??? 根據(jù)動態(tài)泄漏率不定常的特點，以氣體動力學理論和湍流擴散微分方程為基礎(chǔ)，結(jié)合相應(yīng)的初始條件和邊界條件，利用格林函數(shù)進行推導，可得綜合擴散模型格林函數(shù)為：

???

則該模型的濃度積分表達式為：

?

t’≠t當時，即泄漏源不是連續(xù)源也非瞬時源時，此時，上式中的Q(t-t’)應(yīng)取泄漏源Q(t’)，則非連續(xù)源非穩(wěn)態(tài)泄漏擴散模型計算式應(yīng)修正為：

?

當泄漏率(Q)是時間的規(guī)則函數(shù)時，可以直接利用上式進行計算。但當閥門關(guān)閉時，管道泄漏為非穩(wěn)態(tài)泄漏，此時的Q不是時間的規(guī)則函數(shù)，為避免積分過程中的不可積性，此時以分段求和法(分段積分法)來進行求解。令：

?

令t₁=0，t_N=t’，當時間較短時，取N=1000足可以滿足工程計算精度需求。則對任意時刻任意點處的濃度計算式為：

?

??? 當泄漏為地面點源泄漏時，則令上述各式中的H=0，所得各式就為地面源泄漏模型。

??? 式(6)～(13)中相關(guān)參數(shù)及意義詳見文獻[1]。

??? 1) 以一給定時間內(nèi)燃氣致傷亡濃度來分析研究泄漏氣體擴散的單純危險性，即此時的傷亡范圍值。

??? 2) 泄漏火災(zāi)爆炸事故的危險性主要可從兩個方面來分析：一是發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的可能性；二是發(fā)生事故后所造成的破壞危險范圍。其分析手段通過以泄漏擴散中心點為燃爆點，以熱致傷和超壓-沖量綜合準則來研究沖擊波致傷，分析研究擴散氣體燃燒爆炸所造成的危險性；分析各影響因素對泄漏危險性的影響。

??? 城市燃氣風險是指由各種原因引起的對人類社會及自然環(huán)境產(chǎn)生破壞、損害及至毀滅性作用的城市燃氣事故發(fā)生的概率及其后果。區(qū)域風險評價^[9～10]主要是針對區(qū)域內(nèi)的危險源在區(qū)域內(nèi)某一固定位置致使人員的個體死亡概率進行研究。根據(jù)風險的定義可知，風險是造成損失的可能性大小，因此，它不可能是一個確切的值，應(yīng)當是一個模糊的界于一個區(qū)間變化的值。而在現(xiàn)有研究^[7～9]中，均將其視為一個確切的數(shù)值，在一定程度上說，是不準確的。另外，在現(xiàn)有風險評價中忽略了許多影響事故風險的相關(guān)因素。因此，下面，將圍繞城市燃氣區(qū)域風險評價的關(guān)鍵技術(shù)給予基礎(chǔ)分析。

2.4.1燃氣區(qū)域風險評價綜合模型

??? 據(jù)上述分析，當事故發(fā)生時，事故所造成的危險性不僅與事故本身的危險性有關(guān)，還與救災(zāi)系統(tǒng)與預(yù)警系統(tǒng)的完善度、抗災(zāi)能力的大小等降災(zāi)因素有著密切的關(guān)系，同時還與空間位置有著相當?shù)年P(guān)系。但由于三維空間風險需要考慮的因素很多，同時其結(jié)果也需要利用三維圖形來顯示，這給在現(xiàn)階段采用軟件來表示結(jié)果帶來了相當?shù)睦щy，并且，其結(jié)果也無法在二維地圖上顯示出來。因此，將忽略空間方向上的影響，提出如下二維空間個體風險綜合評價模型：

??? R_P,s,d(x，y)=f_sv_s,de_s,d(1-h)??? (14)

式中：R_P,s,d(x，y)為燃氣事故在空間位置(x，y)處所產(chǎn)生的第s個情景事故，即泄漏、火災(zāi)和爆炸事故所造成的第d類傷害(死亡、重傷和輕傷)食體危險性；f_s為第s個情景事故發(fā)生的模糊概率值；v_s,d為第s個情景事故發(fā)生時在(x，y)所產(chǎn)生的第d類事故的可能性，即概率值；e_s,d為第s個情景故事發(fā)生時的環(huán)境因素對事故的影響因子；h為考慮救災(zāi)等因素在內(nèi)的降災(zāi)因子。

??? 區(qū)域風險評價不僅關(guān)心事故發(fā)生時的個體風險，更關(guān)心社會風險的大小。而社會風險與個體風險存在較大的差異。以下將針對社會風險給予分析。

??? R_N,s,d(x，y)=R_M,s,d(x，y)ρ_P=f_sv_s,de_s,d(1-h)ρ_P??? (15)

式中：R_N,s,d(x，y)為燃氣事故在空間位置(x，y)處所產(chǎn)生的第s個情景事故即泄漏、火災(zāi)和爆炸事故所造成的第d類傷害(死亡、重傷和輕傷)社會風險；ρ_P為區(qū)域內(nèi)空間位置(x，y)處人口密度值。

f_s的計算方法，可根據(jù)文獻[1]、[10]相關(guān)資料，借助文獻[11]的方法來進行確定和計算。v_s,d的計算，可采用如下關(guān)系式來計算：

?

式中：L_c為燃氣濃度、沖擊波、當量熱輻射值為c時，單位時間內(nèi)對人體的傷害概率值。

2.4.2基于GIS的區(qū)域風險表達

??? 區(qū)域風險評價的關(guān)鍵還是首先要確定出二維地理空間上各點的風險值。然而，地理空間相對來說較大，故此需要采用網(wǎng)格化二維地理空間，以方便風險分析和求解。網(wǎng)格化過細，精度高，但卻相當煩瑣，且在實際應(yīng)用中的效果也不好，反之，如果太過粗略，計算精度卻又無法達到應(yīng)用的要求。故此，需根據(jù)地理空間和實際應(yīng)用的具體情況來進行合適精度的網(wǎng)格劃分。

??? 個體和社會區(qū)域風險的表達方法，將分別采用各網(wǎng)格點的風險值所處等級，進行各等風險點聯(lián)匯，并利用相關(guān)等級顏色在GIS所表達的地圖上進行等級色彩渲染。

??? 1) 為了提高報警的精確度，排除誤報警的可能性，提出了基于首末端監(jiān)控的雙向同步仿真與實地監(jiān)測相結(jié)合的時差最小化的三色泄漏定位方法，并針對其實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)做了探討和分析。

??? 2) 對多參數(shù)動態(tài)非定常泄漏、擴散綜合計算數(shù)學模型及相關(guān)難點進行了研究，解決了目前在非定常泄漏及擴散技術(shù)模型存在的不足。同時，對燃氣濃度極限和沖擊波致人傷亡的危險性給予了分析，為獲得高精度泄漏危險性和對已發(fā)事故的分析和再現(xiàn)提供了參考。

??? 3) 提出了基于GIS并綜合考慮救災(zāi)系統(tǒng)與預(yù)警系統(tǒng)的完善度、抗災(zāi)能力的大小等降災(zāi)因素的城市燃氣管網(wǎng)區(qū)域風險評價。

[1] 張甫仁.燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)安全性及仿真的理論分析與應(yīng)用研究[D].天津：天津大學，2005.

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