Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Дипломная работа - Оценка экологического риска при авариях судов в водах Арктики (на примере Карского моря) - файл АВТОРЕ~1.DOC


Дипломная работа - Оценка экологического риска при авариях судов в водах Арктики (на примере Карского моря)
скачать (1284.3 kb.)

Доступные файлы (12):

АВТОРЕ~1.DOC62kb.09.02.2007 21:00скачать
_ВВЕДЕ~1.DOC37kb.23.10.2010 15:23скачать
ВСТАВКА.DOC99kb.09.02.2007 21:00скачать
ВЫСТУП~1.DOC40kb.09.02.2007 21:00скачать
_ГЛАВА~1.DOC239kb.09.02.2007 21:00скачать
_ГЛАВА~2.DOC228kb.09.02.2007 21:00скачать
_ГЛАВА~3.DOC92kb.09.02.2007 21:00скачать
_ГЛАВА~4.DOC533kb.09.02.2007 21:00скачать
ЗАКЛЮЧ~1.DOC50kb.09.02.2007 21:00скачать
Общий обзор 2.doc1013kb.09.02.2007 21:00скачать
ПРИЛОЖ~1.DOC419kb.09.02.2007 21:00скачать
СОДЕРЖ~1.DOC55kb.09.02.2007 21:00скачать

содержание
Загрузка...

АВТОРЕ~1.DOC

Реклама MarketGid:
Загрузка...
В наше время оценка вероятности экологического риска очень актуальна. На современном этапе широкое развитие получает использование недр Карского моря и прилегающих к нему территорий. Эксплуатация шельфовых месторождений, вероятно, уже в ближайшие десятилетия станет главным предметом внимания для отечественной нефтегазодобывающей промышленности. Важные транспортные пути проходят через Карское море (Обскую губу, Енисейский залив). Карское море, расположенное в высоких арктических широтах, является одним из окраинных морей Северного Ледовитого океана и занимает площадь 883 000 км2 (с островами 893 000 км2), средняя глубина его – 118 м, максимальная – 600 м, средний объем воды – 104 000 км3.

Очевидно, что перспективы освоения нефтегазовых запасов арктического шельфа влекут за собой значительное повышение риска нефтеуглеводородного загрязнения природной среды. Как разведка, так и эксплуатация месторождений (исходяшая от нерегулируемых выбросов, разливов и утечек в процессе добычи и транспортировки нефти) могут быть крупными источниками загрязнения нефтепродуктами вод и льдов Карского моря. Для экологического состояния можно сделать следующие заключения:

- нефтяные углеводороды можно обнаружить в морской воде по всей Арктике; за исключением местного загрязнения в гаванях, самые высокие уровни наблюдаются возле устьев рек; однако, в целом, можно сказать, что в настоящее время средний уровень нефтяного загрязнения Северного Ледовитого океана не превышает ПДК - на современном уровне антропогенной нагрузки в арктическом регионе пока эффективно действуют механизмы естественного самоочищения поверхности воды и снежно-ледяного покрова, по крайней мере, по отношению к нефтяному загрязнению;

- самая большая угроза окружающей природной среде Арктики, связанная с нефтяным загрязнением, исходит от нерегулируемых выбросов, разливов и утечек в процессе добычи и транспортировки нефти; таким образом, наиболее вероятные аварийные разливы нефти могут произойти в местах добычи, местах выгрузки (в портах) и в районах прохождения судоходных трасс. Источниками загрязнения нефти могут быть аварии танкеров, раздавленных в следствии сжатия льдов и результаты нерегулярной транспортировки нефти от работающих на берегу источников.

Арктика характеризуется суровым климатом с экстре­мальными колебаниями освещенности и температуры, обширными территориями вечной мерзлоты, поэтому время на восстановление экосистемы очень велико. Завышение предела нагрузок на звенья равновесных систем может вывести их из состояния относительного равновесия и привести к необратимым экологическим последствиям или катастрофам.

Целью данной работы является, оценить степень экологического риска, связанного с транспортировкой нефтеуглеводородов в Карском море. Под риском понимают опасность возникновения неблагоприятных последствий рассматриваемого события или меру количественного измерения опасности, измеренную, с помощью статистических данных или рассчитанную с помощью имитационных моделей, включающих количественные показатели. Под экологическим риском понимается прогноз и оценка экономического ущерба окружающей природной среде от планируемой деятельности, вытекающие из экологической оценки неблагоприятных (или опасных) природных процессов и явлений, оптимизации использования природных ресурсов. Оценка риска аварии необходима постоянно, так как она зависит не только от проектных параметров, но и от текущей ситуации, а, главное, от сочетания управленческих действий, параметров осущест­вления процесса, состояния оборудования и персонала, внешних ус­ловий. Предупреждение аварии возможно при постоянном контроле за процессом и прогнозировании риска. Необходим постоянный ана­лиз аварийных случаев, их причин и последствий, хода аварийно-спасательных работ.

Причинами технологических катастроф являются:

— существование источников риска (высокое давление, высокая температура, взрывоопасность, легковоспламеняемость, ра­диация, ядовитые вещества);

— действие факторов риска (взрыв, радиационное воздействие, обработка токсичными веществами, мощные потоки воды, перевозка опасных грузов;

— ошибки обслуживающего персонала;

— конструктивные ошибки в изготовлении и размещении обору­дования;

— искажение информации при совместных действиях людей.
Процесс прогнозирования риска морских перевозок можно представить как объединение информационной базы модели объекта прогноза, модели, окружающей объект среды, и ее влияния на этот объект, процедуры принятия решений на основе прогнозной информации, и процедуры оценки качества этого решения.

Опасность - явление, природное, техническое или организационное, при котором возможно возникновение процессов, приводящих к поражению людей, материальному или экологическому ущербу. Класс опасности - основной признак, определяемый по характеру причин аварии. Для объектов морского промысла выделяют следующие классы опасности: природно-климатические (в частности, навалы льда на берег и сжатие льда интенсивностью 3 балла); технологические; технические; организационные. Для концепции безапасности транспортных операций можно сделать следующие выводы:

1. В число факторов, определяющих концепцию безопасности, входят следующие.

а) Социальный фактор.

Фактор включает в себя два основных спектра: внутренний, связанный с обеспечением безопасности жизни и здоровья людей, находящихся на производственном объекте морского промысла, и внешний, связанный с обеспечением безопасности заселенных районов, вблизи территории, которых ведутся морские перевозки.

б) Экологический фактор.

Концепция безопасности морских работ должна строиться на условиях полного незагрязнения морской среды, включая поверхность, толщу вод, донный грунт, и минимального загрязнения воздушной среды. Таким образом, экологический фактор включает в себя: санитарные аспекты, связанные с оценкой загрязнения и его превышением допустимого уровня; экосистемные аспекты, связанные с оценкой изменений условий существования биоты и человека. При этом должны учитываться способность природы к естественной самоочистке и наличие в производственных комплексах средств борьбы с последствиями аварий.

в) Природно-климатический фактор.

Природно-климатический фактор включает в себя: географические аспекты, связанные с местоположением района морских путей; гидрографические аспекты, связанные с характеристиками водной среды в районе; метеорологические аспекты, связанные с характеристиками атмосферы в районе; ледовые аспекты. Основными компонентами природно-климатического фактора, прямо влияющими на концепцию безопасности, являются: ледовые условия; волновые и ветровые нагрузки значительной величины и продолжительности; глубина моря в районе работ; температура воздуха и воды; удаленность береговых спасательных служб и зависимость их технических средств от погодных условий.

г) Экономический фактор.

Фактор связан с оценкой:

- инвестиций в морской производственный комплекс и его балансовой стоимостью;

- инвестиций в комплекс природоохранных мероприятий;

- затрат на предотвращение и ликвидацию последствий аварий.

д) Юридический фактор.

Для решения проблемы безопасности человеческой жизни на море, окружающей среды и материальных ценностей необходимы: комплексы законов и подзаконных актов, определяющих непротиворечивую общедоступную формализацию отношений собственности, ответственности и субсидирования при обеспечении безопасности.

Оценка риска аварии необходима постоянно, так как она зависит не только от проектных параметров, но и от текущей ситуации, а главное ─ от сочетания управленческих действий, параметров осущест­вления процесса, состояния оборудования и персонала, внешних ус­ловий. Предупреждение аварий возможно только при постоянном контроле за процессом и прогнозировании риска.

В Арктических морях существуют специфические условия, которые затрудняют судоходство: толщина льда, его сплоченность, торосистость и разрушенность, высота снежного покрова, дрейфовые явления, и, самое основное ─ сжатие льда. Состояние дрейфующих и припайных льдов как среды судоходства описывается совокупностью характеристик, определяющих сопротивление льда движению судна. Таким образом, задача оценки степени риска сводится к оценке вероятностей возникновения аварийных ситуаций при сжатиях льдов.

На всех этапах формирования и развития Арктической морской транспортной системы (АМТС) заметное место отводится системе научно-оперативного обеспечения судоходства. В результате целенаправленных многолетних исследований были разработаны основные принципы выбора наиболее благоприятных маршрутов плавания во льдах, сформулированы критерии для оценки сроков начала и окончания безледокольного плавания, расчета показателей трудности плавания при ледокольном обеспечении.

В настоящее время в ААНИИ систематизированы данные о ледовых условиях плавания судов в замерзающих морях северного полушария для использования их при долгосрочном планировании и осуществлении морских операций. Систематизированные данные представлены как среднемноголетними значениями основных характеристик ледяного покрова на трассах плавания, так и сгруппированными по трем типам: легкому, среднему и тяжелому.

На современном этапе припай стал активной средой судоходства. Плавание в припае отличает ряд особенностей. Оно связано с прокладкой ледоколами канала в припае, его обновлением и проводкой судов по нему. Установлено, что успешность плавания судов при выполнении этих операций зависит от толщины невзломанного припая на фарватере, степени его торосистости, высоты снега, разрушенности, количества включений остаточных льдов (в арктических морях). При проводке судов по каналу большое значение приобретает "возраст" канала (время между двумя последовательными проходами судов по каналу), а также деформации припая, приводящие к сжатию канала.

Существенная особенность ледяного покрова – неравномерность распределения его толщины присуща и для припайных районов. Даже на коротких участках среднеквадратическое отклонение толщины припая может достигать 20 см, в основном за счет неравномерного распределения высоты снега и физико-географических особенностей. Кроме того, припай не является монолитной пластиной льда. Для него характерно наличие стационарных трещин и разломов. Их использование при прокладке канала существенно увеличивает эффективность работы ледокола. Кроме того, в процессе "жизни" припая трещины и разломы могут расходиться до ширины, соизмеримой с шириной корпуса ледокола, что в последствие приводит к формированию ориентированных вставок с пониженным фоном толщины льда в припае.

В Карском море большую часть года наблюда­ются дрейфующий лед и припай в основном местного образования.

В северо-восточной части моря в отдельные годы бывает двухлетний лед
и очень редко в самой северной части — многолетний лед. В отдельные
годы западная кромка многолетнего льда проходит по меридиану 79° в.д. К востоку от этой линии плавание возможно только под проводкой ледокола, даже в летний период. На акватории юго-западной части Карского моря ледяной покров существует большую часть года. При этом с декабря по май припай и дрейфующие льда полностью покрывают все море. В пределах моря кромки льдов нет, сезонные и межгодовые изменения площади дрейфующих льдов отсутствуют.

Для возникновения аварийной ситуации во льдах Карского моря необходимо наличие сжатия. Поскольку необходимым условием возможности сжатия является наличие сплоченных льдов, не учитывались зоны со сплоченностью меньше 9 баллов. Особенность такой опасности как сжатие состоит в том, что присутствие самого мощного ледокола с очень прочным ледовым корпусом не может гарантировать защиты от опасности сжатий проводимые им суда. Для этого требовалось бы создание специального танкерного флота, имеющего точно такие же ледовые характеристики набора и бортов, как и ледокольный флот. Как указано в дипломном проекте, зоны сжатия могут характеризоваться различными пространственно-временными параметрами. Естественно, что при обширных сжатиях опасность чрезвычайной ситуации возрастает, поскольку увеличивается вероятность того, что караван судов окажется в пределах зоны сжатия. Кроме того, в случае незначительной протяженности зоны сжатия гораздо выше вероятность того, что судно (или даже несколько судов) успеет «проскочить» зону сжатия за ледоколом до того, как произойдет захлопывание проложенного им канала. Была произведена оценка экологического риска в результате аварии танкеров. Для этой цели решались следующие задачи:

1. Определение вероятности попадания судна в зону со сжатием.

Были проанализированы результаты судовых специальных наблюдений по 6 плаваниям, далее при помощи разработанных на языке Avenue программ были рассчитаны для каждого плавания отдельно протяженности участков со сжатиями. Исходные таблицы судовых наблюдений в формате Microsoft Excel были преобразованы в формат dBASE, далее в среде ArcView при помощи ряда созданных на языке Avenue программ были созданы слои линейных объектов, представляющих собой маршруты плаваний с соответствующими характеристиками ледовых зон, для которых были пересчитаны протяженности участков со сжатиями: сжатиями любой силы начиная до 0 баллов; выше 0 баллов; до 0.5 балла и выше 0.5 балла; сжатиями до 1.5 балла и выше 1.5; сжатиями до 2.5 баллов.

Программным способом, применяя метод статистического оценивания для значимости разницы между распределением длин ледовых зон со сжатием и без сжатия были рассчитаны статистические характеристики распределения протяженностей участков (в морских милях) со сжатиями или без них, а также проведен анализ на значимость различий между значениями длин со сжатием и без, по критериям Стьюдента и Фишера. Выявлено значимое различие между участками во льдах со сжатием и без, по протяженностям зон акватории Карского моря. Нулевая гипотеза опровергается, следовательно, длины, принадлежащие к разным генеральным совокупностям, разнятся. Следовательно, при расчете рисков чрезвычайных ситуаций в модель надо вставлять разные гистограммы распределения для зон со сжатием и без него.

По данным специальных ледовых наблюдений, взятых из маршрутов плавания с соответствующими характеристиками ледовых зон, для которых пересчитывались протяженности, были построены гистограммы распределения длин зон со сжатиями разных баллов.

Анализируя построенные гистограммы распределения длин зон со сжатием для всей юго-западной части Карского моря, можно сделать вывод, что наибольшая вероятность того, что верхний предел возможной длины ледовой зоны со сжатием будет в среднем до 16 миль, и что с увеличением степени сжатия до 2.5 верхний предел увеличивается до 23 миль.

В качестве оценки вероятности того, что в данной ледовой зоне в сплоченных льдах наблюдаются сжатия, в модели принимаем отношение суммарных длин зон со сжатиями к общей протяженности маршрута в сплоченных льдах. Из расчетов видно, что вероятность сжатий уменьшается с повышением балла самого сжатия. Эти величины могут применяться как ориентировочные при расчетах рисков. Из расчетов следует, что с вероятностью 0.246 в данной ледовой зоне наблюдается сжатие выше 0 при протяженности пути 2032 миль и протяженности во льдах со сжатием 794.6 мили, причем в среднем по морю верхняя граница длины зоны будет до 16 миль.
2. Определение вероятности аварии.

Используя гистограммы распределения длин этих зон строятся модели транспортных операций по принципу статистического моделирования Монте-Карло. Для этого создается модель, в которую вводим протяженность маршрута, длину имеющегося судна, вероятность сжатия ≥1 балла и вероятность аварии при интенсивности судов <1000 рейсов. Суть модели в том, что у нас в качестве внешних данных создается вероятность сжатия только в сплоченных льдах 9,10 баллов, а за базовые данные берутся из гистограмм распределения длины зон без сжатия и со сжатием. При помощи генератора случайных чисел выбирается случай – есть сжатие или нет сжатия. В обоих случаях определяется длина этой зоны, а если есть авария, то и ее вероятность. Чем длиннее зона сжатия, тем вероятность аварии больше и она умножается на отношение длины зоны к длине судна. Расчеты на модели происходили до тех пор, пока отношение числа рейсов к числу аварий не дошло до расхождения в 0.01. После полученных результатов производилась обработка результатов. По результатам модели получаем вероятность наступления аварии на число рейсов. Моделирование показало, что на время эксплуатации месторождений, на 3780 рейсов произойдет 7 аварий с вероятностью 2*10-3.
3. Определения ущерба от пролитой нефти и ущерб природной среде.

Для определения экологического риска ущерб берется от пролитой нефти и ущерб природной среде, стоимость ущерба при этом составит 1487.4 млн. У.Е. за все время эксплуатации. Следовательно, судовладелец должен при планировании морских транспортных операций учесть этот ущерб. Однако этот ущерб невозможно «разложить» в размере 49.6 млн. У.Е. ежегодно. Авария может произойти и в самый первый рейс судна, а может и не произойти вообще за весь 30-летний период. Естественно, что для планирования операций по транспортировке нефтепродуктов и вообще полезных ископаемых следует рассчитывать вероятность риска за весь период эксплуатации месторождения.

На основе теории исследования операций следует выяснить, что лучше: заложить в план мероприятий расходы на возмещение ущерба, включая экологические последствия, или снизить вероятность аварии до столь низкой величины, при которой можно пренебречь возможностью столь маловероятного события.







Скачать файл (1284.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru