危險化學品泄漏擴散研究探討

趙家雄

摘 要：近年來，與危險化學品泄漏擴散的相關研究越來越多，而只有做好這項研究，才能做好事故應急工作。隨著危險化學品泄漏事件的逐漸增多，提高危險化學品泄漏擴散研究的效率越來越重要。該研究采用的評價模型是數學模型和網絡仿真模擬模型，而數學模型主要包括2種，即擴散模型和網絡仿真模擬模型，第一種是動態仿真模擬模型，第二種是靜態仿真模擬模型。

關鍵詞：危險化學品；泄漏擴散；數學模型；網絡仿真模擬模型

中圖分類號：X928 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.066

危險化學品的性質是比較特殊的，它不僅包括容易點燃和容易爆炸的化學品，還包括那些有毒性和腐蝕性的化學品。另外，其放射性也比較大，具有較高的危險性，所以，在危險化學品的生產和存放過程中，必須要嚴格控制其安全性，否則，將會給國家帶來了重大的經濟損失，甚至危及人們的生命安全。迄今為止，我國有關危險化學品泄漏擴散的事故已經發生了近1 100起，不但給國家經濟帶來了重大的損失，還危及到了人們的生命安全，其造成的負面影響是比較大的。隨著危險化學品泄漏擴散問題的不斷增多，相關部門必須找出有效的解決方法。下面簡要敘述了危險化學品泄漏擴散的研究內容。

1 研究的必要性

隨著我國危險化學品泄漏擴散事件的不斷增多，相關部門已經發布了針對該問題的應急預案，但是，這些綱領具有定性和程序化的特點，并沒有仿真模擬作為研究依據，真實性和實踐性都是不高的，所以，無法真正應用它去解決危險化學品泄漏擴散問題。只有不斷加大對相關問題的研究力度，為解決問題提供必要的研究依據，才能真正落實危險化學品泄漏擴散事故的預防工作。

加強危險化學品泄漏擴散方面的研究是避免事故發生的前提條件，只有做好事故預測工作，才能進一步提高事故處理方案的有效性；再加上各種危險化學品的相關因素具有一定的差異性，所以，其產生的影響也是不同的，采取的事故預防措施和處理措施也是不同的。只有加強相關方面的研究，才能及時、準確地采取有效的事故預防措施和解決問題的方法。因此，加

強危險化學品泄漏擴散問題研究是十分必要的。

2 國內外的研究現狀

2.1 數學模型研究

為了解決危險化學品泄漏擴散問題而建立的數學模型主要有2種：①“反求源強”類型的數學模型。它主要系統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，利用的技術是隨機抽樣技術。它改變了正向推斷的方法，而采用了反向推斷的方法，通過方程求解進行迭代運算。②純數學模型。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，具有連續性研究和瞬時性研究的顯著特點，并且其研究結果的準確性較高，但是，數據計算步驟卻相對比較復雜。BM模型研究主要是利用圖表設計和數據重組研究問題的，而Sutton研究的主要是湍流擴散問題。

2.2 網絡仿真模擬研究

關于危險化學品泄漏擴散問題的網絡仿真模擬研究主要包括2類：①靜態模擬研究。它主要是利用參數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動態模擬研究。該模擬不僅可以用在在線數據推算上，還可以用于設備檢測上。其檢測的準確性是比較高的，不僅包括執行事故風險模擬的系統，還包括決策模擬系統，具有動態監控的特點。與國外有關研究相比，我國關于危險化學品泄漏擴散問題的研究是比較晚的，研究技術比較落后，研究力度也不夠。

3 危險化學品泄漏擴散的相關研究

對危險化學品泄漏擴散問題的研究是比較難的，過程也是比較復雜的，主要包括3大步驟：①檢測事故發生現場的設備，收集相關資料和數據，比如化學品泄漏的總量、主要的泄漏擴散地點等；②準確計算危險化學品的泄漏擴散速率，確定此次泄漏擴散的化學品種類；③判斷泄漏化學品的具體組成物質和物質特點，判斷事故的危害級別，進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品泄漏擴散的范圍，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點入手。

3.1 判斷危險化學品的種類

要正確判斷危險化學品的具體種類，結合相關環境和外部條件選擇、確定數學模型和網絡模型，運用高效的運算方法研究危險化學品泄漏擴散問題。在模型模擬的過程中，還有一些算法比較簡單的模型研究，其模擬的準確性不是很高，而有些模型模擬研究的準確性比較高，但算法卻比較復雜，計算速度也不快，所以，這類問題還有待研究。

3.2 正向運算與反向運算有效結合

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

3.3 數學模型建立與仿真模擬有效結合

在危險化學品泄漏擴散問題的研究過程中，數學模型建立和仿真模擬都是比較重要的，將兩者有效結合起來可以起到相互檢驗的作用。另外，要了解事故發生的等級，危險化學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級代表事故已經危及人們的生命安全和財產安全，導致20人以上失蹤或者死亡，100人以上重傷或者產生重大影響的事故；II級代表危及人們的財產安全和生命安全，導致10～30人失蹤或者死亡，50～100人重傷，造成的經濟損失在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安全和生命安全，導致3～10人失蹤或者死亡，10～50人重傷，造成的經濟損失在1 000萬元～5 000萬元的較大事故；IV級代表危及人們的財產安全和生命安全，導致3人或以下失蹤或者死亡，10人以下重傷，造成的經濟損失在50萬元～1 000萬元，并產生了一定影響的事故。當危險化學品事故發生時，相關人員要按照正確的步驟進行緊急救援。危險化學品事故應急如圖1所示。

4 結束語

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

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〔編輯：白潔〕