1、安徽农业科学，Journal ofAnhui Agri Sei 2007，35(32)：1042510426，10429 责任编辑姜丽责任校对王森有毒气体大气扩散特点数学模型及其伤害浓度作用时间分析马树超，潘峰，袁九毅，仝纪龙(兰州大学环境评价中心，甘肃兰州730000摘要结合有毒气体的泄漏特点应有毒气体的理化特性，进行了有毒气体的太气扩散数学模型厦扩散后形成的伤害难度与作用时问分析，关键词有毒气体；大气扩散；危险物质；泄漏；重气效应中图分粪号X51I 文献标识码A 文章编号05176611(2097)32 10425 02Analy蓟s onDiffusionandCharacteristi
2、csofthePoisonousGas andItsHarmConcentrationandActionTimeMAShu-chao etal me CenterforResearch ofEnvironmentQuaJtyAssessment，LanzhouUniversity，LmlzhouGansu 730000)Abstract In thl8 paper,the leakage of poiaonous gas and its physical and chemical ehterlstie were researehed and the d1|ffusion andcharacte
3、ristics oftheM$on0115 gasandits harm concentrationmm actiontimeanalyzedKeywords Poisonous gas；Dispemion；D蚰gerousmatter；Leakage；Heavyg蛆effect近年来，有毒气体的泄漏扩散事故逐渐增多，由于有毒气体泄漏扩散事故的发生发展具有很大的不确定性，且不随人们的意志为转移，因此事故后果通常都较严重，且会造成人员伤亡并纷生态环境带米毁灭性的后果。有毒气体与常规大气污染物发生污染事故相比具有很多的不同之处，正确的分析有毒气体的大气扩散过程，研究有毒气体扩散后造成的伤害时期和区
4、域对实际的抢险救灾、防灾减灾有很强的指导意义。为此，笔者对有毒气体大气扩散过程及其伤害时期、区域进行了分析。1有毒气体泄漏事故的发生发展特点11有毒气体与常规大气污染物的区别111定义I-的区别。有毒气体和常规大气污染物都被普遍认为是大气污染物。有毒气体是特指对人类或生物存在明显生理毒性的气体物质；常规大气圬染物通常可理解为人们生产生活的过程中产生的气态污染物，如s02、NOx等影响大气环境质量的气体。有毒气体主要突出其对生物、人类健康的生理毒性，如军事用毒气：沙林、芥子气、光气等，工业生产用毒气：一氧化碳、氨气、氰化氢、硫化氢等。112发生污染事件时的特征区别。对于常规大气污染物来说，其污染
5、大气环境的途径通常都是人为的、有意识的，是一种有组织的排放，人们可以把握它的排放(释放)源，这种排放具有可控制性：有毒气体通常都处于非常态(高压、低温、液化)的贮存条件下事故的发生具有很大的不确定性，不以人们的意志为转移，事故一旦发生，在极短暂的时间内其物理性质发生巨大的变化，往往与火灾、爆炸相联系，这种排放具有突发性，较难控制。113研究侧重点的区别。常规大气污染物侧重于研究其长期的稳态效应，其研究都是以较大的尺度、较长的时间范围为侧重点，主要分析研究其对空气质量的影响。有毒气体的污染事件具有突发性、不可控制性、灾难性特点，并且发生的时间短暂，影响的空间范围较小，但是伤害的后果非常严重；其研
6、究手段主要采用概率方法分析其发生的可能性，采用适合于小尺度时空范围的数学模型进行研究和模拟；主要侧重研究有毒物质对人群和生物可能造成的伤害程作者简介作者简介收稿日期兰州市剥技计划资助项目(061-53)。马树超(1978一)男河北故城人，在读硕士研究实习员从事环境评价与规划研究。E-|nail1舭educn。2007-064)4度，需要体现出小尺度、突发性的特点。12有毒气体泄漏特点分析事故泄漏的方式是多种多样的，既有瞬时泄漏，又有连续泄漏；泄漏源的几何形状可能是泄压闯失控形成的圆形孔，也可能是罐体脆裂形成的不规则裂纹，还可能是物体击穿容器形成的其他形状口】。正确分析泄漏源的特征以建立适当的泄
7、褥模型，是进行危险泄精扩散分析的前提和基础。不同的泄漏方式会造成不同的泄漏量，这必将直接影响到1l漏后有毒气体的发展。此外，泄漏方式也会影响到泄漏后的有毒气体云团是否会形成冷重气体云团(重气云团)。1上1泄漏的分类。有毒气体的大气扩散是与毒气的泄漏方式紧密联系的。毒气的泄漏时间往往较短，可以将毒气的泄漏大致分为三类，即瞬时泄漏、连续泄漏、瞬时泄漏和连续泄漏并存口。瞬时泄漏是指在极短暂的时间内有毒气体就泄放完毕，如贮罐或其他容器的灾难性破裂、爆炸导致有毒气体瞬间释放完毕，瞬时泄漏可导致有毒气体的物理性质在极短的时间内发生剧烈的变化，它往往与灾难性泄漏相联系；连续泄漏是指有毒气体连续的不间断的泄放
8、；瞬时泄漏和连续泄漏并存的情况被称作非典型性泄漏。1,22泄漏对有效源高的影响。有毒气体的贮存压力会对泄漏出的毒气产生较大的动力作用，若有毒气体与空气无明显的温度差异时，热力抬升作用就很微弱。由于有毒气体的贮存条件通常苛刻(低温、高压、液化)所以可认为毒气泄漏后的拾升主要是由于动力作用造成的。这一点与常规大气污染物的有效源高计算是有区别的。如烟气从排放口排出后与环境温度有明显的正差异(气温高于环境温度)，有效源高会受到较大的热力抬升作用。有毒气体的泄漏部位通常较低，这主要是由贮罐的高度有限所决定的，故在有效源高的确定上与常规大气污染物应有明显的不同；排放方向的不同也是影响有毒气体抬升高度的一个
9、重要方面，需将喷射后形成的气团高度作为有效源高处理。此外，当有毒气团比空气密度大而产生云团下沉时对有效高度的计算可以使用负抬升公式；He=H-AAI。式中为下沉高度。2描述有毒气体在大气中扩散的数学模型21瞬时泄精后的大气扩散模式对于瞬时泄放，可以理解为在很短暂的时间内瞬间释放了一个有毒气体云团。这时可以采用Gauss烟团模式来进行数学描述。万方数据安徽农业科学 2007点c(x，v，0，H，t)；型2_一exD 。 、厄F3050y： 1 r2 H2如?k：22连续泄漏后的大气扩散模式对于连续性泄漏，可以认为是一种稳定型泄放，即在段时间内有毒气体排放量较为稳定，可以利用Gauss炯羽模式来进
10、行数学描述。c舢川=TCtt等O“ex一卜罢：tr7一器 Y盯i 。 uj。23瞬时泄漏与连续泄漏并存的大气扩散模式对于非典型性泄漏而言，可采用Gauss烟羽模式来描述其连续泄漏部分，用Gauss烟团模式来描述其瞬时泄漏部分。其在空间某一点(x，x，：)的浓度值可理解为连续泄放和瞬时泄放的共同作用，可使用Gauss烟团模式和Gauss娴羽模式在这一位置进行计算浓度的叠加来描述。3有毒气体形成重气云团的大气扩散分析31重气效应以上的分析仅适合于常态正浮力的有毒气体物质，即类似于SO：、NOx等常态大气污染物。而有毒气体的贮存条件一般而言都是较为苛刻的(加压、低温、液化)，有毒气体一旦发生泄漏通常
11、会受到一种被称为“重气效应”的重力影响31。有毒气体泄漏扩散的重气效应包括两方面的含义，一是由于介质在接近其蒸发温度时因气相状态的密度比空气重导致云团的沉降。二是储存于加压储罐的某些介质其沸点的密度低于大气，所以液相介质在接触周围暖空气(20)时，迅速闪蒸，一部分介质形成蒸气，其余介质呈现液体状态，以保持气液平衡，同时相当一部分的液态介质以液滴的方式雾化在蒸气介质中。在泄放初期，形成含有液滴夹带的混合蒸气云团，使蒸气密度高于空气密度，造成云团的重量沉降。具有重气效应的蒸气云团的泄放过程要经历如下阶段：初始阶段。蒸气云团以爆炸、喷射等泄漏形式进入大气，该阶段会有瞬时的空气夹带。密度差作用下的重量
12、沉降阶段。该过程主要体现重量沉降的径向作用，空气夹带和能量交换为辅。包括三方面的特征：一是重气塌陷会引起云团径向的尺寸增大；二是周围风场的动量作用于云团使其加速并进行热能的传递；三是空气的夹带速率由云内的密度结构分层和径向变化速率决定。重量和大气湍流特性迭代作用阶段。该阶段，重量沉降结束，云团高度开始增大，空气夹带起主导作用。重气效应消散阶段。气团与空气的密度差达到一定限度，云团的高度、半径及运行状态完全取决于大气湍流特性，重气云团消失并转变为非重气云团。32描述重气扩散的数学模型迄今，国外已开发了大量的各种类型的重气云扩散模型41，包括一维模型、二维模型和三维流体力学模型，但它们只能被看作是
13、对实际问题不同程度的近似，绝大多数还未得到试验数据的充分检验。其中，一维模型的概念清晰且计算量较小，其结果已作为应急咨询或安全设计的重要依据。一维模型假设所有性能参数(如密度、浓度、温度等)在重气云团内部或重气云羽的横截面上均匀分布，以简化模型的建立和求解过程。并假设：气云在平整、无障碍物的地面上空扩散；气云中不发生化学反应，也不发生液滴沉降现象；泄漏速率不随时间变化；风向为水平方向，风速和风向不随时间、地点和高度变化；气云和环境之间无热量交换。呵使用箱模型描述瞬时泄漏形成的重气云团扩散，用平板模式来描述连续泄漏形成的重气云团扩散。下面用这两种一维模型进行分析。(1)箱模型。为了分析近地面瞬时
14、泄谝形成的重气云团在空中的扩散过程，假设重气云团为正立的坍塌圆柱体，厕柱体初始高度等于初始半径的一半，环境空气从云团的边缘或顶部进入；在云团内部，温度、密度和气体浓度等参数均匀分布；重气云团中心的移动速度等于风速。根据坍塌圆柱体的径向蔓延速度方程，应用能量守恒和质量守恒方程，可得任意时刻重气云团的半径计算公式：占n“2盟世vowtPn 仃式中，r为t时刻重气云团的半径，In；n为重气云团的初始半径，m；p0为重气云团的初始密度，kgm3；p。为空气的密度，kgm，；v。为重气云团的初始体积，In，；为泄漏开始后时间，s。任意时刻重气云团的高度为：h-vo上!掣(。，) 仃r式中，z为下风向距离
15、，m。重气云团的体积随时问的变化速率为：d-v=(仃产)“一(2mr血)口， 小式中肌为空气从顶部进人重气云的速率，irdsm为空气从边缘进入重气云的速率，州s。不同的研究者提出的空气卷入假设不同，相应的卷吸速度也不同。任意时刻重气云团内部有毒气体的浓度为：c=c0嘉】(zU013)式中，c0为重气云团内部有毒气体初始浓度，km，。利用上述方程可以计算任意时刻一维重气云团的体积和有毒气体的浓度。(2)平板模式。为了分析近地面连续泄漏形成的重气云羽在空中的扩散过程，假设重气云羽的横截面为矩形，泄漏源处的云羽半径宽b(横风向)为高度h(垂直方向)的2倍(b。；2k)；在云羽横截面上，温度、密度和气
16、体浓度等参数均匀分布；重气云羽的轴向蔓延速度”等于风速。在扩散过程中，重气云羽横截面半宽随下风向距离x的变化由下式确定：1m6：6 01+1 5血2咀11_。l o “ o“式中，b为重气云羽的横风向半宽，m；b。为泄漏源点重气云羽的横风向半宽，m；为泄漏源点重气云羽的高度，m；v为重气云羽的轴向蔓延速度，ms。重气云羽高度的变化由下式确定：盟：卫nx 口式中，h为重气云羽的高度，m；E为空气卷吸系数。重气云羽中有毒气体的浓度C由下式计算：c一!挚这样，如果利用以：3个公式计算出重气云垌的横截(下转第10429页)万方数据35卷32期 任倩西北干旱区水资源可持续利用的流域管理浅析于提取地下水工
17、程，可考虑调整机井用电价格，实行分段累积加价的电价政策以此经济杠杆控制地下水过度开采。在水价制定过程中要考虑用水户的承受能力，保障他们起码的生存用水和基本的发展用水，对于特殊地区、行业和用水人员要进行适时适地的政府补贴；而对于不合理用水部分，则通过提升水价，利用水价经济杠杆实施控制，消除不合理用水，实现水资源高效利Hj。35台理调整产业结构。实现水资源合理配置(1)工业产业结构调整。确定一批比较发达的资源型城市，实施面向知识经济的现代化工业战略，率先实现信息化带动丁业化进程中的节水型产业结构调整的区域创新。工业结构应向低投入、低耗水、高产出、低污染型转变，严格限制高耗水、高污染T业项目，加快节
18、水技术和设备、器具及污水处理设备的研发和应用，大力推广工业节水新技术、新工艺、新设备，改造落后丁艺设备，降低单位产值耗水量；着力培植机电一体化、生物工程、新材料等高技术密集型产业，加快改造高耗水冶金、建材等资本密集型产业；同时，注重企业体制、技术和知识创新，提升工业产品档次和科技含量，加大对初级产品的深加工和产业链的前后、侧向延伸，以及加大对高新技术产业的发展，同时兼顾资源型城市工业旅游的开发，以减少工业城市对水资源的过度依赖。(2)农业产业结构调整。以提高灌溉水利用效率为核心，结合新农村建设，捅整农业种植结构，优化配置水资源。根据水资源承载能力，与生态建设相协调，合理安排作物种植结构和发展灌
19、溉规模，优化农业产业结构和布局，发氍高效节水农业和生态农业。在农业内部结构中，根据流域自然(上接第10426页)面半宽、高度和有毒气体的浓度，便能较好地描述重气云羽的扩散过程。无论是重气云团还是重气云羽，随着空气的不断进入，重气云的密度将不断减小，一旦满足一定的转变条件，重力驱动扩散将转变为环境湍流驱动扩散，相应的扩散行为需要用非重气云扩散模型(如高斯模式)来描述。4有毒气体大气扩散形成的浓度与作用时间分析有毒气体对人体的生理毒害作用与毒气的伤害浓度有关，也与毒气作用的时间有关。也就是说，如果人在较短的时间处于较高毒气浓度下也会受到毒气的伤害；同样，人在较长的时间处于较小的毒气浓度下依然会受到
20、生理毒害。常规大气污染物的排放时间、排放方式较为稳定，人们关沣的多是某一点位的污染物浓度值。现有卫生资料都证明中毒程度与毒物浓度、接触时间呈正相关关系。已知毒气泄漏后有毒物质浓度的时空分布时，毒气对人的伤害准则可引用英国卫生安全执行局(HSE)提出的毒负荷H(TL)的概念。毒负荷定义为毒物浓度和接触时间的函数，其表达式为n：咒=8，r式中，B为与靶剂量有关的系数，与各种毒物的临界剂量相对应，口1；c为毒物的浓度，；为接触时间，min；玑为浓度对咒的修正系数；n为接触时间对兕贡献的修正指数；儿为毒负荷，它决定中毒程度；毒物浓度c是指当泄漏发生后，任意一点(*，v，；)在某一段时间的积分平均浓度。
21、条件，适当调整农、林、牧比重；在种植业方面调整粮食与棉花、油料等耐旱型经济作物比例。坚持以水定种植，大力压缩高耗水作物种植面积，加快发展节水型高效型的生态农业、特色农业等，使优化后的农业结构既能保证流域农业经济的健康发展，又能实现流域节水的目的。在西北干旱区水资源严重短缺地区要严格限制和压缩高用水、低产出作物种植而积，优先发展旱作节水农业，积极培育和推广耐旱的优质高效作物品种，发展雨热同期作物。36加强节水环保意识宣传，鼓励公众广泛参与西北干旱区水资源管理最终要贯彻到每个公民，只有公众认识到“水资源的宝贵，水资源的有限”、“不合理利用水资源会导致水资源短缺”，“必须大力提倡节约用水”，才能使流
22、域水资源统一管理，优化配置得以实现。鉴于此，除加大对流域水资源的统一管理和优化配置外还应开展多种形式的节水宣传，鼓励公众更多地参与水资源的流域管理提高全社会的水忧患意识和节水意识，顺应先进文化方向提倡节水型的文明消费，使其成为水资源流域管理的重要力量。参考文献【1王有强，司毅铭，张遘军流域水资源保护与可持续利用Ml郑州：黄河水利出版社，2005：1162杨志峰，冯彦，王炬，等流碱水资源可持续利用保障体系理论与实践IM北京：化学工业出版社，2003：1413J李柱琨，厚士德浅析水库对城镇供水的重要性m山东水年科技，1996(3)：54554白永平区域工业化与城市化的水资源保障研究M】北京：中国科
23、学出版社，2004：25】左其亭，陈曦面向可持续慧霞的水资源规划与管理M1北京：中国水利水电出版社。2003：13由于有毒气体泄漏事故具有突发性，并且毒气的泄漏持续时间较为短暂，因此，要关注有毒气体对人群健康的危害不但要考虑毒气的浓度而且要考虑毒气的持续时间。5结语该文分析了有毒气体在大气中的扩散过程，阐述了在不同的泄漏方式下有毒气体的大气扩散方式，将有毒气体的大气扩散过程同常规大气污染物扩散过程进行分析对比分析了有毒气体的重气效应和毒气扩散后形成的伤害时期与伤害区域。这对针对有毒气体的泄漏、扩散制定及时有效的防灾对策、减少人员伤亡有重要的现实意义。参考文献fl】杜建科毒气泄漏过程殛其危险_X
24、域分析J1中国安全科学学报，2002，12(6)：556021化工部劳动保护研究所重要有毒物质泄漏扩散模型研究J1化T劳动保护：安全与控术管理分册，199613)：1119【3】张启平麻德贤危险物泄漏扩镦过程的重气敞应1北京化工大学学报，1998，25(3)：8690H HANNA S R，DRIVAS P JGuidelines for u鸵of vapor clouddispersion models【M】2 edNew York：Center for ChemicalessSafety，AICHE，1996【5PHILIPPE P，GARETH Methods for asseiag a
25、nd mducing inju弛from chemical accidents【M】New York：Joth Wiley跚d Sons Lid，19896】FAIRHURSTS，TURNER R M Toxicological一ls in relationIo major hdsJJ of Hazardous Materials，1993(33)：215 22771 XIAO G Q，WEN L M，CHEN B z Study On model of dangamusinpoison gas leakage fMl Beijing：Chemical IndusPress，2000：3021
26、-3062万方数据有毒气体大气扩散特点数学模型及其伤害浓度作用时间分析作者： 马树超， 潘峰， 袁九毅， 仝纪龙作者单位： 兰州大学环境评价中心,甘肃兰州,730000刊名： 安徽农业科学英文刊名： JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)： 2007，35(32)被引用次数： 0次参考文献(7条)1.杜建科 毒气泄漏过程及其危险区域分析期刊论文-中国安全科学学报 2002(06)2.化工部劳动保护研究所 重要有毒物质泄漏扩散模型研究 1996(03)3.张启平.麻德贤 危险物泄漏扩散过程的重气效应 1998(03)4.HANNA S R.DRI
27、VAS P J Guidelines for use of vapor cloud dispersion models 19965.PHILIPPE P.GARETH Methods for assessing and reducing injure from chemical accidents 19896.FAIRHURSTS.TURNER R M Toxicological assessments in relation to major hazards 1993(33)7.XIAO G Q.WEN L M.CHEN B Z Study on model of dangerous are
28、as in poison gas leakage 2000相似文献(6条)1.学位论文 仝纪龙 危险物质大气扩散的环境风险评价体系研究 2004危险物质泄漏后在大气中扩散常常会给人类健康、生存环境带来极其恶劣的影响,危险性物质一旦在大气中传播扩散将会对人类生命安全产生直接的危害.所以危险物质的生产、贮存、运输过程中所存在的风险越来越受到人们的关注.如何对这类事故进行环境风险评价逐渐成为研究的热点.环境风险评价是环境影响评价中的一个重要部分,同时由于危险性物质泄漏事故的发生和发展具有很大的不确定性,并且与之相联系的因素很复杂,故也是环境工作领域内的一个难点.现尚无完整的大气环境风险评价体系用于环
29、境评价工作中.该文通过研究国内外现阶段各领域内的环境风险评价手段和方法,总结能在大气中扩散、传播的危险物质泄漏事故的特点,研究毒物的泄漏方式并进行泄漏方式的分类和泄漏模式的应用.并结合危险物质的泄漏方式和大气扩散条件使用适当的扩散模式进行危险物质的浓度分布预测计算.该文旨在于建立一个可用于大气环境突发事件(危险物质泄漏后在大气中传播、扩散)的环境风险评价体系,对涉及到危险物质的建设项目、已存在的危险物质贮存单元(罐区等)进行大气环境的风险评价.文中拟建立的大气环境风险评价体系包括以下6个部分:对能在大气中扩散的危险物质的毒性和危险性认定对危险物质泄漏事故发生概率的认定进行危险物质泄漏方式及其泄
30、漏模式的确定进行危险物质在大气中扩散方式及其扩散模式的认定对危险物质在大气中扩散后形成的危害时、区确定危险性物质的大气环境风险管理文中所建立的环境风险评价体系可用于针对生产危险物质的建设项目、装置单元、贮存单元等进行大气环境方面的风险评价工作或进行大气环境突发性风险事故的浓度预测.2.学位论文 徐小贤 火电厂液氨泄漏事故模拟及应急救援决策研究 2009随着经济的快速发展，我国电力需求不断增长，电力行业是国民经济的基础行业，电能在我国能源结构中占有非常重要的地位。发电厂投资巨大，生产工艺复杂，在许多生产环节存在着危险有害因素，导致电厂事故频发，对人们生命与财产安全构成一定威胁。而且电厂事故具有突
31、发性、快速性的特点，在运行中，如何正确地处理事故，防止事故的扩大，快速有效地组织事故救援工作，尽快恢复机组的正常运行，是目前火电厂安全管理工作需要攻克的难题之一。而针对各种危险有害因素，做好应急管理工作，确保火电厂安全有效的运行，是构建社会主义和谐社会的基本要求，也是“安全第一，预防为主”的安全生产方针的具体体现。 我国电力结构以火力发电为主，火电厂燃煤量占全国煤炭消耗总量50左右，这个比例今后还将不断增加，其燃煤产生的NOx也将持续增长，NOx将对我国大气环境造成严重污染。随着环境保护法律、法规和相关标准的日趋严格以及执法力度的加大，各火电厂逐渐采用烟气脱硝来实现对NOx排放的有效控制。烟气
32、脱硝是目前世界上发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法，烟气脱硝能达到很高的NOx脱除效率，在脱硝技术中主要的还原剂是液氨，液氨与其他还原剂相比，具有应用广泛，储运量小，有利于布置，运输成本、初始投资费用、运行费用低等优点，但是液氨是一种有毒、易燃的化学危险品，属火灾危险性乙类液体，贮存压力大，防火防爆要求高，危害性很强，具有一定的安全隐患。发电厂脱硝所用液氨储量多，火电厂液氨储罐及其管道、阀门的意外破损、爆裂以及碰撞、容器超压都可导致液氨大量泄漏，危害严重。液氨泄漏扩散不仅会造成极严重的人员伤亡、财产损失和环境污染，同时会产生很大的社会影响。 为了尽可能降低火电厂液氨泄漏产生的危害，有必要对
33、火电厂液氨泄漏事故数学模型构建、实现液氨泄漏事故模拟及对液氨泄漏事故发生后的应急救援进行决策研究，为预防液氨泄漏事故发生和液氨泄漏事故预警提供参考，这将大大提高事故处理的准确性和有效性，因此本选题的研究具有十分重要的现实意义。 首先，构建火电厂液氨泄漏事故数学模型，液氨泄漏事故中氨气扩散的范围用数学模型进行计算，结合火电厂液氨泄漏事故发生及火电厂企业分布的特点，为了保证模拟计算的迅速和准确性，本文考虑运用高斯扩散模型对火电厂液氨泄漏事故进行分析。高斯模型在大气扩散模型中应用最为广泛，适用于中性气体，虽然模拟精度较差，但它可模拟连续性泄漏和瞬时性泄漏两种泄漏方式，由于提出的时间比较早，实验数据多
34、，因而较为成熟。高斯模型相对其他气体扩散模型具有易于理解和运算量相对较小的特点，同时该模型计算的结果也与很多的实验值结果能较好吻合，因此具有一定的普遍性和通用性。其次，结合中国华电集团长沙电厂液氨储罐区实例对火电厂液氨泄漏扩散浓度进行等高线模拟，将y，z的表达式，储罐泄漏时的泄漏量、风速、大气稳定度等代入高斯扩散数学模型，得到不同条件下的数学表达式，针对火电厂液氨储罐泄漏扩散模拟过程中存在计算和分析过程复杂的问题，运用Matlab软件的综合分析计算能力及绘图优势，利用Matlab软件编程进行计算机绘图，实现泄漏扩散的直观图表示、等浓度分布及伤害分区的划分，可迅速估算出不同条件下氨气泄漏的影响范
35、围。根据高斯数学模型大气扩散理论，应用Matlab数学软件用计算机做出的数学模型较为简单易学，而且画出的图有具体的坐标，影响区域一目了然。液氨泄漏后，会迅速气化为氨气向下风方向扩散，若能绘出发生事故后的预警图，就能够及时将可能影响到范围内的人群进行转移，防止中毒事故发生。掌握了在大气扩散基础上利用数学软件画出有毒气体扩散的影响范围这种方式后，不仅对于企业提前预知本企业发生事故后对周围环境的影响有着重要的意义，也可以为人群的疏散路线提供指导作用。最后，基于遗传算法对人员疏散模型进行研究，预测火电厂发生液氨泄漏事故后的危害范围和危害程度，对事故后要采取的救援路径进行分析，利用信息技术的优势，对液氨
36、泄漏事故发生后的应急救援决策系统进行有效设计，模拟事故发展趋势、人员伤亡情况以及最佳救援路径和最佳疏散路径的选择，供决策者参考。 通过对泄漏扩散资料的深入分析和研究，科学地建立了火电厂液氨泄漏事故的数学模型，确定了影响火电厂液氨泄漏扩散的主要因素，影响火电厂液氨泄漏扩散浓度的因素主要有泄漏量、风速和扩散参数y，z，而扩散参数又与大气稳定度有关。运用Matlab软件编程，绘制出的不同条件下氨气扩散的图可以很直观的说明，影响火电厂液氨泄漏扩散范围的因素主要有三个，其一，泄漏量的大小，在泄漏量越大的情况下，有毒气体扩散影响范围就越大。其二，泄漏时的风速大小，在风速越大的情况下，有毒气体越容易扩散从而
37、被大气稀释，扩散越快，受到有毒气体影响的区域就越小，有毒区域和死亡区域也相应缩小了。其三，大气稳定度的影响，大气稳定度越低，有毒气体越有利于扩散；大气稳定度越高，有毒气体越不容易被稀释，越不利于扩散，不利于扩散意味着气团浓度降低的慢，有毒区域和死亡区域越大。根据不同区域浓度分布和伤害分区的预测，确定在不同影响区域需要调度和配置的救援物资，对怎样以最快的速度将救援物资运送到事故现场，如何选择以及选择哪一条路径进行有效救援和疏散，使危险区域的人员在最短时间内转移到安全区域进行了有效设计。3.期刊论文 张亚平.牛建军.张淑琼.ZHANG Ya-ping.NIU Jian-jun.ZHANG Shu-
38、qiong 有毒化学物质瞬时泄漏无风大气扩散的危害后果模拟分析 -职业卫生与应急救援2007,25(1)目的 建立对有毒气体或高挥发性有毒化学品意外泄漏在大气扩散危害后果数值模拟与预测的方法,为突发化学危害性公共卫生事件应急处置提供事故危害分析信息和可供建设项目职业病危害预评价工作应用.方法 利用国家环境保护行业标准推荐的描述有毒气体扩散的数学模型和中毒伤亡后果分析的概率函数法结合计算机软件开发技术,设计开发毒气扩散危害分析软件.结果 在高斯气团模型基础上推导了对瞬时泄漏点源毒物在无风情况大气扩散的危害影响范围、危险期等危害后果的一系列定量计算公式,开发设计了实现相应的自动计算和绘图的计算机程
39、序软件TDA2.0,TDA2.0可给出毒气扩散浓度的时空分布分析数据并自动根据中毒概率函数法给出总毒性负荷数值、人员中毒伤亡概率值及人员中毒死亡百分率的预测值.应用TDA2.0对一液氨槽罐车泄漏事故案例作了危害后果模拟分析,估算结果与案例情形基本相符.结论 应用该文的危害后果分析定量计算公式和TDA2.0软件能快速得到毒气扩散对点、区间、区域面危害后果的数值模拟预报信息,使用简便有效.4.学位论文 孙娜 镇江市大气稳定度及抬升高度计算方法的研究 2007随着工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都大幅度的扩大，这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸等
40、事故，严重危害人民群众的生命和财产安全，带来巨大的不可弥补的经济和人身损失。一旦发生突发性污染事故，解决此类问题的关键在于正确推断各种条件下污染物的输送扩散规律，预测事故发展的趋势。在运用大气扩散模型模拟污染物的输送扩散规律时，需要选择合适的扩散模型、确定模型中的有关参数，其中重要的参数是大气稳定度和抬升高度。当前，大气稳定度和抬升高度的计算方法和公式众多，但没有统一的标准对各种方法以及参数的选择和应用进行规定，计算所得到的结果之间差别很大，给大气扩散模型的应用和污染物扩散的预测工作带来了很大的困难。本文的目的在于根据镇江地区气象和地理参数，找到适合镇江地区使用的大气稳定度和抬升高度的计算方法
41、和公式。本文首先对各种大气稳定度计算方法的优劣进行定性的理论分析，从而选择出较为适合镇江地区使用的计算方法；然后根据2002年全年的气象资料计算出全年逐日4个时次的大气稳定度，并分析其日变化、月变化以及季节变化等规律，从而总结出镇江当地的稳定度变化特征；最后，通过对当地烟羽形状的观察资料验证结论的正确性。抬升高度方面，根据镇江当地几家企业的烟囱及污染物排放资料，采用不同的计算公式计算出各自的抬升高度，在对比分析的基础上选择适合镇江地区的抬升公式；最后，采用当地烟羽观察资料验证结论的准确性。5.期刊论文 张亚平.牛建军.张淑琼.ZHANG Ya-Ping.NIU Jian-Jun.ZHANG S
42、hu-Qiong 有毒物质泄漏扩散危害后果分析系统软件的研制 -海峡预防医学杂志2007,13(1)目的数值模拟与预测有毒气体或高挥发性有毒化学品泄漏在大气扩散中的危害后果,为突发性化学危害公共卫生事件应急处置提供事故危害分析信息.方法利用国家环保行业标准与安全工程专业推荐的有毒气体扩散数学模型,结合电脑软件开发技术,开发毒气扩散危害分析软件.结果在Excel平台设计开发了有毒物质泄漏扩散危害后果分析系统软件TDA1.0,功能包括地面连续点源扩散模式、地面瞬时点源扩散模式和半球扩散模式,快速模拟预测出有毒物质泄漏后毒性气体在空气中扩散的浓度分布、危害浓度的影响范围等.用TDA1.0对运载液氯槽
43、罐车受撞连续泄漏事故和液氨储罐破裂瞬时泄漏事故的模拟案例,作了危害后果分析.结论TDA1.0软件能快速得到毒气扩散对点、区间、区域面危害后果数值模拟预报信息,使用简便.6.学位论文 陈顺杭 水上危险化学品泄漏应急处置决策技术研究 2007本文以Visual Basic6.0 为平台，大气扩散模型为理论基础，开发毒气泄漏应急处置危险区域分析系统，用模糊数学方法建立综合评价模型对事故危害程度进行评价，在海上溢油防治技术基础上，提出水上危险化学品泄漏应急措施，得出结论如下。(1)水上危险品泄漏事故中，利用模糊数学方法，建立水上危险化学品泄漏事故综合评价模型，对事故危害程度做出评价，有效地把握水上危险
44、品泄漏事故的危害程度，从而为进一步采取应急措施提供决策。(2)水上危险化学品泄漏事故的危害往往比溢油更严重，处理更加复杂，直接采用处理溢油的措施往往难以奏效，故本文在借鉴海上溢油的防治方法的基础上，提出水上危险化学品泄漏事故的应急措施。(3)对于水上液体化学品泄漏事故，通过对水溶性、相对密度和挥发性等物理特性将泄漏液体化学品分为挥发类、下沉类、漂浮类、泄漏后凝固类和溶解类等五类，分别采取相应的应急措施，使得应急措施更具有针对性。(4)对水上毒气泄漏事故，主要采用计算危险区域，划定警戒区，配备气体监测队伍，及时预测和监视气体云的扩散情况，监控其行为动态，给人们以提示警界或安排人员疏散。(5)利用大气扩散模型为机理，以Visual Basic6.0 为开发工具，研究开发了有毒气体泄漏应急处置危险区域分析系统。该系统具有以下特点：系统给出各危险区域的危害纵深和宽度，使结果更加直观。系统根据毒负荷来划分危险区域，利用迭代试差法，通过不断调节边界位置，确定毒气扩散泄漏的各危险区域边界。比传统的边界区域确定方法更加精确和科学。水上有毒气体泄漏事故应急处置中，确定危险毒气泄漏的各个危险区域，并依据该区域边界划出警戒线。根据该系统可以为水上危险化学品泄漏应急处置提供快速、简便且科学的决策支持。本文链接：http:/
