Porovnání výstupů z programů ALOHA a TerEx při jejich modelování rozptylu vybraných nebezpečných látek

Bc. Adam HENDRYCH

Master's thesis

Comparison of Outputs from the Software ALOHA and TerEx in Dispersion Modelling of Selected Hazardous Substances

Abstract:

V souvislosti se vzrůstajícím množstvím produkovaných průmyslových toxických látek (TIC; Toxic Industrial Compound) roste i přes postupné zavádění stále bezpečnějších technologických procesů a vylepšování bezpečnostních opatření riziko havarijního úniku nebezpečných látek. Ke zmírnění následků chemické havárie, případně k preventivní přípravě ochranných opatření ještě před vznikem havárie, je zapotřebí znát či alespoň odhadnout průběh havárie. Zejména pak dosah zraňujících a smrtelných účinků havárií. Jedním z nástrojů, kterými lze vyjádřit dopady havárií, jsou modelovací programy. Předkládaná diplomová práce se zabývá porovnáním výstupů dvou speciálních softwarů ? zahraničního programu ALOHA a tuzemského programu TerEx. Cílem práce bylo jednak za využití odborné literatury a konzultací s experty uvést teoretické aspekty související s rozptylem plynných toxických látek v přízemní vrstvě atmosféry a dále popsat modelování dosahu jejich škodlivého působení. V praktické části práce bylo záměrem zjistit, nakolik se výsledky obou programů pro stejné počáteční podmínky liší. K tomu bylo použito vzájemného porovnání výstupů (např. dosahu zraňující koncentrace) obou programů, které poskytly výsledky pro stejný soubor vstupních dat (druh a množství nebezpečné látky, teplota prostředí, rychlost větru, stupeň oblačnosti, třída stability počasí, typ povrchu terénu). Po zhodnocení získaných porovnání je možné zevšeobecnit výsledky v konstatování, že program ALOHA je oproti programu TerEx konzervativnější, to znamená, že program ALOHA poskytuje delší předpokládané dosahy ohrožení. Závisí potom na uživateli (odpovědné osobě ? krizovému manažerovi, veliteli zásahu, starostovi obce), jaký zvolí nebo doporučí zvolit přístup ? připravit na případnou havárii větší či menší území (zajištění informovanosti obyvatelstva, provedení technických opatření vedoucích ke zmírnění dopadů havárie, výše použitých finančních prostředků apod.). Jako navazující krok by bylo vhodné ověřit teoretické výsledky experimentálně, terénními zkouškami, jež by probíhaly za stejných meteorologických podmínek, za kterých bylo provedeno modelování zmíněnými programy. Byla by tak potvrzena oprávněnost používání speciálního programového vybavení pro účely odhadu dosahu negativních účinků chemických havárií.

Abstract:

In the context of an increasing production of industrial toxic substances (TIC; Toxic Industrial Compound), the risk of accidental release of hazardous substances is growing in spite of the gradual implementation of safer technological processes and safety improvement measures. To mitigate the consequences of chemical accidents or to prepare preventive protective measures before the accident, it is necessary to know or at least estimate the course of accidents. In particular, it applies to the range of traumatic events and fatal accidents. One of the tools that can express the impact of accidents is modelling programs. This diploma thesis presents a comparison of outputs from two special types of software ? a foreign program the ALOHA and the TerEx developed in the Czech Republic. The purpose of the thesis was to indicate theoretical aspects related to gaseous toxic substances diffusion in the ground atmospheric layer and to describe modelling of their ill effects range. To achieve this objective, scientific literature and consultation with experts were used. The practical section of the thesis aimed at determining to what extent the results of both programs differ when initial conditions were identical. To achieve this goal, the intercomparison of outputs (e.g. hurtful concentration range) of the two programs that provided results for the same input data sets (type and quantity of hazardous substances, environmental temperature, wind speed, degree of cloud cover, weather stability class, type of ground surface) was used. After the assessment of the comparison it is possible to generalize the results stating that the software ALOHA compared to the TerEx is more conservative, which means that the ALOHA software provides longer anticipated ranges of danger. Therefore, it depends on the user (the person responsible ? crisis manager, intervention commander, mayor of the village), which approach they select or recommend ? to prepare a greater or a smaller area for a possible accident (to ensure public awareness, to implement technical measures to mitigate the impact of that accident, to assess the amount of financial resources, etc.). As a subsequent step it would be appropriate to verify the theoretical results experimentally, by field testing, which would be conducted under the same meteorological conditions under which the modelling was made by the mentioned programs. This would thus confirm the legitimacy of the special software use for the purpose of estimating the range of negative effects of chemical accidents.

Keywords

ALOHA, dosah ohrožení, jednorázový únik, modelování atmosférického rozptylu, šíření plynu, TerEx

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 5. 2012

Accessible from:: 21. 5. 2012

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Vladimír Pitschmann, CSc.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Master programme / field:
Protection of Inhabitants / Civil Emergency Readiness