基于图形反应扩散方程的煤气泄漏影响范围分析方法研究
基于图形反应扩散方程的煤气泄漏影响范围分析方法研究[20191215144902]
本人签名：摘 要
在现实生活中，因为工业化的迅猛发展，越来越多的单位接触有毒气体，进行运输、储备或使用。有毒气体如果泄漏就会对周围的环境和居民造成不同程度的伤害。
煤气作为一种清洁能源，但同时也是一种有毒气体，正得到各行各业越来越广泛的应用，而我们接触煤气的机会也越来越多、越来越大。像煤气制造，作为化工原料生产，爆破烟雾，冶金工业中的焦化、炼铁、炼钢，各种内燃机的排放气，民居燃气等等。但由于我国煤气安全管理落后于发达国家，煤气设备和煤气生产等安全事故屡屡发生，并有上升的趋势。
煤气一旦泄漏，轻则污染环境使周围人们轻微不适，重则使人中毒死亡，遇到明火引起爆炸，危害财产和生命的安全。所以，探究煤气泄漏影响范围，对疏松人群，紧急抢险，为传感器布点等都起着非常重要的作用。
关于有毒气体的泄漏扩散方面的研究，国外研究比较早，在近年来国内研究才有较大发展。例如高斯模型、Sutton模型等。由于这些模型都有一些局限性，故在本课题中提出一种新型方法模型对煤气泄漏扩散进行研究，即基于图形反应扩散方程。在本课题中进行研究时首先介绍反应扩散方程，其本质是一类偏微分方程, 是用来描述在扩散现象 中物质密度的变化。并且把研究对象作为一个点来处理，因为假设研究对象在空间时均匀分布的。基于图形反应扩散方程是在反应扩散方程理论基础上，根据基于图形反应扩散方程理论所说，一些时空模式发生器系统是通过演化方程表达的，这些方程是由许多只和他们相互作用的邻居动态单元组成。通过反应扩散方程，这些子系统可以相互协调，整个系统会生成一个总体秩序。将六方格作为个体，将六方格的中心点作为研究对象进行处理。在此方法中，我们考虑的是个体的浓度变化只与其相邻个体的浓度有关。通过力学公式进行分析，用DNV PHASE软件进行模拟气体扩散的所影响的范围，通过影响范围，可以得到致死区、重伤区、轻伤区所对应的等浓度区域，对紧急救援，传感器布点等有重要意义。
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关键字:字煤气泄漏；反应扩散方程；图形反应扩散方程；影响范围
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 危险性气体泄漏扩散的数值研究 2
1.2.2 危险性气体泄漏扩散的实验研究 5
1.3 课题的提出 7
1.4 各章节安排 7
第二章 煤气泄漏扩散研究 9
2.1 气体扩散影响因素的分析及研究 9
2.1.1 泄露源 9
2.1.2泄漏气体的密度 10
2.1.3 气象条件 10
2.1.4 地面条件 11
2.2煤气泄露的结果影响 11
2.3 本章总结 12
第三章 反应扩散方程模型 13
3.1 反应扩散方程简介 13
3.2 扩散定律 13
3.2.1 扩散 13
3.2.2 扩散定律 14
3.2.3 Fick定律 15
3.3 反应扩散方程模型的建立 17
3.3.1 基于守恒律建立反应扩散系统模型 17
3.3.1 直接法建立反应扩散系统模型 18
3.4 本章总结 19
第四章 基于图形反应扩散方程 20
4.1 基于图形反应扩散方程简介 20
4.2 基于图形反应扩散方程的研究 21
4.3 基于图形反应扩散方程的煤气泄漏方法研究 22
4.3.1 基本要素 22
4.3.2 方法讲解 24
4.3.3 DNV PHAST软件模拟 26
4.3.4 影响范围 29
4.4本章总结 30
第五章 总结与展望 31
5.1 论文总结 31
5.2 课题展望 31
参考文献 33
致 谢 35
毕 业 设 计（英文翻译） 36
第一章 绪 论
1.1课题研究背景和意义
在现实生活中，因为工业化的迅猛发展，越来越多的单位接触有毒气体，进行运输、储备或使用。因为各种原因，有毒气体如果发生泄漏，可能对周围的人造成严重伤害。有毒气体伤害事件有很多，国外著名的也有很多，如1976年发生在意大利塞韦索的环己烷泄漏事故，结果造成30多人伤亡，以及22万人紧急疏散；1984年发生在印度博帕尔联合碳化公司的甲基异氰酸酯泄漏事故，25万多人受影响，不仅20余万人受伤，5万人失明，甚至还造成2 500多人死亡。我国也发牛多起毒气泄漏事件，如2004年北京怀柔区发生氰化氢泄漏事件，造成3人死亡，18人中毒，紧急疏散210人；同年发生在重庆天原化工总厂的氯气泄漏事件，结果造成1人死亡、8人失踪以及3人受伤，并紧急疏散15万人；2010年，发生在四川广元的氯气泄漏事件，结果造成10人中毒，其中2人较为严重，紧急疏散数千人。
煤气作为一种清洁能源，同时也是有毒气体。正得到各行各业越来越广泛的应用，而我们接触煤气的机会也越来越多、越来越大。例如煤气的制造，作为化工原料生产，炮烟，在冶金行业炼铁，炼钢，炼焦，发动机的排气气体，居民住宅燃气等。但由于我国煤气安全管理落后于发达国家，煤气设备和煤气生产等安全事故屡屡发生，并有上升的趋势。
煤气中含量最多的为一氧化碳。一氧化碳(CO)是一种无色、无味、无刺激性气体，能够使人窒息，毒性属于二级。一氧化碳一旦被吸入后，经肺泡进入血液循环系统，会和人体血液中的血红蛋白进行结合，生成另一种碳氧血红蛋白，其特点是结合速度是氧气的300倍，但脱离速度则慢于氧气3600倍，故在极短时间内会引起人体缺氧性窒息。一氧化碳中毒的危害，一般可分为急性中毒和慢性中毒。
2006年10月30日，重庆钢铁集团公司的大型港口企业能源厂10万立方米高炉煤气柜发生了煤气泄漏事故。泄露时间是75分钟，泄露量大约为10980立方米、事故最终造成7人轻微煤气中毒，16人有煤气吸入反应，以及有序疏散企业内部人员和周边居民900余人。2008年12月24日河北省遵化市港陆钢铁有限公司2号高炉重力除尘器泄露板突然崩裂，造成44人煤气中毒，此中有17人死亡、27人受伤。而2010年1月4日11时45分，在河北普阳钢铁公司由江苏省南京三叶公用承建的煤气管道工程项目发生了煤气泄露事故，至5日8时40分，该公司提供事故死亡人数为7人、伤9人。连日来，邯郸市、武安市两级政府组成了事故调查组增加核查力度，截止至8日凌晨，企业掩盖事故已被发现，已确认21人死亡，9人受伤。
煤气安全问题十分复杂，涉及面广，包括生产、回收、储存、运输、使用等各个环节，且煤气种类很多，性格各异，这给我们的煤气安全管理工作带来了严峻的挑战。本文通过对煤气泄露扩散的研究，提出一个新的方法，模拟一氧化碳浓度分布，得到致死区、重伤区、轻伤区对应的等浓度曲线，为无线传感器位置的安排提供理论依据。
1.2 国内外研究现状
对危险性气体泄漏扩散过程的研究一般有三种方法：现场试验、风洞试验和数值模拟。现场实验法是选取与泄漏事故现场规模一致的场景进行模拟，故泄漏物的物质、泄漏速度、数量及外部条件，如气象、地形等均与泄漏事故现场相同。因为现场实验条件与真实场景相同，故得到的数据是真实且可靠的，甚至有时可能从现场实验中观察到少许独特的试验现象，但不足之处是现场实验耗资巨大，时间长，可重复性差。风洞试验一种在人为制作的风洞中，模拟危险性气体扩散的自然环境，来研究气体扩散过程的方法。风洞试验模拟法可以方便地调节一些试验参数，可重复性大，但很难确定危险重气体的原形及模拟试验的无量纲相似常数，而且它只能在大气流动状况中进行模拟。此外，现场试验和风洞试验都需要较大的实验经费，并且试验条件受到限制很难普遍展开，而数值模拟由于具有成本低且场景便于设置等优势而成为研究气云扩散规律的重要方法。
在危险性气体泄漏扩散的风险模拟研究方面，开始在国外较早，从上世纪七、八十年代开始，直到现在，该方面的研究还比较活跃，国内起步相对较晚，但在近年来也有了很大的发展。在此期间，针对有毒或可燃气体、液化气体的泄漏，不少扩散的计算模型被提出，而且，还进行了许多大型试验。
1.2.1 危险性气体泄漏扩散的数值研究
对于危险性气体(包含可燃性及毒性气体)扩散研究，国内外比较著名的数值模型有高斯模型，Sutton模型、BM模型、FEM3模型及箱及相似模型等。
高斯模型(Gaussian model)开发比较早，在五六十年代就已经开始使用，利用统计方法来考察扩散物质的浓度分布，是模拟泄露至大气中的污染物沿下风向扩散浓度分布最广泛的模型之一。主要适用于点源的扩散，它又被分为高斯烟羽模型和高斯烟团模型，可分别模拟连续泄漏和瞬间泄漏两种泄漏方式。当管道或容器由于腐蚀、设计或误操作等原因形成空洞或裂痕而造成管道连续泄漏，这种情况被称为连续泄漏源，具有泄漏时间较长，泄漏量较小的稳态泄漏的特点，此时使用高斯烟羽模型来描述毒气连续泄漏扩散的浓度分布。当泄漏源具有泄漏时间少，扩散时间短的特点时，则采用高斯烟团模型来描述瞬时泄漏气体的扩散。虽然开发早，技术成熟，模型计算简便，但无论高斯模型、还是烟羽模型或烟团模型都未考虑重力作用的影响，故适用类型为轻气体或与空气密度相差不大的气体的扩散，模拟精度较差，有一定的局限性。
BM(Britter and McQuaid)模型是由一系列重气体连续泄漏和瞬时泄漏的试验数据绘制成的计算图表组成，又被称为唯象模型，属于经验模型，外延性较差。后来Hanna等人专门对其进行了无因次处理，拟合成解析公式，结果发现绘制的试验曲线与Britter和McQuaid的结果吻合得较好。该模型主要适用对中性或重气体的研究，且计算简便，结果直观，并侧重于大规模泄漏的研究。
Sutton模型该模型主要是处理湍流扩散问题，使用的方法是湍流扩散统计理论，主要对中性气体的扩散进行研究，但不足是精度不高，结果与实验值相差较大。
FEM3(3-D Finite Element Model)模型即3维有限元计算模型。该模型的原型是在1979年提出的，最初是为了模拟LNG的突发性泄放，后来用该模型对LNG的泄放进行了一系列的模拟，并得到了较好的结果。近几年，随着扩散模型的快速发展，毒气及可燃性气体等很多重气体的扩散都能被很好地处理，经过稍加变动后，扩散模型都可以模拟连续源及瞬时源。尽管FME3模型适于对连续源泄漏及有限时间内的泄漏问题的处理，但该模型的公式、参数都较多，计算量很大，模拟繁杂，用计算机模拟较为困难，且只适用于重气体的扩散。
箱及相似模型箱及相似模型指的是假定温度、浓度和其他场，在任何下风横截面处是矩形分布或是相似分布(如高斯分布)等简单形状，在这里，矩形分布是指在某些特定空间范围内场是均匀的，但在其他地方为零。该类模型是在不考虑其在空间上的细节特征下预报气云的总体特征，例如平均高度、平均气云温度或平均半径等。被动气体扩散的行为后，气体重力效应消失，所以该类模型还包含被动扩散的高斯模型以及对它的修正。通过与高斯模型对比，因为考虑了气体重力和流动扩散阻力等各种因素的影响，箱模型的计算精度较高，尤其是重性气体的扩散模拟。箱及相似模型概念清晰、计算量小、具有强健性，尤其适合危险评价，它已成为应急咨询、应急措施和其他决策的重要组成部分。但模型存在固有的局限性，即务必假定速度和浓度是自相似分布，并且通常情况下，涉及不连续的界面，其结果具备很大的不确定性。
何宁[1]等人通过引入一种时间因子, 讨论了有毒气体扩散的时空特性,并在对现有高斯烟团模型进行改进的基础上, 建立了一种有毒气体扩散模型，特点是以时间函数为动态变换基点。在有限的时间内持续释放的有毒气体的过程转化为在多个时间区域段中，实源及一系列虚源的气体释放。根据改进了的高斯模型, 利用编程实现了对有毒气体扩散基于GIS的实时的动态仿真。以氯泄露为例，讲解一个应用案例。根据提供的氯泄露的初始条件以及氯的一些参数，通过软件仿真，可以得到在各个时刻致死区、重伤区、致伤区、轻伤区影响区域和面积。
次生毒气泄漏与扩散多发生在破坏性地震中，文献[2~4] 从不同的角度对震时有毒有害气体泄漏扩散进行了数值模拟及危险性风险模型研究。文献[5]通过研究瓦斯爆炸事故中有毒有害气体的传播规律，建立了在无风巷道中有毒有害气体扩散的数学模型及在通风网络中有毒有害气体传播的数学模型，辅助在矿井通风网络中有毒有害气体浓度的分布，使用英国卫生安全执行局提出的毒负荷(化)的概念[6]，可估算出对人体的伤害程度，对危险区域进行推算，划分由瓦斯爆炸造成的有毒有害气体传播的轻伤区、重伤区、死亡区，为瓦斯爆炸事故的紧急救援及安全评价提供了理论基础。
本人签名：摘 要
在现实生活中，因为工业化的迅猛发展，越来越多的单位接触有毒气体，进行运输、储备或使用。有毒气体如果泄漏就会对周围的环境和居民造成不同程度的伤害。
煤气作为一种清洁能源，但同时也是一种有毒气体，正得到各行各业越来越广泛的应用，而我们接触煤气的机会也越来越多、越来越大。像煤气制造，作为化工原料生产，爆破烟雾，冶金工业中的焦化、炼铁、炼钢，各种内燃机的排放气，民居燃气等等。但由于我国煤气安全管理落后于发达国家，煤气设备和煤气生产等安全事故屡屡发生，并有上升的趋势。
煤气一旦泄漏，轻则污染环境使周围人们轻微不适，重则使人中毒死亡，遇到明火引起爆炸，危害财产和生命的安全。所以，探究煤气泄漏影响范围，对疏松人群，紧急抢险，为传感器布点等都起着非常重要的作用。
关于有毒气体的泄漏扩散方面的研究，国外研究比较早，在近年来国内研究才有较大发展。例如高斯模型、Sutton模型等。由于这些模型都有一些局限性，故在本课题中提出一种新型方法模型对煤气泄漏扩散进行研究，即基于图形反应扩散方程。在本课题中进行研究时首先介绍反应扩散方程，其本质是一类偏微分方程
查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:字煤气泄漏；反应扩散方程；图形反应扩散方程；影响范围
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 危险性气体泄漏扩散的数值研究 2
1.2.2 危险性气体泄漏扩散的实验研究 5
1.3 课题的提出 7
1.4 各章节安排 7
第二章 煤气泄漏扩散研究 9
2.1 气体扩散影响因素的分析及研究 9
2.1.1 泄露源 9
2.1.2泄漏气体的密度 10
2.1.3 气象条件 10
2.1.4 地面条件 11
2.2煤气泄露的结果影响 11
2.3 本章总结 12
第三章 反应扩散方程模型 13
3.1 反应扩散方程简介 13
3.2 扩散定律 13
3.2.1 扩散 13
3.2.2 扩散定律 14
3.2.3 Fick定律 15
3.3 反应扩散方程模型的建立 17
3.3.1 基于守恒律建立反应扩散系统模型 17
3.3.1 直接法建立反应扩散系统模型 18
3.4 本章总结 19
第四章 基于图形反应扩散方程 20
4.1 基于图形反应扩散方程简介 20
4.2 基于图形反应扩散方程的研究 21
4.3 基于图形反应扩散方程的煤气泄漏方法研究 22
4.3.1 基本要素 22
4.3.2 方法讲解 24
4.3.3 DNV PHAST软件模拟 26
4.3.4 影响范围 29
4.4本章总结 30
第五章 总结与展望 31
5.1 论文总结 31
5.2 课题展望 31
参考文献 33
致 谢 35
毕 业 设 计（英文翻译） 36
第一章 绪 论
1.1课题研究背景和意义
在现实生活中，因为工业化的迅猛发展，越来越多的单位接触有毒气体，进行运输、储备或使用。因为各种原因，有毒气体如果发生泄漏，可能对周围的人造成严重伤害。有毒气体伤害事件有很多，国外著名的也有很多，如1976年发生在意大利塞韦索的环己烷泄漏事故，结果造成30多人伤亡，以及22万人紧急疏散；1984年发生在印度博帕尔联合碳化公司的甲基异氰酸酯泄漏事故，25万多人受影响，不仅20余万人受伤，5万人失明，甚至还造成2 500多人死亡。我国也发牛多起毒气泄漏事件，如2004年北京怀柔区发生氰化氢泄漏事件，造成3人死亡，18人中毒，紧急疏散210人；同年发生在重庆天原化工总厂的氯气泄漏事件，结果造成1人死亡、8人失踪以及3人受伤，并紧急疏散15万人；2010年，发生在四川广元的氯气泄漏事件，结果造成10人中毒，其中2人较为严重，紧急疏散数千人。
煤气作为一种清洁能源，同时也是有毒气体。正得到各行各业越来越广泛的应用，而我们接触煤气的机会也越来越多、越来越大。例如煤气的制造，作为化工原料生产，炮烟，在冶金行业炼铁，炼钢，炼焦，发动机的排气气体，居民住宅燃气等。但由于我国煤气安全管理落后于发达国家，煤气设备和煤气生产等安全事故屡屡发生，并有上升的趋势。
煤气中含量最多的为一氧化碳。一氧化碳(CO)是一种无色、无味、无刺激性气体，能够使人窒息，毒性属于二级。一氧化碳一旦被吸入后，经肺泡进入血液循环系统，会和人体血液中的血红蛋白进行结合，生成另一种碳氧血红蛋白，其特点是结合速度是氧气的300倍，但脱离速度则慢于氧气3600倍，故在极短时间内会引起人体缺氧性窒息。一氧化碳中毒的危害，一般可分为急性中毒和慢性中毒。
2006年10月30日，重庆钢铁集团公司的大型港口企业能源厂10万立方米高炉煤气柜发生了煤气泄漏事故。泄露时间是75分钟，泄露量大约为10980立方米、事故最终造成7人轻微煤气中毒，16人有煤气吸入反应，以及有序疏散企业内部人员和周边居民900余人。2008年12月24日河北省遵化市港陆钢铁有限公司2号高炉重力除尘器泄露板突然崩裂，造成44人煤气中毒，此中有17人死亡、27人受伤。而2010年1月4日11时45分，在河北普阳钢铁公司由江苏省南京三叶公用承建的煤气管道工程项目发生了煤气泄露事故，至5日8时40分，该公司提供事故死亡人数为7人、伤9人。连日来，邯郸市、武安市两级政府组成了事故调查组增加核查力度，截止至8日凌晨，企业掩盖事故已被发现，已确认21人死亡，9人受伤。
煤气安全问题十分复杂，涉及面广，包括生产、回收、储存、运输、使用等各个环节，且煤气种类很多，性格各异，这给我们的煤气安全管理工作带来了严峻的挑战。本文通过对煤气泄露扩散的研究，提出一个新的方法，模拟一氧化碳浓度分布，得到致死区、重伤区、轻伤区对应的等浓度曲线，为无线传感器位置的安排提供理论依据。
1.2 国内外研究现状
对危险性气体泄漏扩散过程的研究一般有三种方法：现场试验、风洞试验和数值模拟。现场实验法是选取与泄漏事故现场规模一致的场景进行模拟，故泄漏物的物质、泄漏速度、数量及外部条件，如气象、地形等均与泄漏事故现场相同。因为现场实验条件与真实场景相同，故得到的数据是真实且可靠的，甚至有时可能从现场实验中观察到少许独特的试验现象，但不足之处是现场实验耗资巨大，时间长，可重复性差。风洞试验一种在人为制作的风洞中，模拟危险性气体扩散的自然环境，来研究气体扩散过程的方法。风洞试验模拟法可以方便地调节一些试验参数，可重复性大，但很难确定危险重气体的原形及模拟试验的无量纲相似常数，而且它只能在大气流动状况中进行模拟。此外，现场试验和风洞试验都需要较大的实验经费，并且试验条件受到限制很难普遍展开，而数值模拟由于具有成本低且场景便于设置等优势而成为研究气云扩散规律的重要方法。
在危险性气体泄漏扩散的风险模拟研究方面，开始在国外较早，从上世纪七、八十年代开始，直到现在，该方面的研究还比较活跃，国内起步相对较晚，但在近年来也有了很大的发展。在此期间，针对有毒或可燃气体、液化气体的泄漏，不少扩散的计算模型被提出，而且，还进行了许多大型试验。
1.2.1 危险性气体泄漏扩散的数值研究
对于危险性气体(包含可燃性及毒性气体)扩散研究，国内外比较著名的数值模型有高斯模型，Sutton模型、BM模型、FEM3模型及箱及相似模型等。
高斯模型(Gaussian model)开发比较早，在五六十年代就已经开始使用，利用统计方法来考察扩散物质的浓度分布，是模拟泄露至大气中的污染物沿下风向扩散浓度分布最广泛的模型之一。主要适用于点源的扩散，它又被分为高斯烟羽模型和高斯烟团模型，可分别模拟连续泄漏和瞬间泄漏两种泄漏方式。当管道或容器由于腐蚀、设计或误操作等原因形成空洞或裂痕而造成管道连续泄漏，这种情况被称为连续泄漏源，具有泄漏时间较长，泄漏量较小的稳态泄漏的特点，此时使用高斯烟羽模型来描述毒气连续泄漏扩散的浓度分布。当泄漏源具有泄漏时间少，扩散时间短的特点时，则采用高斯烟团模型来描述瞬时泄漏气体的扩散。虽然开发早，技术成熟，模型计算简便，但无论高斯模型、还是烟羽模型或烟团模型都未考虑重力作用的影响，故适用类型为轻气体或与空气密度相差不大的气体的扩散，模拟精度较差，有一定的局限性。
BM(Britter and McQuaid)模型是由一系列重气体连续泄漏和瞬时泄漏的试验数据绘制成的计算图表组成，又被称为唯象模型，属于经验模型，外延性较差。后来Hanna等人专门对其进行了无因次处理，拟合成解析公式，结果发现绘制的试验曲线与Britter和McQuaid的结果吻合得较好。该模型主要适用对中性或重气体的研究，且计算简便，结果直观，并侧重于大规模泄漏的研究。
Sutton模型该模型主要是处理湍流扩散问题，使用的方法是湍流扩散统计理论，主要对中性气体的扩散进行研究，但不足是精度不高，结果与实验值相差较大。
FEM3(3-D Finite Element Model)模型即3维有限元计算模型。该模型的原型是在1979年提出的，最初是为了模拟LNG的突发性泄放，后来用该模型对LNG的泄放进行了一系列的模拟，并得到了较好的结果。近几年，随着扩散模型的快速发展，毒气及可燃性气体等很多重气体的扩散都能被很好地处理，经过稍加变动后，扩散模型都可以模拟连续源及瞬时源。尽管FME3模型适于对连续源泄漏及有限时间内的泄漏问题的处理，但该模型的公式、参数都较多，计算量很大，模拟繁杂，用计算机模拟较为困难，且只适用于重气体的扩散。
箱及相似模型箱及相似模型指的是假定温度、浓度和其他场，在任何下风横截面处是矩形分布或是相似分布(如高斯分布)等简单形状，在这里，矩形分布是指在某些特定空间范围内场是均匀的，但在其他地方为零。该类模型是在不考虑其在空间上的细节特征下预报气云的总体特征，例如平均高度、平均气云温度或平均半径等。被动气体扩散的行为后，气体重力效应消失，所以该类模型还包含被动扩散的高斯模型以及对它的修正。通过与高斯模型对比，因为考虑了气体重力和流动扩散阻力等各种因素的影响，箱模型的计算精度较高，尤其是重性气体的扩散模拟。箱及相似模型概念清晰、计算量小、具有强健性，尤其适合危险评价，它已成为应急咨询、应急措施和其他决策的重要组成部分。但模型存在固有的局限性，即务必假定速度和浓度是自相似分布，并且通常情况下，涉及不连续的界面，其结果具备很大的不确定性。
何宁[1]等人通过引入一种时间因子, 讨论了有毒气体扩散的时空特性,并在对现有高斯烟团模型进行改进的基础上, 建立了一种有毒气体扩散模型，特点是以时间函数为动态变换基点。在有限的时间内持续释放的有毒气体的过程转化为在多个时间区域段中，实源及一系列虚源的气体释放。根据改进了的高斯模型, 利用编程实现了对有毒气体扩散基于GIS的实时的动态仿真。以氯泄露为例，讲解一个应用案例。根据提供的氯泄露的初始条件以及氯的一些参数，通过软件仿真，可以得到在各个时刻致死区、重伤区、致伤区、轻伤区影响区域和面积。
次生毒气泄漏与扩散多发生在破坏性地震中，文献[2~4] 从不同的角度对震时有毒有害气体泄漏扩散进行了数值模拟及危险性风险模型研究。文献[5]通过研究瓦斯爆炸事故中有毒有害气体的传播规律，建立了在无风巷道中有毒有害气体扩散的数学模型及在通风网络中有毒有害气体传播的数学模型，辅助在矿井通风网络中有毒有害气体浓度的分布，使用英国卫生安全执行局提出的毒负荷(化)的概念[6]，可估算出对人体的伤害程度，对危险区域进行推算，划分由瓦斯爆炸造成的有毒有害气体传播的轻伤区、重伤区、死亡区，为瓦斯爆炸事故的紧急救援及安全评价提供了理论基础。
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