CC BY
12
МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОГЕННОГО ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ
ВЕЩЕСТВ ПРИ ПОЖАРЕ
Сокол О.Н.,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Проблема негативных воздействий человека на окружающую природную среду, ее защиты от загрязнений является одной из глобальных проблем современности. Пожары, оставаясь одним из мощных природных факторов, влияющих на глобальные изменения окружающей среды, сегодня в большинстве случаев возникают по вине человека. Следы этого явления можно найти на каждом континенте. Хорошо известны своими катастрофическими последствиями пожары последних десятилетий в США, Китае, Испании, Мексике, Австралии и России.
Тепловые и дымовые выбросы обширных пожаров меняют динамику атмосферы, процессы циркуляции воздушных масс, и тем самым, погодные условия в отдельных регионах. Особенности рельефа ряда населенных мест края, расположенных в долинах и межгорных котловинах, обуславливают застойные явления воздушных масс, устойчивую направленность ветров, длительные периоды безветрия, что усиливает воздействие интенсивной и длительной задымленности от пожаров, создавая серьезные угрозы для здоровья населения.
При оценке последствий пожаров учитываются, прежде всего, масштабы прямого ущерба: непосредственная угроза жизни людей, объектам техносферы, природным объектам, находящимся в зоне пожара, угроза сохранению биоразнообразия. В то же время косвенный ущерб от пожара, обусловленный ухудшением состояния здоровья населения, вызванного длительной задымленностью, и снижающий эффективность деятельности всех отраслей промышленности, может оказаться больше по своей величине и значимости. Для крупных промышленных центров с высоким индексом загрязнения атмосферы косвенный ущерб от воздействия длительной задымленности приобретает особое значение.
Учет таких ущербов затруднен отсутствием приемлемых методов и средств для оценки воздействия лесного пожара на уровень загрязнения атмосферы населенных территорий.
В связи с этим представляется актуальным прогнозирование опасных факторов пожара, необходимых для оповещения и тушения пожаров, при разработке планов пожаротушения (планирования боевых действий пожарных подразделений при пожаре), проведении пожарно-технических экспертиз и других целей.
Моделирование движения воздушных масс в заданной местности является чрезвычайно сложной задачей. Моделирование затрудняется необходимостью точного задания рельефа местности, карты ее отражающих и поглощающих свойств, карты влажности, карты объектов (начиная с травяного покрова и кончая лесными массивами и водоемами), характера солнечного освещения, карты
распределения облачности, карты распределения температуры воздуха и поверхности. Вследствие действия такого большого количества факторов, а также свойств воздуха, нижние слои атмосферы являются крайне нестабильными и сложно-прогнозируемыми системами, в результате чего в атмосфере образуются вихри, пузыри, и другие объекты сложнейшей геометрической формы (косвенно об их форме можно судить по форме облаков) [1].
Предложена модель распространения загрязняющих веществ при пожаре на базе уравнения диффузии с учетом движения среды относительно земной поверхности. В основе модели находятся базовые уравнения классической аэродинамики и гидромеханики, а сложность поставленной задачи преодолевается использованием дискретизации пространства и использованием численных методов расчета, а также использованием алгоритмизации и программирования для учета сложных внешних условий. В результате исследований разработана математическая модель аэрогенного переноса загрязняющих веществ с учетом горизонтального и вертикального движения воздушной среды. Модель позволяет прогнозировать конфигурацию зон загрязнения веществами заданного типа. Разработана компьютерная программа, реализующая предлагаемую модель и позволяющая воспроизводить широкий спектр процессов, происходящих при аэрогенном переносе и связанных с вертикальным движением воздушных масс, в частности, подъем области загрязнения и прижатие к поверхности соответственно при восходящем и нисходящем движении воздуха.
Список использованной литературы
1. Калач, А.В. Моделирование переноса загрязняющих веществ от пожаров нефтепродуктов термическими потоками // А.В. Калач, Д.Ю. Минкин, Е.В. Калач // Проблемы управления рисками в техносфере. - 2015, № 2(34). - С. 69 - 76.
