??? 根據(jù)動(dòng)態(tài)泄漏率不定常的特點(diǎn)，以氣體動(dòng)力學(xué)理論和湍流擴(kuò)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(jìn)行推導(dǎo)，可得綜合擴(kuò)散模型格林函數(shù)為：

???

則該模型的濃度積分表達(dá)式為：

?

t’≠t當(dāng)時(shí)，即泄漏源不是連續(xù)源也非瞬時(shí)源時(shí)，此時(shí)，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(kuò)散模型計(jì)算式應(yīng)修正為：

?

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

?

令t₁=0，t_N=t’，當(dāng)時(shí)間較短時(shí)，取N=1000足可以滿足工程計(jì)算精度需求。則對(duì)任意時(shí)刻任意點(diǎn)處的濃度計(jì)算式為：

?

??? 當(dāng)泄漏為地面點(diǎn)源泄漏時(shí)，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(xiàn)[1]。

??? 1) 以一給定時(shí)間內(nèi)燃?xì)庵聜鰸舛葋矸治鲅芯啃孤怏w擴(kuò)散的單純危險(xiǎn)性，即此時(shí)的傷亡范圍值。

??? 2) 泄漏火災(zāi)爆炸事故的危險(xiǎn)性主要可從兩個(gè)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(xiǎn)范圍。其分析手段通過以泄漏擴(kuò)散中心點(diǎn)為燃爆點(diǎn)，以熱致傷和超壓-沖量綜合準(zhǔn)則來研究沖擊波致傷，分析研究擴(kuò)散氣體燃燒爆炸所造成的危險(xiǎn)性；分析各影響因素對(duì)泄漏危險(xiǎn)性的影響。

??? 城市燃?xì)怙L(fēng)險(xiǎn)是指由各種原因引起的對(duì)人類社會(huì)及自然環(huán)境產(chǎn)生破壞、損害及至毀滅性作用的城市燃?xì)馐鹿拾l(fā)生的概率及其后果。區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)^[9～10]主要是針對(duì)區(qū)域內(nèi)的危險(xiǎn)源在區(qū)域內(nèi)某一固定位置致使人員的個(gè)體死亡概率進(jìn)行研究。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的定義可知，風(fēng)險(xiǎn)是造成損失的可能性大小，因此，它不可能是一個(gè)確切的值，應(yīng)當(dāng)是一個(gè)模糊的界于一個(gè)區(qū)間變化的值。而在現(xiàn)有研究^[7～9]中，均將其視為一個(gè)確切的數(shù)值，在一定程度上說，是不準(zhǔn)確的。另外，在現(xiàn)有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中忽略了許多影響事故風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)因素。因此，下面，將圍繞城市燃?xì)鈪^(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)給予基礎(chǔ)分析。

2.4.1燃?xì)鈪^(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)綜合模型

??? 據(jù)上述分析，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)，事故所造成的危險(xiǎn)性不僅與事故本身的危險(xiǎn)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(shí)還與空間位置有著相當(dāng)?shù)年P(guān)系。但由于三維空間風(fēng)險(xiǎn)需要考慮的因素很多，同時(shí)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(dāng)?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(gè)體風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)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?xì)馐鹿试诳臻g位置(x，y)處所產(chǎn)生的第s個(gè)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(xiǎn)性；f_s為第s個(gè)情景事故發(fā)生的模糊概率值；v_s,d為第s個(gè)情景事故發(fā)生時(shí)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(gè)情景故事發(fā)生時(shí)的環(huán)境因素對(duì)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)不僅關(guān)心事故發(fā)生時(shí)的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)，更關(guān)心社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的大小。而社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)與個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)存在較大的差異。以下將針對(duì)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)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?xì)馐鹿试诳臻g位置(x，y)處所產(chǎn)生的第s個(gè)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(huì)風(fēng)險(xiǎn)；ρ_P為區(qū)域內(nèi)空間位置(x，y)處人口密度值。

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

?

式中：L_c為燃?xì)鉂舛?、沖擊波、當(dāng)量熱輻射值為c時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)對(duì)人體的傷害概率值。

2.4.2基于GIS的區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)

??? 區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵還是首先要確定出二維地理空間上各點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值。然而，地理空間相對(duì)來說較大，故此需要采用網(wǎng)格化二維地理空間，以方便風(fēng)險(xiǎn)分析和求解。網(wǎng)格化過細(xì)，精度高，但卻相當(dāng)煩瑣，且在實(shí)際應(yīng)用中的效果也不好，反之，如果太過粗略，計(jì)算精度卻又無法達(dá)到應(yīng)用的要求。故此，需根據(jù)地理空間和實(shí)際應(yīng)用的具體情況來進(jìn)行合適精度的網(wǎng)格劃分。

??? 個(gè)體和社會(huì)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)的表達(dá)方法，將分別采用各網(wǎng)格點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)值所處等級(jí)，進(jìn)行各等風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)聯(lián)匯，并利用相關(guān)等級(jí)顏色在GIS所表達(dá)的地圖上進(jìn)行等級(jí)色彩渲染。

??? 1) 為了提高報(bào)警的精確度，排除誤報(bào)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(shí)地監(jiān)測相結(jié)合的時(shí)差最小化的三色泄漏定位方法，并針對(duì)其實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)做了探討和分析。

??? 2) 對(duì)多參數(shù)動(dòng)態(tài)非定常泄漏、擴(kuò)散綜合計(jì)算數(shù)學(xué)模型及相關(guān)難點(diǎn)進(jìn)行了研究，解決了目前在非定常泄漏及擴(kuò)散技術(shù)模型存在的不足。同時(shí)，對(duì)燃?xì)鉂舛葮O限和沖擊波致人傷亡的危險(xiǎn)性給予了分析，為獲得高精度泄漏危險(xiǎn)性和對(duì)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?xì)夤芫W(wǎng)區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。

[1] 張甫仁.燃?xì)夤芫W(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(xué)，2005.

[2] 張甫仁.燃?xì)夤芫€動(dòng)態(tài)泄漏擴(kuò)散的危險(xiǎn)性分析[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29(2)：103-109.

[3] HELENA MONTIEL，JUAN A V，JOAQUIM CASAL，et al. Mathematical modeling of accidental gas release[J].Journal of Hazardous Materials，1998，59：211-233.

[4] 劉恩斌，彭善碧，李長俊，等.基于瞬態(tài)模型的油氣管道泄漏檢測[J].天然氣工業(yè)，2005，25(6)：102-104.

[5] 張紅兵，李長俊，彭善碧.輸氣管道故障診斷中的實(shí)時(shí)模型法[J].天然氣工業(yè)，2005，25(10)：103-105.

[6] 馮健，張化光.管道泄漏計(jì)算機(jī)在線檢測系統(tǒng)及其算法實(shí)現(xiàn)[J].控制與決策，2004，19(4)：377-382.

[7] 蔡正敏，彭飛，易發(fā)新，等.長輸管道泄漏故障診斷方法的研究[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2002，19(2)：38-43.

[8] 張涵信，沈孟育.計(jì)算流體力學(xué)——差分方法的原理和應(yīng)用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2003.

[9] 劉桂友，徐琳瑜.一種區(qū)域環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法——信息擴(kuò)散法[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27(9)：1549-1556.

[10] 吳宗之，多英全，魏利軍，等.區(qū)域定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法及其在城市重大危險(xiǎn)源安全規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國工程科學(xué)，2006，8(4)：46-49.

[11] 陳國華，張靜，張暉，等.區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，16(6)：112-117.