危险化学品泄漏扩散研究探讨

赵家雄

摘 要：近年来，与危险化学品泄漏扩散的相关研究越来越多，而只有做好这项研究，才能做好事故应急工作。随着危险化学品泄漏事件的逐渐增多，提高危险化学品泄漏扩散研究的效率越来越重要。该研究采用的评价模型是数学模型和网络仿真模拟模型，而数学模型主要包括2种，即扩散模型和网络仿真模拟模型，第一种是动态仿真模拟模型，第二种是静态仿真模拟模型。

关键词：危险化学品；泄漏扩散；数学模型；网络仿真模拟模型

中图分类号：X928 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.066

危险化学品的性质是比较特殊的，它不仅包括容易点燃和容易爆炸的化学品，还包括那些有毒性和腐蚀性的化学品。另外，其放射性也比较大，具有较高的危险性，所以，在危险化学品的生产和存放过程中，必须要严格控制其安全性，否则，将会给国家带来了重大的经济损失，甚至危及人们的生命安全。迄今为止，我国有关危险化学品泄漏扩散的事故已经发生了近1 100起，不但给国家经济带来了重大的损失，还危及到了人们的生命安全，其造成的负面影响是比较大的。随着危险化学品泄漏扩散问题的不断增多，相关部门必须找出有效的解决方法。下面简要叙述了危险化学品泄漏扩散的研究内容。

1 研究的必要性

随着我国危险化学品泄漏扩散事件的不断增多，相关部门已经发布了针对该问题的应急预案，但是，这些纲领具有定性和程序化的特点，并没有仿真模拟作为研究依据，真实性和实践性都是不高的，所以，无法真正应用它去解决危险化学品泄漏扩散问题。只有不断加大对相关问题的研究力度，为解决问题提供必要的研究依据，才能真正落实危险化学品泄漏扩散事故的预防工作。

加强危险化学品泄漏扩散方面的研究是避免事故发生的前提条件，只有做好事故预测工作，才能进一步提高事故处理方案的有效性；再加上各种危险化学品的相关因素具有一定的差异性，所以，其产生的影响也是不同的，采取的事故预防措施和处理措施也是不同的。只有加强相关方面的研究，才能及时、准确地采取有效的事故预防措施和解决问题的方法。因此，加

强危险化学品泄漏扩散问题研究是十分必要的。

2 国内外的研究现状

2.1 数学模型研究

为了解决危险化学品泄漏扩散问题而建立的数学模型主要有2种：①“反求源强”类型的数学模型。它主要系统地探讨了未知问题和已知问题，采用的主要方法是贝叶斯方法，利用的技术是随机抽样技术。它改变了正向推断的方法，而采用了反向推断的方法，通过方程求解进行迭代运算。②纯数学模型。它不仅包括高斯烟囱模型，还包括FEM3模型。高斯模型研究是比较广泛的，具有连续性研究和瞬时性研究的显著特点，并且其研究结果的准确性较高，但是，数据计算步骤却相对比较复杂。BM模型研究主要是利用图表设计和数据重组研究问题的，而Sutton研究的主要是湍流扩散问题。

2.2 网络仿真模拟研究

关于危险化学品泄漏扩散问题的网络仿真模拟研究主要包括2类：①静态模拟研究。它主要是利用参数输入和手工输入的方法模拟问题，但是，该模拟的时效性比较低，主要是用于问题定性分析。②动态模拟研究。该模拟不仅可以用在在线数据推算上，还可以用于设备检测上。其检测的准确性是比较高的，不仅包括执行事故风险模拟的系统，还包括决策模拟系统，具有动态监控的特点。与国外有关研究相比，我国关于危险化学品泄漏扩散问题的研究是比较晚的，研究技术比较落后，研究力度也不够。

3 危险化学品泄漏扩散的相关研究

对危险化学品泄漏扩散问题的研究是比较难的，过程也是比较复杂的，主要包括3大步骤：①检测事故发生现场的设备，收集相关资料和数据，比如化学品泄漏的总量、主要的泄漏扩散地点等；②准确计算危险化学品的泄漏扩散速率，确定此次泄漏扩散的化学品种类；③判断泄漏化学品的具体组成物质和物质特点，判断事故的危害级别，进而制订出有效的解决问题的方案。在此过程中，要想尽量缩小危险化学品泄漏扩散的范围，就要提高事故研究的效率。而要想提高研究效率，就要从以下3点入手。

3.1 判断危险化学品的种类

要正确判断危险化学品的具体种类，结合相关环境和外部条件选择、确定数学模型和网络模型，运用高效的运算方法研究危险化学品泄漏扩散问题。在模型模拟的过程中，还有一些算法比较简单的模型研究，其模拟的准确性不是很高，而有些模型模拟研究的准确性比较高，但算法却比较复杂，计算速度也不快，所以，这类问题还有待研究。

3.2 正向运算与反向运算有效结合

在危险化学品泄漏扩散问题的研究过程中，正向运算和反向运算都是比较重要的，如果能将正向运算与反向运算有效地结合起来，就能大大提高运算的准确性和模拟研究的效率。虽然我国已经对这2大模型的运算准确性进行了相关的研究和误差分析，但是，研究力度还是比较小的，必须进行深入的研究。

3.3 数学模型建立与仿真模拟有效结合

在危险化学品泄漏扩散问题的研究过程中，数学模型建立和仿真模拟都是比较重要的，将两者有效结合起来可以起到相互检验的作用。另外，要了解事故发生的等级，危险化学品事故等级主要分为4大级别，即I级、II级、III级和IV级，分别是特重级别、重大级别、较大级别和一般级别。其中，I级代表事故已经危及人们的生命安全和财产安全，导致20人以上失踪或者死亡，100人以上重伤或者产生重大影响的事故；II级代表危及人们的财产安全和生命安全，导致10～30人失踪或者死亡，50～100人重伤，造成的经济损失在5 000万元～1亿元、具有重大影响的事故；III级代表危及人们的财产安全和生命安全，导致3～10人失踪或者死亡，10～50人重伤，造成的经济损失在1 000万元～5 000万元的较大事故；IV级代表危及人们的财产安全和生命安全，导致3人或以下失踪或者死亡，10人以下重伤，造成的经济损失在50万元～1 000万元，并产生了一定影响的事故。当危险化学品事故发生时，相关人员要按照正确的步骤进行紧急救援。危险化学品事故应急如图1所示。

4 结束语

综上所述，随着危险化学品泄漏扩散安全事故的不断增多，危险化学品泄漏扩散研究越来越重要，但是，当前的模拟研究中还存在一些问题和难点。在科技迅速发展的大背景下，对危险化学品泄漏扩散的研究在不断增加，我国相关部门也越来越重视这项研究，所以，取得了较好的研究成果。但是，危险化学品泄漏扩散研究是一个长期持续的工作，必须不断创新数学模型模拟技术和方法，完善仿真模拟体系，这样才能真正促进危险化学品泄漏扩散研究工作的有效落实，保障人们的财产安全和生命安全。

参考文献

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〔编辑：白洁〕