Классификация чрезвычайных ситуациях разливами нефти и нефтепродуктов на морских акваториях
ЧС(Н), развивающиеся на морских акваториях, обладают выраженной спецификой. Постановление Правительства РФ от 21.05.2007 № 304 различает ЧС по степени возможного ущерба. Однако данная классификация не способна полноценно идентифицировать ЧС на акваториях. Постановление Правительства РФ от 15.04.2002 № 240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов» прямо указывает на акватории – таблица1, однако не содержит признаков возможного ущерба. Можно добавить, что РД 08-204-98 различает аварии на МНПП с последствиями 1 категории – поражения людей, воспламенение нефтепродукта или взрыв его паров, потеря ≥ 100 т нефтепродуктов и 2 категории – потеря ≥ 10 т нефтепродуктов.
Таблица 1. Классификация ЧС(Н) на море в зависимости от объема разлива нефти и нефтепродуктов
| Категория ЧС | Разлив от нижнего уровня разлива нефти и нефтепродуктов |
| Локального значения | До 500 тонн |
| Регионального значения | От 500 до 5000 тонн |
| Федерального значения | От 500 до 5000 тонн |
В Методическом руководстве в качестве аварийных разливов нефти понимаются разливы нефти объемом более 1 м3 или загрязнение любого водотока, реки, озера, водохранилища или любого другого водоема при условии, что оно превысило установленные стандарты качества воды для таких водоемов. Критерии информации о ЧС (Приказ МЧС России от 08.07.05 № 329) определяют как ЧС любой разрыв магистрального нефтепровода, вылив нефти в объеме 20 т и более – при авариях на плавучих буровых установках, на морских платформах по добыче нефти.
|
|
|
Таким образом, можно сказать, что адекватной классификации разливов нефтепродуктов на акваториях, тем более с учетом ущерба, в РФ нет. Поэтому предлагается «рабочая» классификация ЧС(Н) на морских акваториях как возможных состояний – «возможность/невозможность» того или иного вида (а не объема) ущерба. Критерием прогнозных оценок в таком случае может являться наличие или отсутствие угрозы определенных видов загрязнения.
Прогнозирование разливов нефти (ПРН) на акваториях связано со значительными, в том числе объективными, трудностями методического характера: большое разнообразие ситуаций, при которых возникает разлив нефти; обширная география местоположения возможных источников ЧС(Н); разнообразие типов водных объектов и гидрометеорологических условий; значительное количество сценариев ЧС(Н).
Поэтому для ПРН целесообразно использовать имитационное моделирование, которое воспроизводит процессы, происходящие в нефтяном пятне на поверхности моря: растекание, испарение, диспергирование, эмульсификация, изменение вязкости, взаимодействие нефти с берегом и средствами борьбы. В Волжской государственной академии водного транспорта для этих целей используется программно-аппаратный комплекс (ПАК) “PISCES II” производства компании «ТРАНЗАС» (см. рис. 2).
|
|
|
Рисунок 2. Карта ЧС(Н) для источника разлива в Охотском море.
На параметры нефтяного загрязнения влияет множество факторов, которые можно разделить на три группы (табл. 2): 1) географические объекты (расстояние до берега, извилистость береговой черты, тип грунта берега, наличие природоохранных зон и т. п.); 2) факторы источника разлива (объем разлива, тип нефтепродукта, тип источника); 3) гидрометеорологические факторы (характеристики поля течений (скорость, направление, тип), сила и направление ветра, температура воды и воздуха, высота волны, плотность воды и пр.).
Таблица 2.
Различные комбинации значений этих факторов приводят к большому количеству сценариев (min 29,86 млн).При осуществлении ПРН факторы, относящиеся к первой группе, не поддаются статистическому учету и зависят только от зоны ЧС. Поэтому имитационное моделирование необходимо производить непосредственно для каждого потенциального источника разлива в объеме не менее 62,2 тыс. сценариев.
|
|
|
Так как моделирование такого количества сценариев невозможно практически, то встает задача выделения значимых факторов, влияющих на параметры области возможного загрязнения (ОВЗ), для решения которой наиболее целесообразно использовать метод планирования эксперимента, а для обработки результатов – компьютерную программу STATISTICA 8.0.
Анализ многофакторного эксперимента показал (рис. 3), что на параметры ОВЗ (зависимую переменную) значимо влияют только пять главных факторов: тип нефтепродукта, объем разлива нефтепродукта, течение, скорость ветра и высота волны, направление ветра.
В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов» от 21 августа 2000 г. № 613 прогнозирование осуществляется относительно последствий максимально возможных разливов нефти и нефтепродуктов, поэтому для каждого потенциального источника разлива будет приниматься только один максимально возможный объем разлива с определенным типом нефтепродукта.
Рисунок 3. Карта Парето.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что для определения параметров ОВЗ необходимо проводить моделирование для каждого потенциального источника и учитывать действие трех факторов: поле течений, направление ветра и скорость ветра.
|
|
|
Тем не менее различные комбинации значений этих факторов приводят к значительному количеству сценариев (min 864). Поэтому возникает задача снижения количества сценариев моделирования за счет осуществления выборки из генеральной совокупности (табл. 3).
Таблица 3.
При решении этой задачи возникают два главных вопроса: 1) Как осуществить выборку? 2) Какой необходим объем выборки из генеральной совокупности?
В соответствии с этим была предложена следующая последовательность определения параметров ОВЗ на основе выборки сценариев ЧС(Н).Для осуществления выборки необходимо использовать взвешенную случайную выборку, так как все элементы генеральной совокупности имеют различную вероятность оказаться в выборке. При взвешенной выборке в качестве весовых коэффициентов используются вероятности течения, направление и скорость ветра.
Процедура выборки предполагает несколько этапов: 1) на первом этапе необходимо определить вероятность возникновения каждого сценария; 2) на втором этапе генеральная совокупность разбивается на интервалы со своими весовыми коэффициентами. Каждый интервал соответствует одному сценарию со своими значениями параметров течения, направления и скорости ветра;все интервалы последовательно размещаются на числовую ось от 0 до 1; 3) третий этап выборки сценариев осуществляется с использованием генератора случайных чисел RND, который случайным образом выбирает необходимое количество чисел от 0 до 1. Каждое случайное число попадает в интервал определенного сценария на числовой оси. По номеру этого сценария определяются исходные данные для моделирования: течение, скорость и направление ветра.
Для морской платформы «Моликпак» Пильтун-Астохского месторождения в качестве максимального разлива первого уровня реагирования определен разлив 80 т нефти в течение нескольких минут. Площадь и характерные размеры такого нефтяного пятна в зависимости от времени следующие (таблица 4):
| Время, ч | 0,5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
| Площадь, тыс.м2 | 113 | 129 | 155 | 176 | 197 | 289 | 392 | 511 | 659 | 806 |
| Характерный размер, м | 379 | 405 | 444 | 474 | 501 | 607 | 707 | 807 | 916 | 1013 |
Целесообразно по согласованию с администрациями субъектов РФ определить зоны особой значимости (ЗОЗ) в качестве объектов защиты, и таким образом, установить цель операции по ЛРН и естественный показатель эффективности системы ЛРН. К ЗОЗ района расположения морской платформы «Моликпак» отнесены областной заказник «Северный» памятник природы «Остров Чайка», «Лунский залив» и заливы Ныйский, Набиль, Чайво и Пильтун.
Определены зоны риска – области акватории, где разлив нефти теоретически может оказаться в пределах указанных промежутков времени после начала аварии на морской платформе «Моликпак», если не будут предприняты меры по локализации и ликвидации разлива. Вычислены вероятности поражения выделенных 10-километровых участков побережья в первые, вторые, третьи и четвертые сутки после начала разлива. Суммарная вероятность поражения берега за первые четверо суток после аварии для разлива первого уровня составляет около 14 %. Вероятность поражения зон особой значимости определяется их положением и протяженностью. Так, вероятность поражения десятикилометрового участка побережья в районе залива Пультун составляет около 3 %, соответственно вероятность поражения 1 км участка 0,3 %. Выборка, получения из расчетных данных по 10-летнему ряду метеоусловий, показывает, что из 14 390 траекторий движения нефтяного пятна непосредственно в залив попадает только 73, т.е. около 0,5 %.
Цель системы ЛРН заключается в определении риска загрязнения зон особой значимости, а также сил и средств ЛРН, достаточных для предотвращения попадания нефти в эти зоны. Расчет достаточности сил и средств объекта выполнен в предположении, что гидрометеорологические условия в районе работ позволяют использовать имеющееся оборудование с заявленной производительностью.
К погодным условиям, ограничивающим проведение мероприятий ЛРН механическими средствами, можно отнести туманы и штормы. Вероятность штормов с высотой волной более 2 м в течение безледногопериода меняется в широких пределах: от менее чем 1 % в июне до 23 % в октябре. Максимальное количество и длительность штормов происходит на июнь – июль. Если принять, что туманы и штормы – взаимоисключающие явления, то можно считать, что наиболее благоприятными для проведения операции ЛРН будут летние месяцы, когда вероятность неблагоприятных погодных условий превышает 50 %. Учитывая погодные условия, а также то, что операции по локализации и ликвидации разлива не проводятся в темное время суток, определены вероятности успешной ЛРН (таблица 5):
Таблица 5.
| Месяц | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI |
| Вероятность, % | 57 | 36 | 40 | 49 | 65,9 | 74 | 80 |
Выводы
1. Важность и масштаб проблем, связанных с предупреждением и ликвидацией разливов нефти, не вызывают сомнения у специалистов, государственных организаций, журналистов и общества. Но при всём постоянном внимании к вопросам ЛРН и декларировании приоритетности данного направления в России по-прежнему эксплуатируется созданная в 1980-х годах материальная база.
2. Создаваемые в последние годы локальные объектовые подразделения ЛРН не могут быть задействованы вдали от точки базирования, поэтому их вклад в региональную безопасность перевозок невелик. Общее ухудшение ситуации подтверждается увеличением числа аварий и разливов.
3. Таким образом, необходимость модернизации существующих систем ЛРН представляется очевидной. Сложность выполнения этой задачи заключается в необходимости комплексного подхода к финансовым, организационным и техническим вопросам, при этом нельзя говорить о приоритетности какого-либо направления.
4. Созданные системы Комплексных центров должны взаимодействовать с силами и средствами соответствующих региональных центров, а также с силами и средствами Минтранса России, в том числе по ликвидации разливов нефти.
Список литературы
1. Аникиев В.В., д. г.-м. н., профессор, Рыбина Е.С. Российская Экологическая Независимая Экспертиза Концепция оценки экологического ущерба, обусловленного антропогенной деятельностью в рамках проектов «Сахалин – 1, 2» с. 289 – 309.
2. Блиновская Я.Ю. Принципы создания информационной системы «Карты чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью». Вестник ДВО РАН. 2004. № 4. с. 63 – 73.
3. Валуйский В.Е. Прогнозирование и мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций с разливом нефтепродуктов. Проблемы и перспективы предупреждения чрезвычайных ситуаций. Выпуск 2(15), 2015. с. 58 – 62.
4. Вялышев А.И., Большагин А.Ю. Проблемы классификации чрезвычайных ситуаций, обусловленных разливами нефти и нефтепродуктов на акваториях при авариях на подводных нефтепроводах. Технологии гражданской безопасности, том. 9, 2012, №. 4 (34). с 8 – 12.
5. Вялышев А.И., Лисовский И.В., Большагин А.Ю. Возможные последствия чрезвычайных ситуаций, обусловленных разливами нефти и нефтепродуктов на морских акваториях. Технологии гражданской безопасности, том. 9, 2012, № 1 (31). с 62 – 69.
6. Глотов В.Е., Глотова Л.П. Обеспечение экологической безопасности добычи углеводородов на Примагаданском шельфе (северная часть Охотского моря). Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 12, №1(5), 2010. с. 1208 – 1211.
7. Григоренко Ю.Н., Маргулис Е.А., Новиков Ю.Н., Соболев В.С. Морская база углеводородного сырья России и перспективы ее освоения. Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007 (2) www.ngtp.ru. с. 1 – 33.
8. Донченко В. К., Петухов В. В., Растоскуев В. В. Геоинформационные системы для прогноза развития чрезвычайных ситуаций в морских условиях. Вестник санкт-петербургского университета, Сер. 7, Вып. 4, 2013. с. 72 – 79.
9. Иванов, А.С., Матвеев И.Е. Новые тенденции в мировой энергетике. Российский внешнеэкономический вестник 11 – 2011. с. 64 – 79.
10. Калюжин В.А. Использование аборигенных видов микроорганизмов при комплексных работах по очистке территорий от последствий разливов нефти. Журнал «Биология». 2009. с. 200 – 201.
11. Маричев А.В. Влияние неблагоприятных факторов окружающей среды на проведение операций по ликвидации разливов нефти в замерзающих морях. Научно-технический сборник вести газовой науки № 2 (22) / 2015. С. 142 – 144.
12. Мочалов Р.А. Технологии освоения проектов по добыче углеводородов на шельфе.2016. с. 198 – 201.
13. Одинцова Т.А., Бачурин Б.А. Научно-методические подходы к организации мониторинга нефтяных загрязнений. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. с. 176 – 182.
14. А. Е. Пластинин. Оценка загрязнения при разливе нефти на водную поверхность. Экология и охрана окружающей среды. Журнал университета «Водных коммуникаций». Выпуск 2. с . 129 – 135.
15. . Попов С.Н, Морова Л.Я., Герасимов А.И. Ликвидация аварийных разливов нефти со дна водоемов в условиях низких температур Якутии.Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13, №1(2), 2011. с. 463 – 466.
16. Попов П.А., Осипова Н.В. Анализ применения различных систем ликвидации разливов нефти в замерзающих морях континентального шельфа России. Научные и образовательные проблемы гражданской защиты – 2012, 2 с. 22 – 28.
17. Консейсао А. А-да, Самойлов Н. А., Хлесткин Р. Н. Преимущества и свойства сорбента «DULROMABSORB» при ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов. Башкирский химический журнал. 2006. Том 13. № 4 с. 76 – 79.
18. Дегтярев Г. В., Свистунов Ю. А. Методы и средства сбора нефти и ее продуктов в водах поверхностного стока и при аварийных разливах. Кубанский государственный аграрный университет. с. 1 – 18.
19. Тарасова Т.Ф., Чапалда Д.И., Абдрахимов Ю.Р. Применение резиновой крошки в качестве нефтяного сорбента при аварийных разливах нефти (на примере Оренбургской области) ВЕСТНИК ОГУ №4/Апрель 2007. с. 151 – 157.
20. Терматеосов А.А., Монахов Р.Е., Минин З.А. Разработка принципов проектирования системы ликвидации разливов нефти на примере основания Пильтун-Астохского месторождения континентального шельфа . Сахалин. Записки Горного института. Т. 155. Часть 2. с. 88 – 90.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 6320; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!