Анализ экологических рисков аварий на магистральных трубопроводах Томской области

Рассматривается пространственно-распределеная система нефтедобычи, в которой производятся загрязнения нефтевыбросами. С помощью этой модели были выделены: гидросфера, атмосфера и литосфера.

С точки зрения потенциальной опасности поражающего воздействия на человека и окружающую среду, нам представляется целесообразным подразделять магистральный трубопроводный транспорт по виду преобладающего ущерба на: взрывопожароопасные (магистральные газопроводы), токсикоопасные (трансконтинентальный аммиакопровод), экологоопасные (магистральные нефтепроводы).

Рассмотрим более подробно методологию анализа и практику снижения экологических рисков аварий на магистральных нефтепроводах. В качестве основной опасности, фактора риска эксплуатации рассматривается возможность разгерметизации магистральных нефтепроводов с выбросом нефти и нанесением прямого ущерба трем основным компонентам окружающей среды: литосфере, гидросфере и атмосфере. Математическая модель экологического риска для рассматриваемых компонентов экосистемы представлена мультипликативно-аддитивной связностью и выражена системой уравнений.

Математическая модель подсчёта риска описывается следующими выражениями:

где R(Уэ) – экологический риск,

Rijk (Eэ ) – потенциальный риск экологического ущерба j-ой компоненты экосистемы на i-м участке трассы при реализации k-го сценария аварии;

 УудЭ j – удельный экологический ущерб для j-ой компоненты экосистемы;

 М – масса аварийного разлива нефти на i-м участке трассы нефтепровода при реализации k-го сценария аварии;

 fi(M) - плотность распределения частот аварийных выбросов нефти на i-м участке трассы;

 Pij(Eэ) – параметрический закон поражения j-ой компоненты экосистемы при условии реализации k-го сценария аварии;

 blimj – повышающий коэффициет за сверхлимитное загрязнение;

Kи j – коэффициет инфляции при оценке ущерба для j-ой компоненты экосистемы;

 Cj – комплекс, определяющий ставку платы за загрязнение j-ой компоненты экосистемы;

  – определяемый профилем трассы диапазон возможных аварийных выбросов на рассматриваемом i-м участке нефтепровода;

 n – число шагов дискретизации трассы нефтепровода;

 m – число рассматриваемых компонент экосистемы;

z – число сценариев развития аварии на рассматриваемом участке трассы.

Рассчитаем экологический риск территорий.

1. Массы аварийного выброса нефти Мi   на i-м участке магистрали с учетом профиля трассы и режима перекачки, тонн

Таблица

Интенсивность утечки нефти Различные сценарии развития аварий
М1 М2 М3
d1 12 50 74
d2 15 65 32
d3 19 58 71

2. Удельный экологический ущерб УудЭ j для j-й компоненты экосистемы на рассматриваемой территории.

УудЭj гидросферы 5510,6 руб./усл.т.
УудЭj атмосферы 56,6 руб./усл.т.
УудЭj литосфера 177 руб./усл.т.

3. Параметрический закон поражения j-ой компоненты экосистемы при условии реализации k-го сценария аварии (Pij(Eэ)) (вероятность загрязнения сред на разных зонах)

Pjk – параметрический закон
0,4 0,15 0,45
0,3 0,54 0,16
0,47 0,21 0,32

5. Потенциальный риск экологического ущерба j-ой компоненты экосистемы на i-м участке трассы при реализации k-го суенария аварии:

Rijk(ЕЭ)1
0,026826 0,01006 0,030179
0,02012 0,036215 0,01073
0,031521 0,014084 0,021461
Rijk(ЕЭ)2
0,00125 0,000469 0,001406
0,000938 0,001688 0,0005
0,001469 0,000656 0,001
Rijk(ЕЭ)3
1,386674 0,520003 1,560008
1,040005 1,872009 0,554669
1,629341 0,728004 1,109339

Плотность распределения частот аварийных выбросов нефти.

Плотность распределения частот аварийных выбросов нефти на 1-м участке трассы

Плотность распределения частот аварийных выбросов нефти на 2-м участке трассы

 Плотность распределения частот аварийных выбросов нефти на 3-м участке трассы

Графики можно описать следующим образом: чем меньше масса аварийных выбрасов, тем больше плотность частот аварий и наоборот.

Формулы (3.3.1., 3.3.2., 3.3.3.) реализованы в виде программы написанной на языке Matlab, которая представлена ниже:

Ущерб (Курсовая)

load E:\DC\Kyrsovaj\Rijk1.dat -ascii

>> load E:\DC\Kyrsovaj\Rijk2.dat -ascii

>> load E:\DC\Kyrsovaj\Rijk3.dat -ascii

>> load E:\DC\Kyrsovaj\YJ.dat -ascii

>> load E:\DC\Kyrsovaj\Mik.dat -ascii

C=cat(3,Rijk1,Rijk2,Rijk3);

>> RYd=0;for i=1:3;for j=1:3;for k=1:3;RYd=RYd+C(i,j,k)*YJ(j)*Mik(i,k);

end;end;end;

Согласно данной модели анализа экологического риска путем расчета по формуле (3.3.1.) суммарный экологический ущерб У(Rэ ) составил 1440494,2 руб.

Для снижения аварий на внутрипромысловых трубопроводах нефтяными компаниями осуществляется комплекс мероприятий по диагностике, повышению надежности и герметичности оборудования и трубопроводов, внедряются системы автоматизированного контроля состояния трубопроводов, используются технологии антикоррозионной защиты труб футерованием их внутренней поверхности полиэтиленовыми материалами и нанесением полимерных лакокрасочных покрытий, а также замена на гибкополимерные, металлопластовые, стеклопластиковые трубы. Особое внимание уделяется проведению мероприятий по повышению надежности трубопроводов, пересекающих водные объекты.

 Управление рисками

Вред природной среде при различных антропогенных и стихийных воздействиях, очевидно, неизбежен, однако он должен быть сведен до минимума и быть экономически оправданным. Любые хозяйственные или иные решения должны приниматься с таким расчетом, чтобы не превышать пределы вредного воздействия на природную среду. Установить эти пределы очень трудно, поскольку пороги воздействия многих антропогенных и природных факторов неизвестны. Поэтому расчеты экологического риска должны быть вероятностными и многовариантными, с выделением риска для здоровья человека и природной среды.

Оценке допустимого экологического риска в последнее время уделяется все больше и больше внимания, особенно при принятии решений о вложении инвестиций в то или иное производство. При этом в случае антропогенного воздействия учитываются следующие правила допустимого экологического риска:

1) неизбежность потерь в природной среде;

2) минимальность потерь в природной среде;

3) реальная возможность восстановления потерь в природной среде;

4) отсутствие вреда здоровью человека и необратимость изменений в природной среде;

5) соразмерность экологического вреда и экономического эффекта.

Различают три главные составляющие экологического риска:

      ·    оценка состояния здоровья человека и возможного числа жертв;

      ·    оценка состояния биоты (в первую очередь фотосинтезирующих организмов) по биологическим интегральным показателям;

      ·    оценка воздействия загрязняющих веществ, техногенных аварий и стихийных бедствий на человека и окружающую природную среду.

Любое превышение пределов допустимого экологического риска на отдельных производствах должно пресекаться по закону. С этой целью ограничивают или приостанавливают деятельность экологически опасных производств, а на стадиях принятия решений допустимый экологический риск оценивают с помощью государственной экологической экспертизы и в случае его превышения, представленные для согласования материалы, отклоняют.

Фактор экологического риска существует на любых производствах, независимо от мест их расположения. Однако существуют регионы, где, в сравнении с экологически более благополучными районами, во много раз превышены вероятность проявления негативных изменений в экосистемах, а также вероятность истощения природно-ресурсного потенциала и, как следствие, величины риска потери здоровья и жизни для человека. Эти регионы получили название зон повышенного экологического риска.

Определение приемлемого экологического риска становится важнейшим фактором взаимоотношения человека с созданной им средой.

В области необходимо повышение эффективности административного регулирования, государственного экологического и санитарно - эпидемиологического контроля, повышение экологической культуры, сознания, уровня знаний, профессиональной подготовки руководителей и специалистов-экологов