 1–32.

Об авторах:

Беляев Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой гидравлики и водоснабжения, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Шинкаренко Виктор Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой компьютерных информационных технологий, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Габринец Владимир Алексеевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теплотехники, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Калашников Иван Владимирович, кандидат технических наук, директор, Государственное предприятие «Проектно-изыскательский институт железнодорожного транспорта Украины «Укрзализнычпроект», Харьков, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Берлов Александр Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности, ГВУЗ «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.