基于城市建筑GIS重大事故应急疏散决策研究
 

摘要:在事故发生后,如何快速确定疏散范围以及使应急疏散成本最低是重大事故发生后,应急指挥人员需要解决的一个重要问题。本文在事故后果模拟的基础上,确定了单种灾害和多种灾害发生时应急疏散范围,并结合GIS将需要疏散的建筑物标识出来,最后建立了应急疏散最优模型,确定应急疏散的最优方案。本文的研究为应急指挥决策者提供了科学依据。

关键词:重大事故  事故后果模拟  应急疏散  GIS

中图分类号:TU7  文献标识码:A  文章编号:(200701-0027-03

 

基于GIS的重大事故应急疏散决策研究

 

谢旭阳

 

1、前言

城市的一个子系统发生事故会迅速影响、波及到其他子系统,形成连锁反应。特别是城市人群的聚集性、财富的集中性、设施(设备)的关联性以及生产与生活的紧密性,使城市事故、灾害和突发事件具有突发性、连续性、灾难性、密集性、扩散性和社会性等特点。由于城市化进程的加快,城市事故、灾害、突发重大事件多发和危害增大成为一种客观趋势。如2005329,京沪高速公路淮安段因车祸发生液氯泄漏事故,造成28人中毒死亡。20051113,吉林省吉林市吉化公司发生毒气泄漏,造成70人受伤,数万人疏散以及松花江的污染。

随着城市规模的增大和城市功能的增强,在城市中生活的人们面临的安全问题也越来越多、越来越严重。提高政府应对突发事件、事故和灾害的能力,既是关系人民群众安危的一项紧迫任务,也是有关政府安全的重要课题。在事故过程中(特别是危险化学品泄漏事故),必须及时做好周围人员及居民的紧急疏散工作。如何根据事故的影响范围(在危险化学品泄漏过程中,根据不同化学物质的理化特性和毒性,并结合气象条件),迅速确定疏散距离,并使应急疏散最优化是应急救援中一项重要课题。

在以往的研究中,人们关注更多的是事故后果的模拟或者是单一事故后的疏散范围的模拟[1-4],但对于多种灾害事故后果模拟以及如何最优化疏散,使疏散总距离最短方面的研究却很少涉及。

2、疏散范围的确定

       根据一定的方法确定疏散范围是进行应急疏散决策的前提,以下讨论了单种灾害和多种灾害发生情况下应急疏散范围的确定。

2.1 火灾、爆炸事故疏散范围的确定

在事故后果计算中,对于火灾、爆炸的死亡区、重伤区、轻伤区已经进行了计算[2]。根据火灾、爆炸的特点,将轻伤区为确定疏散范围时,如图1所示。

2.2有毒物质泄漏事故疏散范围的确定

在危险化学品泄漏事故中,可以根据两种方法来确定疏散范围:根据事故后果模拟确定疏散范围以及根据试验数据确定疏散范围。

2.2.1 按事故后果模拟确定疏散范围

在事故后果计算中,对于有毒有害气体泄漏的Lc50等浓度曲线、Ic50等浓度曲线、Pc50等浓度曲线进行了计算[2]。在风向稳定的情况下,以Pc50等浓度曲线作为疏散范围(如图2所示)。在风向不确定,为了确保安全以及人员密度不大的情况下,根据有毒有害气体扩散的特点,在Pc50等浓度曲线的基础上,可以Pc50曲线下风向的最大距离画一个圆作为疏散范围,如图2所示。

2.2.2按试验数据确定疏散范围

美国、加拿大和墨西哥根据实验结果,联合编制了应急疏散数据。这些数据是运用了最新的释放速率和扩散模型,统计了美国运输部有害物质事故报告系统(HMIS)数据库的数据,并经过美国、加拿大、墨西哥三国120多个地方5年的每小时气象学观察资料以及各种化学物质毒理学接触数据等四个方面综合分析而成,具有很强的科学性[5]。虽然我国气象情况、地形等与三国有较大的差异,但鉴于我国目前尚无这方面的详细实验资料,这些数据在疏散时可用来作为参考。

疏散范围分为两个带:紧急疏散区和待疏散区(参见图3)。紧急隔离带是以紧急隔离距离为半径的圆,在该范围内的人员需要立即疏散;下风向疏散距离是指必须采取保护措施的范围,即该范围内的居民处于有害接触的危险之中,可以采取撤离、密闭住所窗户等有效措施,并保持通讯畅通以听从指挥。由于夜间气象条件对毒气云的混和作用要比白天来得小,毒气云不易散开,因而下风向疏散距离相对比白天的远。

3  有毒有害气体泄漏疏散范围的划分与计算

紧急疏散区和待疏散区的范围确定如表1所示[5]。使用该表内的数据还应结合事故现场的实际情况如泄漏量、泄漏压力、泄漏形成的释放池面积、周围建筑或树木情况以及当时风速等进行修,如有数辆槽罐车、储罐、或大钢瓶泄漏,应增加大量泄漏的疏散距离;如泄漏形成的毒气云从山谷或高楼之间穿过,因大气的混和作用减小,表中的疏散距离应增加。白天气温逆转或在有雪覆盖的地区,或者在日落时发生泄漏,如伴有稳定的风,也需要增加疏散距离。因为在这类气象条件下污染物的大气混和与扩散比较缓慢(即毒气云不易被空气稀释),会顺下风向飘的较远。另外,对液态化学品泄漏,如果物料温度或室外气温超过30,疏散距离也应增加。

1  各种危险化学品泄漏事故中的疏散距离

UN No

化学品名称

少量泄漏

大量泄漏

紧急

隔离

白天

疏散

夜间

疏散

紧急

隔离

白天

疏散

夜间

疏散

1005

(液氨)

30m

0.2km

0.2km

60m

0.5km

1.1km

1008

三氟化硼(压缩)

30m

0.2km

0.6km

215m

1.6km

5.1km

1016

一氧化碳(压缩)

30m

0.2km

0.2km

125m

0.6km

1.8km

1017

氯气

30m

0.3km

1.1km

275m

2.7km

6.8km

1023

压缩煤气

30m

0.2km

0.2km

60m

0.3km

0.5km

1026

氰(乙二腈)

30m

0.3km

1.1km

305m

3.1km

7.7km

1040

环氧乙烷

30m

0.2km

0.2km

60m

0.5km

1.8km

1045

氟气(压缩)

30m

0.2km

0.5km

185m

1.4km

4.0km

1048

无水溴化氢

30m

0.2km

0.5km

125m

1.1km

3.4km

1050

无水氯化氢

30m

0.2km

0.6km

185m

1.6km

4.3km

1051

氰化氢(氢氰酸)

60m

0.2km

0.5km

400m

1.3km

3.4km

1052

无水氟化氢

30m

0.2km

0.6km

125m

1.1km

2.9km

1053

硫化氢

30m

0.2km

0.3km

215m

1.4km

4.3km