危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散研究探討

趙家雄

摘 要：近年來，與危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的相關(guān)研究越來越多，而只有做好這項(xiàng)研究，才能做好事故應(yīng)急工作。隨著危險化學(xué)品泄漏事件的逐漸增多，提高危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散研究的效率越來越重要。該研究采用的評價模型是數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)絡(luò)仿真模擬模型，而數(shù)學(xué)模型主要包括2種，即擴(kuò)散模型和網(wǎng)絡(luò)仿真模擬模型，第一種是動態(tài)仿真模擬模型，第二種是靜態(tài)仿真模擬模型。

關(guān)鍵詞：危險化學(xué)品；泄漏擴(kuò)散；數(shù)學(xué)模型；網(wǎng)絡(luò)仿真模擬模型

中圖分類號：X928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.066

危險化學(xué)品的性質(zhì)是比較特殊的，它不僅包括容易點(diǎn)燃和容易爆炸的化學(xué)品，還包括那些有毒性和腐蝕性的化學(xué)品。另外，其放射性也比較大，具有較高的危險性，所以，在危險化學(xué)品的生產(chǎn)和存放過程中，必須要嚴(yán)格控制其安全性，否則，將會給國家?guī)砹酥卮蟮慕?jīng)濟(jì)損失，甚至危及人們的生命安全。迄今為止，我國有關(guān)危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的事故已經(jīng)發(fā)生了近1 100起，不但給國家經(jīng)濟(jì)帶來了重大的損失，還危及到了人們的生命安全，其造成的負(fù)面影響是比較大的。隨著危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的不斷增多，相關(guān)部門必須找出有效的解決方法。下面簡要敘述了危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的研究內(nèi)容。

1 研究的必要性

隨著我國危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散事件的不斷增多，相關(guān)部門已經(jīng)發(fā)布了針對該問題的應(yīng)急預(yù)案，但是，這些綱領(lǐng)具有定性和程序化的特點(diǎn)，并沒有仿真模擬作為研究依據(jù)，真實(shí)性和實(shí)踐性都是不高的，所以，無法真正應(yīng)用它去解決危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題。只有不斷加大對相關(guān)問題的研究力度，為解決問題提供必要的研究依據(jù)，才能真正落實(shí)危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散事故的預(yù)防工作。

加強(qiáng)危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散方面的研究是避免事故發(fā)生的前提條件，只有做好事故預(yù)測工作，才能進(jìn)一步提高事故處理方案的有效性；再加上各種危險化學(xué)品的相關(guān)因素具有一定的差異性，所以，其產(chǎn)生的影響也是不同的，采取的事故預(yù)防措施和處理措施也是不同的。只有加強(qiáng)相關(guān)方面的研究，才能及時、準(zhǔn)確地采取有效的事故預(yù)防措施和解決問題的方法。因此，加

強(qiáng)危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題研究是十分必要的。

2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀

2.1 數(shù)學(xué)模型研究

為了解決危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題而建立的數(shù)學(xué)模型主要有2種：①“反求源強(qiáng)”類型的數(shù)學(xué)模型。它主要系統(tǒng)地探討了未知問題和已知問題，采用的主要方法是貝葉斯方法，利用的技術(shù)是隨機(jī)抽樣技術(shù)。它改變了正向推斷的方法，而采用了反向推斷的方法，通過方程求解進(jìn)行迭代運(yùn)算。②純數(shù)學(xué)模型。它不僅包括高斯煙囪模型，還包括FEM3模型。高斯模型研究是比較廣泛的，具有連續(xù)性研究和瞬時性研究的顯著特點(diǎn)，并且其研究結(jié)果的準(zhǔn)確性較高，但是，數(shù)據(jù)計(jì)算步驟卻相對比較復(fù)雜。BM模型研究主要是利用圖表設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)重組研究問題的，而Sutton研究的主要是湍流擴(kuò)散問題。

2.2 網(wǎng)絡(luò)仿真模擬研究

關(guān)于危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的網(wǎng)絡(luò)仿真模擬研究主要包括2類：①靜態(tài)模擬研究。它主要是利用參數(shù)輸入和手工輸入的方法模擬問題，但是，該模擬的時效性比較低，主要是用于問題定性分析。②動態(tài)模擬研究。該模擬不僅可以用在在線數(shù)據(jù)推算上，還可以用于設(shè)備檢測上。其檢測的準(zhǔn)確性是比較高的，不僅包括執(zhí)行事故風(fēng)險模擬的系統(tǒng)，還包括決策模擬系統(tǒng)，具有動態(tài)監(jiān)控的特點(diǎn)。與國外有關(guān)研究相比，我國關(guān)于危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的研究是比較晚的，研究技術(shù)比較落后，研究力度也不夠。

3 危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的相關(guān)研究

對危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的研究是比較難的，過程也是比較復(fù)雜的，主要包括3大步驟：①檢測事故發(fā)生現(xiàn)場的設(shè)備，收集相關(guān)資料和數(shù)據(jù)，比如化學(xué)品泄漏的總量、主要的泄漏擴(kuò)散地點(diǎn)等；②準(zhǔn)確計(jì)算危險化學(xué)品的泄漏擴(kuò)散速率，確定此次泄漏擴(kuò)散的化學(xué)品種類；③判斷泄漏化學(xué)品的具體組成物質(zhì)和物質(zhì)特點(diǎn)，判斷事故的危害級別，進(jìn)而制訂出有效的解決問題的方案。在此過程中，要想盡量縮小危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的范圍，就要提高事故研究的效率。而要想提高研究效率，就要從以下3點(diǎn)入手。

3.1 判斷危險化學(xué)品的種類

要正確判斷危險化學(xué)品的具體種類，結(jié)合相關(guān)環(huán)境和外部條件選擇、確定數(shù)學(xué)模型和網(wǎng)絡(luò)模型，運(yùn)用高效的運(yùn)算方法研究危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題。在模型模擬的過程中，還有一些算法比較簡單的模型研究，其模擬的準(zhǔn)確性不是很高，而有些模型模擬研究的準(zhǔn)確性比較高，但算法卻比較復(fù)雜，計(jì)算速度也不快，所以，這類問題還有待研究。

3.2 正向運(yùn)算與反向運(yùn)算有效結(jié)合

在危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的研究過程中，正向運(yùn)算和反向運(yùn)算都是比較重要的，如果能將正向運(yùn)算與反向運(yùn)算有效地結(jié)合起來，就能大大提高運(yùn)算的準(zhǔn)確性和模擬研究的效率。雖然我國已經(jīng)對這2大模型的運(yùn)算準(zhǔn)確性進(jìn)行了相關(guān)的研究和誤差分析，但是，研究力度還是比較小的，必須進(jìn)行深入的研究。

3.3 數(shù)學(xué)模型建立與仿真模擬有效結(jié)合

在危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散問題的研究過程中，數(shù)學(xué)模型建立和仿真模擬都是比較重要的，將兩者有效結(jié)合起來可以起到相互檢驗(yàn)的作用。另外，要了解事故發(fā)生的等級，危險化學(xué)品事故等級主要分為4大級別，即I級、II級、III級和IV級，分別是特重級別、重大級別、較大級別和一般級別。其中，I級代表事故已經(jīng)危及人們的生命安全和財產(chǎn)安全，導(dǎo)致20人以上失蹤或者死亡，100人以上重傷或者產(chǎn)生重大影響的事故；II級代表危及人們的財產(chǎn)安全和生命安全，導(dǎo)致10～30人失蹤或者死亡，50～100人重傷，造成的經(jīng)濟(jì)損失在5 000萬元～1億元、具有重大影響的事故；III級代表危及人們的財產(chǎn)安全和生命安全，導(dǎo)致3～10人失蹤或者死亡，10～50人重傷，造成的經(jīng)濟(jì)損失在1 000萬元～5 000萬元的較大事故；IV級代表危及人們的財產(chǎn)安全和生命安全，導(dǎo)致3人或以下失蹤或者死亡，10人以下重傷，造成的經(jīng)濟(jì)損失在50萬元～1 000萬元，并產(chǎn)生了一定影響的事故。當(dāng)危險化學(xué)品事故發(fā)生時，相關(guān)人員要按照正確的步驟進(jìn)行緊急救援。危險化學(xué)品事故應(yīng)急如圖1所示。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散安全事故的不斷增多，危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散研究越來越重要，但是，當(dāng)前的模擬研究中還存在一些問題和難點(diǎn)。在科技迅速發(fā)展的大背景下，對危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散的研究在不斷增加，我國相關(guān)部門也越來越重視這項(xiàng)研究，所以，取得了較好的研究成果。但是，危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散研究是一個長期持續(xù)的工作，必須不斷創(chuàng)新數(shù)學(xué)模型模擬技術(shù)和方法，完善仿真模擬體系，這樣才能真正促進(jìn)危險化學(xué)品泄漏擴(kuò)散研究工作的有效落實(shí)，保障人們的財產(chǎn)安全和生命安全。

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〔編輯：白潔〕