Снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации

Тескер, Игорь Марксович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации"

На правах рукописи

ТЕСКЕР Игорь Марксович

СНИЖЕНИЕ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМНОЙ

ПОВЕРХНОСТИ ПРИ РАЗЛИВАХ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ И ПРОГНОЗ НЕОБХОДИМЫХ СИЛ И СРЕДСТВ ДЛЯ ИХ ЛИКВИДАЦИИ

Специальность 25.00.36 - «Геоэкология» (по техническим наукам)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе (МГГРУ)

Научный руководитель: Брюховецкий Олег Степанович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Лопатин Владимир Никифорович,

доктор технических наук, профессор

Швырков Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация: Государственный научно-

исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела и металлургии цветных металлов (ГИПРОЦВЕТМЕТ)

Защита состоится «30» июня 2005 г. в 13— часов на заседании диссертационного совета Д 212.121.09 при Московском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе по адресу: 117997, Россия, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, аудитория 5-67а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГГРУ имени Серго Орджоникидзе

Автореферат разослан «28» мая 2005 г.

Ученый секретарь ,

диссертационного совета,

кандидат технических наук ^ / Рыжова Л.П.

' 9М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

¿/¿"ЯР//

Актуальность работы.

В настоящее вреця нарастают масштабы и негативные последствия от загрязнения окружающей среды углеводородным сырьем, включая нефть, горюче-смазочные вещества, различные токсичные жидкости обладающие вязкостью. С увеличением объемов нефтедобычи число случаев загрязнения земной поверхности углеводородным сырьем непрерывно возрастает. Проникновение жидких углеводородов в земные недра приводит к долговременному загрязнению почв, грунтов и подземных вод и, в конечном итоге, к нарушению экологического равновесия на земной поверхности.

Успешной работе по предупреждению и ликвидации негативных последствий разливов вязких углеводородных жидкостей мешает недостаточная согласованность в действиях органов власти различных уровней. В связи с этим, особое внимание должно быть направлено на координацию различных органов власти, геологоразведочных, добычных и транспортных предприятий с целью выработки оптимальных решений по предупреждению либо снижению возможного ущерба от загрязнения окружающей среды.

В нашей стране оценка масштабов и ликвидация очагов загрязнения природной среды углеводородным сырьем производятся обычно только при крупных авариях, хотя известно, что не меньшую экологическую угрозу представляют средние и мелкие источники загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Основное развитие системы магистральных нефтепроводов пришлось на 60-70-е годы. В связи с этим, сегодня более 29 % нефтепроводов России имеют возраст от 20 до 30 лет, а 26 % - свыше 30 лет. Из этого следует, что существующая сеть нефтепроводов в значительной степени выработала свой ресурс, ее износ превышает 63%.

Углеводородное сырье, являясь основой современной экономики, обеспечивают до 40 % всей мировой потребности в энергии. При этом 60% добываемого сырья перевозится морским транспортом, являющимся гибкой системой транспортировки к пунктам потребления.

Несмотря на предпринимаемые меры по повышению технических и экологических требований к обеспечению безопасности судоходства, исключить аварии судов, в том числе танкерного флота, не удается. Так доля общего загрязнения рек углеводородным сырьем от аварий и эксплуатационных сбросов с судов, потерь при их загрузке, составляет около 26% (только в России 1.5 млн. тонн в год). При этом основными причинами аварий, в результате которых происходит разлив углеводородного сырья, являются столкновения и посадки на мель, взрывы и пожары.

Сложная обстановка складывается в российских водах Черного и Азовского морей, где сосредоточено значительное количество морского транспорта, а основная часть грузоперевозок производится через порт Новороссийск, имеющий нефтяные гавани в морской зоне отдыха граждан Российской Федерации. Положение еще более осложняется с вводом в строй терминалов Каспийского трубопроводного консорциума и расширением морских портов в Новороссийске, Туапсе и Темркже, Таганроге и Азове.

Избежать или снизить степень загрязнения природной среды от воздействия углеводородного сырья можно путем проведения организационных мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий аварийных ситуаций, учитывающих закономерности изменения параметров разлива вязких углеводородных жидкостей от внешних условий, особенности взаимодействия органов власти различных уровней. Поэтому задача - снижения геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации, имеет актуальное значение.

Цель работы заключается в снижении геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья на основе прогнозирования и обоснования необходимых сил и средств для ликвидации последствий этого загрязнения.

Идея работы состоит в том, что снижение степени загрязнения окружающей среды при разливах углеводородного сырья и оценка сил и средств для ликвидации'этйх'ЬоследбТвий должны основываться на выявленных законо-

мерностях параметров разливов во времени и взаимодействии органов власти различных уровней.

Защищаемые научные положения, разработанные автором:

1. Оптимальный выбор сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации негативных техногенных последствий, вызванных разливом углеводородного сырья на природную среду, рекомендуется проводить методами прикладного нелинейного программирования и ситуационного управления, включающего групповую экспертную оценку.

2. Для оперативного прогноза параметров разлива углеводородного сырья по водной поверхности следует пользоваться разработанной моделью движущейся его кромки, в которой учитываются силы взаимодействия поверхностного натяжения, гравитационного вязкого трения по границе раздела сред, причем параметры разлива со временем изменяются по степенному закону и имеют форму эллипса, направление большой оси которого приблизительно совпадает с направлением ветра и прямо пропорционально его скорости.

3. Снижение загрязнения окружающей природной среды углеводородными продуктами при их разливе во времени зависит от оперативной оценки масштабов загрязнения с учетом особенностей физических свойств углеводородного сырья, и характера его разлива и может быть достигнуто использованием специального программного комплекса для расчета возможных типовых вариантов выброса нефти.

4. Предложенная и разработанная функциональная подсистема российской службы чрезвычайных ситуаций (РСЧС) включает федеральные, региональные и местные органы управления, силы и средства организаций, осуществляющих разведку месторождений, добычу, переработку, транспортировку, хранение и использование углеводородного сырья и основывается на тесном взаимодействии различных органов исполнительной власти по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья.

Научная новизна исследований и личный вклад автора:

- разработана модель движения кромки пятна разлива углеводородного сырья;

- установлена зависимость параметров разлива от взаимодействия сил поверхностного натяжения, вязкого трения по границе раздела сред и времени распространения пятна;

- разработана методика прогнозирования сил и средств предупреждения и ликвидации разливов углеводородного сырья.

Научное значение работы заключается в установлении закономерностей изменения динамических параметров разлива вязких углеводородных жидкостей на земной поверхности от внешних условий, влияния их на загрязнение окружающей среды и разработке на этой основе методики построения организационной структуры прогнозирования, ликвидации последствий и оценки ущерба от аварийных разливов.

Практическое значение работы состоит в обосновании методики расчета параметров растекания углеводородного сырья по водной поверхности и состава технических средств и сил по предупреждению и ликвидации негативных ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья при его добыче и транспортировании, которые позволяют снизить отрицательное воздействие на окружающую среду.

Методы исследований.

Обобщение литературных источников и данных практики работы предприятий минерально-сырьевого и транспортного комплексов. Изучение механизма реализации государственной политики в области защиты населения и территорий от аварийных ситуаций природного и техногенного характера. Аналитические исследования физики процесса разлива нефтепродуктов и их влияния на окружающую среду; математическое моделирование; компьютерный вычислительный эксперимент.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается представительностью исходной информации, апробацией результатов исследований на практике, их намечаемым использованием в рамках действующей системы РСЧС.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке "Положения по организации взаимодействия федеральных, региональных

и местных органов исполнительной власти по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья. Установленные закономерности и математическая модель растекания вязкого углеводородного сырья используются в учебном процессе при изучении дисциплин "Геоэкология" и "Охрана труда", "Гидрофизические процессы геологоразведочных и горных работ".

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались на международных конференциях «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX - XXI веков» МГГРУ и «Новые идеи в науках о Земле», в 2002 г. - 2005 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 13 рисунков, 10 таблиц, библиографию использованной литературы из 121 наименования, приложения на 21 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Загрязнение природной среды токсичными соединениями, входящими в состав вязких углеводородных жидкостей, относится к наиболее опасным видам загрязнения окружающей среды, а по своим негативным последствиям и долговременности действия стоит приблизительно в одном ряду с радиоактивным загрязнением. С ним бывает связана непосредственная угроза здоровью и жизни людей. Помимо опасности токсикологического воздействия на биоту, загрязненные нефтепродуктами массивы грунтов служат источниками углеводородных газов и создают скрытые пожаро - и взрывоопасные очаги.

Особое внимание следует обращать на состояние природной среды в районах геологоразведочных работ, добычи, хранения и переработки углеводородного сырья, а также во время его транспортировки. При этом наибольшую

опасность представляют разливы нефти на водных объектах, которые являются и наиболее сложными в плане ликвидации техногенных последствий.

Согласно мировым статистическим данным:

• относительное среднегодовое количество аварий в море танкеров дедвейтом свыше 70000 т составляет 0,06, а в прибрежных и портовых водах -0.31;

• среднегодовое количество аварий трубопроводов, в результате которых появляются нефтяные пятна на водных акваториях, составляет 80 случаев на 100000 км длины трубопроводов;

• на насосные станции, производительностью 100 м3/год перекачиваемой нефти, приходится 1 авария, приводящая к появлению нефтяных разливов на поверхности водных объектов.

Эффективность оперативной ликвидации разливов углеводородного сырья на водных объектах, в том числе и в их прибрежных зонах, в значительной степени зависит от своевременного и правильного выбора технологических приемов и методов их осуществления, а также состава, количества и качественных характеристик технических средств, обеспечивающих выполнение этой сложной, многофакторной задачи.

Анализ разливов углеводородного сырья на территории Российской Федерации показывает, что:

• проблема борьбы с разливами имеет общенациональное значение; наиболее опасными представляются крупномасштабные периодические загрязнения и аварии на трубопроводах, приводящие к загрязнению больших площадей поверхности воды, дна водоемов, суши и водоносных горизонтов почв;

• аварийные разливы оказывают негативное воздействие на окружающую среду, причем в наиболее сложной ситуации оказывается биоценоз.

Оценка масштабов разливов углеводородного сырья и практика ликвидация очагов загрязнения ими природной среды свидетельствуют о том, что избежать или снизить степень загрязнения геоэкологической среды от воздействия углеводородного сырья можно при условии достаточно скоординированного взаимодействия различных органов исполнительной власти.

Осуществление комплекса организационных мероприятий по предотвращению и ликвидации аварийных ситуаций возможно только на основе выявленных закономерностей изменения параметров разлива углеводородных вязких жидкостей от внешних условий, с учетом особенностей эксплуатации добывающих, перерабатывающих и транспортирующих предприятий.

В соответствии с целью исследования, необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать современное состояние загрязнения природной среды углеводородным сырьем на земной поверхности, обратив особое внимание на водные объекты;

• разработать методические основы прогноза и оценки сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации ситуаций, связанных с разливом углеводородного сырья;

• обосновать физический механизм и разработать математическую модель растекания углеводородного сырья по водной поверхности; разработать программный комплекс, обеспечивающий оперативное проведение расчетов для возможных вариантов разлива углеводородного сырья.

• обосновать организацию взаимодействия различных уровней власти по предупреждению и ликвидации разливов углеводородного сырья на земной поверхностях;

• разработать методические рекомендации по оценке ущерба от разлива углеводородного сырья.

Задачи рационального или оптимального выбора сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья, являются наиболее важными, ответственными и сложными в этой области. Это в полной мере относится как к этапу предупреждения, так и к этапу локализации и ликвидации рассматриваемого типа аварийных ситуаций.

Решение таких задач может быть получено на основе применения методов оптимизации.

Последовательность постановки и математической формулировки оптимизационной задачи следующая. На основе рассмотрения сущности аварийной ситуации, возможных вариантов достижения поставленной цели ее предотвращения или ликвидации, формируется критерий, характеризующий успех или степень достижения поставленной цели.

Этот критерий представляется в виде целевой функции, зависящей от параметров, характеризующих решение по формированию группировки сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья.

Оптимальное решение может быть экстремальным значением этой функции. Очевидно, что необходимо выбрать такой способ выполнения задачи, который обеспечивает ее выполнение минимальным количеством привлекаемых сил и средств.

В качестве целевой функции может приниматься показатель эффективности защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. В частном случае в качестве целевой функции можно принять обобщенную оценку выполняемых объемов задач с учетом выполнения ограничений по имеющимся силам и средствам, условиям конкретной обстановки и др.

Таким образом, требуется найти такие значения неизвестных величин

распределения сил и средств по объектам выполнения работ хи х2,.....х„, при

которых целевая функция достигает минимального значения:

F(x„ х2,..., xn) = max[AV1(xi,q1)ffl1]->min , (1)

Это возможно с учетом выполнения следующих ограничений: п

Ix. <т; i=l 1

• ViMil^r + 'V (2)

x,<Mi;

Xj >0,x.-целые^=1,2,...,п.

где F(xj, x2,..., x„) - обобщенная целевая функция оценки эффективности ликвидации на объектах выполнения работ (п - количество объектов); хь х2,..., х„ - количество сил и ¿редств, направляемых на соответствующие объекты; V) -

реальная скорость выполнения работ на 1-ом объекте; А V, - разность между реальной и требуемой скоростями; qj - совокупность нормативов производительности элементов 1 - того варианта состава сил и средств; а>1 - коэффициент значимости выполнения ¡,- той задачи; ш - максимально возможное количество сил и средств, назначаемых на выполнение всей совокупности работ на всех х, -тых объектах; У,тр - требуемая скорость выполнения работ на ¡-ом объекте; М, -максимально возможное количество сил и средств, назначаемых на выполнение работ на ¡-ом объекте.

Следует отметить, что весьма важным при формулировании оптимизационных задач является правильный выбор обобщенного показателя - критерия, соответствующего сущности и целям общей задачи по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций.

В ряде случаев таким показателем может быть время. Такой критерий наиболее целесообразен при прогнозировании, оценке и распределении сил и средств, необходимых для выполнения различных по характеру работ и мероприятий.

В этих задачах при построении обобщенного критерия в качестве разностных величин или «расстояния» по частным задачам целесообразно принимать отклонения требуемого времени от расчетного с учетом важности задач, то есть:

Г (Т) = тах{ДТь ш,}->тш; (3)

ДТ, = тах{[(Т1(х„ - Т,тр)/Т,тр1,0}, (4)

где Г (Т) - обобщенная целевая функция оценки эффективности ликвидации на объектах выполнения работ по критерию времени Т; Т,(Х], q1) - реальное время выполнения работ на ¡-ом объекте с учетом назначенных на этот объект сил и средств х, и нормативов производительности элементов ¡-ого варианта состава сил и средств ц,; Т\тр - требуемое время выполнения работ на ¡-ом объекте; оу, - коэффициент значимости выполнения ¡ - той задачи.

Следует заметить, что сложности решения, рассматриваемых в диссертации оптимизационных задач по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с аварийными разливами углеводородного сырья, обусловлены, главным образом, нелинейностью функций и большой разбросанностью размерностей величин Проведенные нами расчеты показывают, что в большинстве случаев для решения таких задач наиболее перспективными являются приближенные методы прикладного нелинейного программирования, которые как правило, дают приемлемые результаты.

В диссертации рассмотрены и другие методические подходы к прогнозированию сил и средств, для ликвидации ситуаций, связанных с аварийным разливом углеводородного сырья, в частности на основе разработанной математической модели, включающей обобщенный критерий эффективности сил и средств.

Рекомендуемые подходы нами рассматриваются как основа для разработки частных методик прогнозирования, оценки и рационального применения сил и средств, необходимых для защиты населения и территорий от рассматриваемого типа аварийных ситуаций.

В частности, не исключено использование и методов ситуационного управления, когда сложность объекта управления ликвидацией аварийной ситуации не позволяет построить ее формальную математическую модель, или же когда решение задачи методами математического программирования сопряжено с большим объемом вычислений и в приемлемое время не может быть реализовано. Поэтому одной из главных задач применения методов математического моделирования является обоснование и прогнозирование параметров растекания углеводородного сырья на земной поверхности.

Проблемами гидродинамики растекания нефти и нефтепродуктов по поверхности воды, сбором растекшейся нефти занимались многие отечественные и зарубежные ученые: Аникеев В.В., Гришанин К.В., Ильичев В.Н., Искиердо В.В., Лурье М.В., Либский В.К., Швырков С.А., Мишуков В.В., Blokker. P.C., Fay Y.A., Fingas M.F., Schwartzberg H.G. и другие.

Поведение разливов в жидких средах определяется как физико-химическими свойствами самого углеводородного сырья, так и состоянием водной среды. Схематически процесс распространения углеводородного пятна на водной поверхности.можно представить следующим образом.

На начальной стадии разлива происходит достаточно быстрое растекание пятна по поверхности водного объекта, обусловленное ее смачиваемостью относительно поверхности воды. Скорость растекания может варьировать в широких пределах и зависит, в основном, от физических свойств углеводородного сырья при данных гидрометеорологических условиях. В зависимости от объема пятна, этот процесс может продолжаться от нескольких минут до нескольких часов и даже дней в случае особо крупных разливов. Дальнейшее распространение пятна по поверхности водного объекта обусловлено турбулентным характером касательных напряжений на границах раздела углеводородное сырье-вода и углеводородное сырье -воздух. Деформация и перенос поля поверхностного загрязнения определяются совместным действием ветра и течений в месте нахождения нефтяного слика. Практически с момента разлива происходит испарение летучих фракций пятна, при этом меняются его физико-химические свойства (плотность, вязкость). При достаточно сильных ветрах и развитом волнений часть пятна попадает в воду в виде капель, формируя внутримассовое загрязнение, или образует эмульсии типа вода - в углеводородном сырье. Дальнейшее состояние внутримассового загрязнения определяется в основном динамической структурой поля течений. Перенос эмульсии определяется практически теми же факторами, что и пленочным углеводородным сырьем.

Данные натурных наблюдений свидетельствуют, что разлив углеводородного сырья на поверхности моря наблюдается в виде линзы или системы линз, соединенных тонкой пленкой нефтепроизводных веществ. В линзах содержится более 90% всей массы нефти.

Анализ конкретных случаев разливов углеводородного сырья позволил сформулировать те требования, которым должна удовлетворять базовая компьютерная модель распространения нефтяного пятна, входящая в состав компьютерной моделирующей системы.

Предлагаемый метод моделирования растекания нефтяного пятна основан на расчете количества вещества (концентрации нефти в пятне), остающегося по мере распространения его на водных поверхностях. В качестве исходной модели использована модель переноса вещества с учетом его специфических свойств и характера взаимодействия со средой. Для расчета процесса распространения вещества необходимы также знания о гидрофизических полях самой среды. Предлагаемая модель универсальна и позволяет описывать не только нефтяное загрязнение, но и любую неконсервативную примесь, если известны законы ее взаимодействия со средой.

Важным обстоятельством, выделяющим нефть из ряда растекающихся по поверхности воды жидкостей, является ее многокомпонентность. Специальные исследования по выяснению механизмов сепарирования при растекании показали, что перенос нефтяного пятна следует рассматривать как двумерную задачу. Растекание большого числа мелких сликов, образовавшихся при разрыве первоначального нефтяного пятна, либо частиц газоконденсата можно трактовать как эволюцию группы броуновских частиц.

Схема формирования углеводородного пятна приведена на рис.1, где Ъ -двумерная область с границей ЛЪ, граница области Ъ - функция, являющаяся модельной аппроксимацией берегового контура произвольной формы. Нефтяное пятно занимает подобласть ОфсЯ. В области Пь являющейся подобластью П, действует источник, обеспечивая поток нефти на поверхность воды; интенсивность этого потока.

Рис.1. Схема формирования нефтяного пятна.

При распространении основной массы нефти по поверхности акватории релаксационные процессы в тонком поверхностном слое происходят значительно быстрее, чем в нижележащих слоях воды, поэтому диффузия в случае летучих и не летучих компонентов зависит от вязкости смеси, конфигурации разлива. Возможно, именно этот механизм определяет образование линзообразных форм разливов углеводородных пятен, динамику их растекания на этапах, когда доминирующим фактором становятся межфазные натяжения.

Это иллюстрируется формулой для расчета размера углеводородного пятна со временем, предложенной автором:

г, - размер пятна во времени; 10 - время формирования исходного пятна; Да - разность между поверхностным натяжением на границе пятно-воздух и пятно-вода; г - исходный радиус пятна в момент времени определяемый объемом вылившегося углеводородного сырья; V* - коэффициент, учитывающий изменение сил натяжения пятна с водной средой; X - боковое натяжение пятна; Ро - начальная плотность пятна; ри -плотность пятна в водной среде; V -объем, вытекаемого пятна; g - ускорение сводного падения.

Формула (5) описывает изменение идеального круглого углеводородного пятна на водной поверхности, не подверженного влиянию внешних факторов.

В действительности, при прогнозировании изменения размеров углеводородного пятна нельзя не учитывать влияние ветрового потока. Под действием ветра пятно нефти в большей или меньшей степени принимает эллиптическую форму, причем направление большой ось эллипса приблизительно совпадает с направлением ветра.

Для расчета малой оси эллипса используем соотношение:

(5)

где р = 1,210~3р0^ X У2/г5,а у = 0,8 д/ОД^ г,

/ чО

I ро ;

а для большой:

Груу-рр! ур еУ+ 5

Ч "о J 2

Р. Л

где V - объём вытекаемого пятна; W- скорость ветрового потока.

Коэффициенты пропорциональности в формулах (6) - (7) имеют следующие значения: с,= 1.7, с2 = 0.03, а = 1/3, (3 = 1/3, у = 1/4,5 = 4/3, в = 3/4.

Что касается моделирования динамики плёночных загрязнений в жидкой среде, то это особая задача, относительно мало связанная с вышеизложенными подходами и относительно малоизученная. Наиболее часто встречается загрязнение поверхностно-активными веществами, образующими чрезвычайно тонкий слой на поверхности воды. Поверхностные концентрации подобного загрязнения, измеряемые в килограммах на квадратный километр акватории, соответственно очень низки. Эффективные модели для описания динамики тонких слоев нефтепродуктов отсутствуют. Ряд экспериментальных данных позволяет сделать предположение, что такие тонкие слои вписываются в рамки теории жидкости.

Для использования в математической модели нефть или нефтепродукт должен быть задан как смесь фракций нефтепродуктов с известными свойствами, к которым следует отнести плотность, вязкость, поверхностное натяжение, температура застывания и вспышки.

Исследованиями автора установлено, что вклад различных процессов в изменение массы углеводородного пятна на определенных этапах развития »

процессов переноса различен. Основное влияние оказывают испарение, эмуль-гация и диспергирование, в то время как окисление, растворение, биодеградация и осаждение начинают оказывать существенное воздействие спустя 30-40 суток. Это обстоятельство позволяет при решении конкретных задач учитывать только те процессы, которые определяют параметры растекания пятна, отбрасывая второстепенные.

На основании разработанной модели движущейся кромки нефтяного пятна автором предложена методика оперативного прогнозирования масштабов аварийных разливов нефти на акваториях. Методика предназначена для оценки

линейных размеров нефтяного пятна и его площади для времен, лежащих в интервале от 30 минут до 5 часов после времени аварийного разлива.

Автором разработана компьютерная система моделирования распространения нефти по акватории - программный комплекс (рис.2), обеспечивающий оперативное проведение расчетов для возможных типовых вариантов выброса нефти, что является основой для разработки системы принятия решений по организации мероприятий, направленных на защиту населения и территорий при ликвидации последствий аварийных разливов нефти.

Рис.2 Схема программного комплекса по прогнозированию распространения нефтяных пятен Расчетный модуль программного комплекса обеспечивает получение данных по таким показателям последствий аварий как:

• концентрации нефти на водной поверхности и границы зон, соответствующие этим концентрациям;

• размеры нефтяного пятна на водной поверхности;

• количество испарившейся нефти;

• количество нефти, «забитой» в воду;

• количество нефти на берегу;

• изменение содержания компонент в слике на поверхности;

• время подхода нефтяного пятна к заданному рубежу.

Программный комплекс автоматизирует процесс по обработке, обобщению и выдаче данных об авариях и их последствиях на монитор, устройства печати в виде цветной графической информации.

Для прогноза оценки сил и средств локализации и ликвидации разливов углеводородного сырья в диссертации разработана методика, которая может быть использована также для проведения экспертизы документов, регламентирующих локализацию и ликвидацию разливов углеводородного сырья.

Методика включает: перечень исходных данных по разливам (параметры разлива, координаты разлива, объем, тип разлившегося сырья и динамику возникновения и развития разлива во времени), и по оценке необходимой группировки сил и средств для предотвращения и ликвидации загрязнения природной среды. Последняя включает: перечень работ, который может выполняться каждым из элементов группировки; объем работ, который может выполняться элементом группировки по каждому из видов работ, входящих в перечень; предельное количество элементов, которое допускается включить в состав.

Оценка необходимой группировки сил и средств, при разливе производится как для одиночного точечного разлива, так и комплексного на одиночном потенциально опасном объекте, для группы одиночных разливов, при разливах на протяженном объекте, и наконец, на подвижных точечном и группе точечных объекТЬв. Методика проиллюстрирована численным расчетом локализации разлива на условном примере, приведенным в приложении к диссертации.

Оценка масштабов и практика ликвидация очагов загрязнения природной среды вязким углеводородным сырьем свидетельствуют о том, что избежать или снизить степень загрязнения геоэкологической среды от воздействия углеводородного сырья можно при условии достаточно скоординированного взаимодействия различных органов исполнительной власти; осуществления комплекса организационных мероприятий по предотвращению и ликвидации аварийных ситуаций, выстроенных на основе выявленных закономерностей изменения параметров разлива углеводородных, вязких жидкостей от внешних ус-

ловий с учетом особенностей эксплуатации добывающих и перерабатывающих предприятий.

Поэтому задача обоснования организации работ по защите природной среды от загрязнения углеводородным сырьем при аварийных его разливах имеет первостепенное значение. Автор диссертации предлагает ее решить в рамках функциональной подсистемы РСЧС.

При разработке организационной структуры подсистемы РСЧС для предупреждения и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья, необходимо учитывать требования постановлений Правительства Российской Федерации (№ 613 от 21.08.2000 и № 240 от15.04. 2002).

На такую подсистему (рис.3) в полной мере должно распространяться Положение о единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Следовательно, формируемая функциональная подсистема должна объединять в своих рамках органы управления, силы и средства федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и организаций, в полномочия которых входит решение вопросов защиты населения и территорий от ситуаций, обусловленных аварийными разливами углеводородного сырья.

Управление функциональной подсистемой РСЧС должно заключаться в поддержании ее элементов в готовности к решению возложенных на них задач и практическому их выполнению в повседневной деятельности и при угрозе и возникновении аварийных ситуаций и должно быть построено, по территориально-производственному принципу.

При этом оперативность, устойчивость и непрерывность управления должны быть обеспечены:

• максимальным приближением управления в повседневных условиях к управлению при угрозе и возникновении аварийных ситуаций;

• наличием запасных и дублирующих пунктов управления;

• оснащением пунктов управления современными средствами связи и оповещения.

Рис.3. Целевые функции создаваемой подсистемы РСЧС.

Можно утверждать, что существующая система управления и связи РСЧС в настоящее время располагает возможностями, вполне достаточными для ее использования и в интересах функционирования подсистемы РСЧС по преду- «

преждению и ликвидации ситуаций, связанных с аварийными разливами углеводородного сырья.

Однако, для реализации ее возможностей в интересах создаваемой функциональной подсистемы РСЧС, необходимо привлечение в состав подсистемы соответствующих специалистов, а также проведение соответствующей организационной работы в рамках РСЧС.

С целью определения необходимого состава сил и специальных технических средств на проведение мероприятий организациями должно осуществляться прогнозирование последствий разливов углеводородного сырья.

Прогнозирование осуществляется относительно последствий максимально возможных разливов на основании оценки риска с учетом неблагоприятных гидрометеорологических условий, времени года, суток, рельефа местности, экологических особенностей и характера использования территорий (акваторий).

При нормальной производственно-промышленной, химической, сейсмической и гидрометеорологической обстановке РСЧС функционирует в режиме повседневной деятельности. То же самое относится и к формируемой функциональной подсистеме РСЧС.

В зависимости от обстановки, масштабов прогнозируемой или возникшей ситуации, связанной с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов, решением руководителя органа исполнительной власти в пределах соответствующей конкретной территории устанавливается один из следующих режимов функционирования подсистемы РСЧС (табл.1).

Характер разлива углеводородного сырья и степень его воздействия на природную среду оценивается эколого-экономическим ущербом.

Окончательно ущерб от разлива углеводородного сырья определяют после его завершения и получения всех необходимых данных. Составляющие ущерба могут быть рассчитаны независимо друг от друга.

Ущерб от разливов любого вида сырья на опасных производственных объектах может быть выражен в общем виде формулой

Парн"~ППп^"ПларН+11сэ+11Ку+11экол+Г1втр, (8)

где: Парн - полный ущерб от разлива нефти, руб.; Ппп - прямые потери организации, эксплуатирующей опасный объект, руб.; Пл>рн - затраты на локализацию / ликвидацию и расследование разлива нефти, руб.; Псэ - социально -экономические потери (затраты, понесенные вследствие ущерба, нанесенного здоровью людей), руб.; Пку - косвенный ущерб, руб.; Пэкол - экологический ущерб (урон, нанесенный объектам окружающей природной среды), руб.; Пвтр -потери от выбытия трудовых ресурсов в результате ущерба здоровью людей или потери ими трудоспособности.

Таблица 1

РЕЖИМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОДСИСТЕМЫ РСЧС.

Режимы функционирования Условия установки режима Мероприятия (основные)

Режим повседневной деятельности • При нормальной производственно-промышленной, химической, пожарной, сейсмической и гидрометеорологической обстановке • Наблюдение и контроль за состоянием окружающей среды и обстановкой на потенциально опасных объектах • Создание и пополнение резервов финансовых и материально-технических ресурсов • Участие и проведение заблаговременных мероприятий по предупреждению и ликвидации

Режим повышенной готовности • При ухудшении производственно-промышленной, химической, пожарной, сейсмической и гидрометеорологической обстановке • При получении прогноза о возможности возникновения аварийной ситуации • Формирование оперативных групп для выявления ухудшения обстановки в районе возможной аварийной ситуации • Усиление наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды или потенциально опасного объекта • Приведение в состояние готовности сил и средств и выдвигание их при необходимости в предполагаемый район действия

Режим аварийной ситуации • При возникновении и во время ликвидации аварийных ситуаций • Выдвижение оперативных групп в район аварий • Определение опасной зоны • Организация ликвидации аварийной ситуации • Осуществление оперативного контроля за состоянием окружающей среды и обстановкой на аварийных объектах

Что касается экологического ущерба П,кол ,то он определяется как сумма ущербов от различных видов вредного воздействия на объекты окружающей природной среды и может быть представлен в виде:

Пэкол = Эа + Эв + Эп + Э6 + Э„, (9)

где: Эа - ущерб от загрязнения атмосферы, руб.; Эв - ущерб от загрязнения водных ресурсов, руб.; Э„ - ущерб от загрязнения почвы, руб.; Эб - ущерб, связанный с уничтожением биологических (в т.ч. лесных массивов) ресурсов, руб.; Э„ - ущерб от засорения (повреждения) территории обломками (осколками) сооружений, оборудования и т.д., руб.

Составляющие ущерба (8,9) определяют по известным типовым методикам. По предложенной методике был рассчитан эколого - экономичекий ущерб от разлива нефти в Нижегородской области из резервуара ЖБР-10000 в водосборные площади гиравлически связанных водоемов и водотоков, впадающих в озеро.

Величина ущерба (таблица 2) рассчитана без учета действия функциональной подсистемы РСЧС по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с аварийными разливами нефтепродуктов.

Как видно из таблицы, экологический ущерб от аварийного разлива нефти наиболее существен. Расчеты показывают, что ущерб снижается в 2-3 раза при рекомендуемой в диссертации системе ликвидации аварийных разливов углеводородного сырья, учитывающей особенности физических свойств сырья при разливе и обеспечивающей прогноз необходимых сил и средств с целью уменьшения геоэкологических последствий аварии.

Таблица 2

Суммарный ущерб, нанесенный разливом нефти

Вид ущерба Величина ущерба, тыс. руб.

Прямой ущерб 1345,0

в т.ч. ущерб имуществу третьих лиц 0

Расходы на ликвидацию / локализацию и расследование разлива нефти 220,0

Социально-экономические потери 680,96

в т.ч. гибель / травмирование и нанесение ущерба здоровью третьих лиц 10,0

Потери из-за неиспользованных возможностей 530,0

в т.ч. третьих лиц 0

Экологический ущерб 202236,0

Потери от выбытия трудовых ресурсов 1065,5

Итого: 206087,46

В т.ч. ущерб третьим лицам и окружающей природной среде 202246,0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной научной задачи - снижения геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации, позволяющее на основе учета физических особенностей и закономерностей растекания жидких углеводородов обеспечить необходимый комплекс защитных мероприятий.

Основные научные и практические результаты сводятся к следующему.

1. Разработка и транспортировка углеводородного сырья связана с загрязнением геологической среды токсичными соединениями, входящими в состав вязких углеводородных жидкостей, которые являются наиболее опасными видами загрязнения окружающей среды, а по своим негативным последствиям и долговременности действия стоят в одном ряду с радиоактивным загрязнением. С ними связана непосредственная угроза здоровью и жизни людей. Помимо опасности токсикологического воздействия на биоту, загрязненные углеводородным сырьем массивы грунтов служат источниками углеводородных газов и создают скрытые пожаро - и взрывоопасные очаги.

2. Оптимальный выбор сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации негативных техногенных последствий, вызванных разливом углеводородного сырья, на природную среду рекомендуется проводить методами прикладного нелинейного программирования и ситуационного управления, включающего групповую экспертную оценку.

тяжения, тяжести пятна и вязкого трения на границе "вода - углеводородное пятно", причем параметры пятна со временем изменяются по степенному закону и имеют форму эллипса, направление большой оси которого приблизительно совпадает с направлением ветра и прямо пропорционально его скорости.

4. Мероприятия по предупреждению негативных последствий разлива углеводородных продуктов при их добыче, транспортировании и хранении должны проводиться с учетом особенностей физических свойств вязкой углеводородной жидкости и закономерностей её распространения, прогноз параметров разлива на земной и водной поверхностях.

5. В качестве базовой системы программного комплекса по прогнозированию распространения углеводородных пятен на водных объектах предлагается система программирования Borland International - Bovland С++ Builder, обеспечивающая получение оперативной информации для организации сил и средств по предупреждению и ликвидации аварий.

6. Разработанная методика оценки сил и средств локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов рекомендуется для приведения экспертизы документов, регламентирующих локализацию и ликвидацию аварийных ситуаций.

7. Основой эффективной организации по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья, является создание предлагаемой функциональной подсистемы российской службы чрезвычайных ситуаций (РСЧС), которая должна включать федеральные, региональные и местные органы управления, силы и средства организаций, осуществляющих разведку месторождений, добычу, переработку, транспортировку, хранение и использование углеводородного сырья.

8. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при проведении работ по защите природной среды от загрязнения и геоэкологической оценке последствий аварийных разливов углеводородного сырья.

9. Использование рекомендаций по предупреждению и ликвидации разливов углеводородного сырья позволяют в 3-4 раза уменьшить экологический ущерб, наносимый природной среде.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Тескер И.М. «Математическая модель распространения нефтяного пятна при разливах углеводородного сырья на водных объектах», М., геология и разведка. Известия Вузов., 2005, № 2.

2. Тескер И.М. «Расчет сил и средств для ликвидации аварий при одиночном разливе нефтепродуктов». Материалы VII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». М., 2005.

3. Брюховецкий О.С., Тескер И.М. «Физические основы эколого-математической модели растекания вязкого углеводородного сырья по водной поверхности». Материалы Международной научно-практической конференции «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых», часть 2., М., 2004.

4. Муравых А.И., Тескер И.М. «Экологическая политика. Социально-экономические и международные аспекты». В сборнике «экологическая политика: основание, уровни, методология реализации». М., РАТС,2004,стр. 108-116.

5. Брюховецкий О.С., Тескер И.М. «Оценка современного состояния предупреждения чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливами углеводородного сырья». Избранные доклады VI Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». М., 2003.

6. Тескер И.М. «Обеспечение техногенной опасности и аварийные разливы нефти и нефтепродуктов». Материалы Всероссийской конференции по проблемам внутренней безопасности РФ., М., РАГС, 2002.

7. Тескер И.М., Роговицкий Ю.М. «О необходимости создания функциональной подсистемы РСЧС по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов». Материалы Всероссийской конференции по проблемам внутренней безопасности РФ., М., РАГС, 2002.

Подписано в печать 26 мая 2005 г. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Печатных листов 1,0 . Тираж 100 экз Отпечатано в типографии «Графика Сервис» зак. № г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 12.

0 5- 1 39 6 5

РНБ Русский фонд

2006-4 9130

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тескер, Игорь Марксович

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ современного состояния загрязнения природной среды углеводородным сырьем.

1.2. Оценка механизмов реализации государственной политики в области защиты окружающей среды от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

1.3 Постановка цели и задач исследования.

2. ПРОГНОЗ СИЛ И СРЕДСТВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.

2.1. Прогнозирование и оценка сил и средств как оптимизационные задачи.

2.2. Применение методов прикладного нелинейного программирования.

2.3. Прогнозирование и оценка сил и средств на основе методов ситуационного управления.

2.4. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВАХ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ.

3.1. Поведение нефтяного пятна на водной поверхности.

3.2. Физико-химические характеристики нефти и нефтепродуктов.

3.3. Изменения, происходящие с нефтью и нефтепродуктами после их попадания в водную среду.

3.4. Математические модели растекания нефти, основанные на данных лабораторных экспериментов.

3.5. Математические модели растекания нефти, построенные на основе наблюдений за разливами в натурных условиях.

3.6. Требования к разработке модели распространения нефти для оценки последствий её разливов.

3.7. Математическая модель распространения нефтяного пятна по водной поверхности.

3.8. Модель переноса и диффузии.

3.9. Численные алгоритмы модели распространения нефтяного пятна

3.10. Оперативное прогнозирование аварийных разливов нефти на акватории.

3.11. Выводы.

4. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ПОДСИСТЕМА РСЧС ДЛЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОРГАНОВ ВЛАСТИ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.

4.1. Структура системы управления предупреждения и ликвидации аварийных разливов углеводородного сырья.

4.2. Основы управления системой по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья.

4.3. Режимы функционирования подсистемы РСЧС.

4.4. Основные направления взаимодействия исполнительной власти различных уровней для предупреждения и ликвидации аварийных ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья.

4.5. Выводы.

5. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СИЛ И СРЕДСТВ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ

И НЕФТЕПРОДУКТОВ.

5.1. Основные положения.

5.2. Исходные данные.

5.3. Определение типа потенциально опасного объекта.

5.4. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливе на одиночном точечном потенциально опасном объекте.

5.5. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на группе одиночных точечных потенциально опасных объектов.

5.6. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на протяженном потенциально опасном объекте.

5.7. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на подвижном точечном потенциально опасном объекте.

5.8. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на группе подвижных точечных потенциально опасных объектов.

5.9. Оценка достаточности сил и средств.

6. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ УЩЕРБА ОТ РАЗЛИВОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.

6.1. Общие положения.

6.2. Порядок определения ущерба.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации"

Актуальность работы. В настоящее время нарастают масштабы и негативные последствия аварийных ситуаций по загрязнению окружающей среды углеводородным сырьем разливами вязких жидкостей, включая нефть, горючесмазочные вещества, различные, токсичные жидкости, обладающие вязкостью. С увеличением объемов нефтедобычи число случаев загрязнения поверхности вязкими жидкостями (нефтепродуктами) непрерывно возрастает. Проникновение жидких углеводородов в земные недра приводит к долговременному загрязнению почв, грунтов и подземных вод и, в конечном итоге, к нарушению экологического равновесия на земной поверхности.

Успешной работе по предупреждению и ликвидации негативных последствий аварийных разливов вязких углеводородных жидкостей мешает недостаточная согласованность в действиях органов власти различных уровней. В связи с этим, особое внимание должно быть направлено на координацию различных органов власти, геологоразведочных и горных предприятий с целью выработки оптимальных решений по предупреждению либо снижению возможного ущерба от загрязнения окружающей среды.

В нашей стране оценка масштабов и ликвидация очагов загрязнения природной среды вязкими жидкостями (нефтью и нефтепродуктами) производятся обычно только при крупных авариях на транснациональных магистральных нефтепроводах, хотя известно, что не меньшую экологическую угрозу представляют средние и мелкие источники загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется более 200 тыс. км магистральных трубопроводов для перекачки нефти, нефтепродуктов и газа, 350 тыс. км промысловых трубопроводов, 800 компрессорных нефтеперекачивающих станций, вместимость резервуарного парка превышает 20 млн. м3.

При эксплуатации нефтегазовых месторождений воздух загрязняется главным образом при подготовке, транспорте и хранении нефти и газа из-за неисправности элементов оборудования замерных установок, системы сбора продукции скважин и испарений нефти из емкостей, отстойников, резервуаров, открытых амбаров и др.

Чаще других в атмосферу выбрасываются легкие углеводороды (метан -пентан), концентрации которых нередко превышают установленные предельно допустимые (ПДК).

Установлено, что большая часть выделяемых углеводородов (75%) поступает в атмосферу, 20% —в воду и 5% —в почву. Основными загрязнителями атмосферы в районах добычи нефти служат углеводороды, окислы серы, азота, углерода и твердые частицы.

Нефть и продукты ее переработки, являясь основой современной экономики, обеспечивают до 40 % всей мировой потребности в энергии. До 60% добываемой нефти перевозится морским транспортом, являющимся гибкой системой ее транспортировки к пунктам потребления.

Несмотря на предпринимаемые меры по повышению технических и экологических требований к обеспечению безопасности судоходства исключить аварии судов, в том числе танкерного флота, не удается. Так доля общего загрязнения рек и морей нефтью и нефтепродуктами от аварий и эксплуатационных сборов с судов, потерь при их загрузке, составляет около 26% (1.5 млн. тонн в год). При этом основными причинами аварий, в результате которых происходит разлив нефти, являются столкновения, посадки на мель, взрывы и пожары (например, аварии английского танкера "Глоуб Асиими" в 1981 г. в порту Клайпеда - разлито около 16 тыс. тонн нефти, американского танкера "Эксон Валдиз" в 1989 г. на Аляске - разлито около 40 тыс. тонн нефти, российского танкера "Находка" в 1997 г. у берегов Японии - разлито около 15 тыс. тонн нефти).

Избежать или снизить степень загрязнения природной среды от воздействия углеводородного сырья можно путем проведения организационных мероприятий по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, учитывающих закономерности изменения параметров разлива вязких углеводородных жидкостей от внешних условий, особенности взаимодействия органов власти различных уровней. Поэтому задача - снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации, имеет актуальное значение.

Идея работы состоит в том, что снижение степени загрязнения окружающей среды при разливах углеводородного сырья и оценка сил и средств для ликвидации этих последствий должны основываться на выявленных закономерностях параметров разливов во времени и взаимодействии органов власти различных уровней.

Защищаемые научные положения, разработанные автором:

1. Оптимальный выбор сил и средств, необходимых для предупреждения и ликвидации негативных техногенных последствий, вызванных разливом углеводородного сырья на природную среду рекомендуется проводить методами прикладного нелинейного программирования и ситуационного управления, включающего групповую экспертную оценку.

2. Для оперативного прогноза параметров разлива углеводородного сырья по водной поверхности следует пользоваться разработанной моделью движущейся его кромки, в которой учитываются силы взаимодействия по верхностиого натяжения, гравитационного вязкого трения по границе раздела сред, причем параметры разлива со временем изменяются по степенному закону и имеют форму эллипса, направление большой оси которого приблизительно совпадает с направлением ветра и прямо пропорционально его скорости.

3. Снижение загрязнения окружающей природной среды углеводородными продуктами при их разливе во времени зависит от оперативной оценки и масштабов загрязнения с учетом особенностей физических свойств углеводородного сырья, и характера его разлива и может быть достигнуто использованием специального программного комплекса для расчета возможных типовых вариантов выброса нефти.

Научная новизна исследований и личный вклад автора:

- разработана модель движения кромки пятна разлива углеводородного сырья;

- разработана методика прогнозирования сил и средств предупрежде ния и ликвидации разливов углеводородного сырья.

Методы исследований.

Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке "Положения по организации взаимодействия федеральных, региональных и местных органов исполнительной власти по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья. Установленные закономерности и математическая модель растекания вязкого углеводородного сырья используются в учебном процессе при изучении дисциплин "Геоэкология" и "Охрана труда", "Гидрофизические процессы геологоразведочных и горных работ".

Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались на международных конференциях «Наука и новейшие технологии при освоении месторождений полезных ископаемых на рубеже XX -XXI веков» МГГРУ и «Новые идеи в науках о Земле», в 2002 г. -2005 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 13 рисунков, 10 таблиц, библиографию использованной литературы из 121. наименования, приложения на 21 стр.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Тескер, Игорь Марксович

4.5. Выводы

1. К основным факторам, подлежащим учету при организации взаимодействия различных органов исполнительной власти относятся:

• организационная структура функциональной подсистемы управления по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливами углеводородного сырья;

• система организационных мероприятий по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья;

• силы и средства, позволяющие организовать мероприятия по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, связанных с аварийными разливами углеводородного сырья.

2. Функциональная подсистема включает в свои рамки органы управления, силы и средства организаций, осуществляющих разведку месторождений, добычу, переработку, транспортировку, хранение и использование углеводородного сырья. Это относится к организациям, где имеются потенциальные источники возникновения аварийных ситуаций и возможность загрязнения окружающей среды углеводородным сырьем.

3. Существующая система организационных мероприятий по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, в настоящее время располагает возможностями, вполне достаточными для ее использования и в интересах функционирования соответствующей подсистемы, связанной с аварийными разливами нефти и нефтепродуктов. Однако, для реализации ее возможностей необходимо привлечение в состав подсистемы соответствующих специалистов, а также проведение соответствующей организационной работы в рамках РСЧС.

4. Для решения задач по предупреждению и ликвидации аварийных ситуаций, связанных с разливами нефти и нефтепродуктов, необходимо предусмотреть использование сил и средств, находящихся в распоряжении организаций, в ведении которых находятся потенциально опасные с точки зрения рассматриваемых ситуаций объекты. Такие организации обязаны:

• создавать собственные формирования (подразделения) для ликвидации разливов углеводородного сырья, проводить аттестацию указанных формирований;

• иметь резервы финансовых средств и материально-технических ресурсов для локализации и ликвидации разливов углеводородного сырья;

• обучать работников способам защиты и действиям в чрезвычайных ситуациях, связанных с разливами углеводородного сырья;

• содержать в исправном состоянии технологическое оборудование, заблаговременно проводить инженерно-технические мероприятия, направленные на предотвращение возможных разливов углеводородного сырья и (или) снижение масштабов опасности их последствий;

• принимать меры по охране жизни и здоровья работников в случае разливов углеводородного сырья.

5. Ликвидация аварийных ситуаций, как правило, должна осуществляется силами и средствами того объекта, звена, территориальной и функциональной подсистем, на территории которого возникла эта ситуация.

5. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СИЛ И СРЕДСТВ ЛОКАЛИЗАЦИИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙНЫХ РАЗЛИВОВ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Методика оценки сил и средств локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (далее - Методика) предназначена для определения порядка и содержания расчета состава и количества сил и средств (далее - группировки сил и средств), необходимых для локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (далее - разливов) в течение заданного времени на потенциально опасных с точки зрения возникновения разливов нефти объектах (далее - потенциально опасных объектах).

Методика может быть использована также для проведения экспертизы документов, регламентирующих локализацию и ликвидацию разливов нефти и нефтепродуктов. [30, 33, 47, 63, 77, 84].

5.1. Основные положения

Оценка сил и средств локализации и ликвидации разливов заключается в определении необходимого или достаточного (в зависимости от решаемой задачи) состава группировки сил и средств. Критерием необходимости (достаточности) группировки сил и средств служит ее способность выполнить возлагаемые на нее работы по локализации разливов в течение заданного времени. Способность группировки выполнить возлагаемые на нее работы определяется на основании расчетов, сопоставляющих перечень и объемы работ, которые необходимо выполнить, с перечнем и объемами работ, которые она может выполнить.

Исходные данные по перечням и объемам работ представляются заказчиком выполнения работ.

5.2. Исходные данные

Исходными данными по разливам являются параметры разлива, включающие координаты разлива, объем, тип разлившегося сырья и динамику возникновения и развития разлива во времени.

При определении необходимой группировки сил и средств для ликвидации разливов используют прогнозируемые параметры разливов, а при определении достаточной группировки - фактические.

Прогнозируемые параметры разливов определяют в соответствии с Методикой оценки рисков возникновения разливов нефти и нефтепродуктов и характеризуются вероятностью Р (Ун) возникновения разлива объемом Vh , а также вероятностной характеристикой истечения нефти и нефтепродуктов по времени Р [VH(t)].

Координаты разлива включают местные географические координаты разлива х, у и z , а также информацию о характере подстилающей поверхности под разливом, температурные и ветровые характеристики, которыми сопровождается разлив. Информация о характере подстилающей поверхности под разливом включает характер и состав грунта, наклон поверхности, наличие и характер неровностей, характер поверхностного слоя грунта, а также, в случае наличия водной поверхности под разливом — характер водного объекта, величину волнения поверхности воды, направление и скорость ее течения относительно источника разлива.

При наличии разной по характеру подстилающей поверхности в зоне разлива в исходных данных указываются процентные доли участков с существенно различными характеристиками подстилающей поверхности.

Участки подстилающей поверхности, не имеющие качественных отличий признаются не имеющими существенных различий.

Исходными данными при оценке необходимой группировки сил и средств являются: перечень работ ГН , который может выполняться каждым из элементов группировки; объем работ Wi, который может выполняться i-тым элементом группировки по каждому из видов работ, входящих в перечень ГП;

Д1 - предельное количество i-тых элементов группировки, которое допускается включить в состав необходимой группировки сил и средств.

Исходными данными при оценке достаточной группировки сил и средств являются: перечень работ ГИ , который может выполняться каждым из элементов группировки; объем работ Wi, который может выполняться i-тым элементом группировки по каждому из видов работ, входящих в перечень ni;

Д1 факт - фактическое количество имеющихся i-тых элементов группировки.

5.3. Определение типа потенциально опасного объекта

Определение типа потенциально опасного объекта производится в Методике при оценке необходимой группировки сил и средств с целью выбора расчетной схемы.

При оценке достаточной группировки сил и средств расчет производят по фактическим характеристикам разлива и по характеристикам имеющейся группировки сил и средств.

В Методике потенциально опасные объекты подразделяют на: точечные, размеры которых меньше, чем площадь разлива; группы точечных потенциально опасных объектов - совокупность точечных потенциально опасных объектов, площади разливов которых смыкаются; протяженные потенциально опасные объекты, размеры которых больше площади разлива; подвижные потенциально опасные объекты, перемещающиеся с течением времени в пространстве; группы подвижных потенциально опасных объектов.

Определение типа потенциально опасного объекта осуществляют путем сопоставления прогнозируемой с учетом исходных данных площади разлива Saph с размерами рассматриваемого объекта.

5.4. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливе на одиночном точечном потенциально опасном объекте

Одиночный разлив предусматривает наличие единственного источника загрязнения окружающей среды нефтью.

Расчет группировки при одиночном разливе производят в случае, если вероятность его возникновения Р (Ун) является реальной, то есть по величине превышает среднюю для рассматриваемого региона вероятность Ррег техногенных аварий и чрезвычайных ситуаций.

Перечень работ П|П0° , который необходимо выполнить для локализации и ликвидации разлива нефти на рассматриваемом j-том потенциально опасном объекте, а также совокупность объемов соответствующих работ Wj"00 определяют по исходным данным по разливу нефти.

Производят отбор из состава всех потенциально возможных для включения в состав группировки сил и средств элементов {Д} = {Д1, Д2, . , Д^.} тех из них, у которых совокупный перечень потенциально выполняемых работ {П} = {П1, П2, . , ni,.} не меньше перечня работ П|П00, подлежащих выполнению на рассматриваемом объекте.

Из состава отобранных элементов группировки методами дискретной оптимизации формируют необходимый состав группировки, определяя время выполнения каждого из видов работ элементами этого состава и сравнивая сумму величин времени по каждому из видов работ с величиной времени Тзад, заданного на ликвидацию разлива.

Оптимизацию при выполнении всей совокупности работ в пределах Тзад осуществляют по критерию затрат, приходящихся на единицу времени выполнения всей совокупности работ по ликвидации разлива.

В случае невозможности обеспечения выполнения всей совокупности работ по ликвидации разлива за счет доступных для включения в состав необходимой группировки сил и средств элементов, производят оценку минимального времени, на которое необходимо сократить время ликвидации разлива, и в соответствии с этой величиной производят расчет дополнительных элементов группировки, необходимых для введения в ее состав. Расчет производят с учетом критерия отношения затрат на единицу снижаемого времени.

В случае, если помимо экономических ограничений присутствуют иные, их наличие учитывают коэффициентами, увеличивающими относительные величины затрат на снижение величины времени ликвидации разлива к величине этого времени, без изменения расчетной схемы определения дополнительных элементов группировки, введение которых требуется для создания ее необходимого состава.

Данные о необходимых дополнительных элементах состава сил и средств доводят до заказчика выполнения работ по определению состава необходимой группировки сил и средств.

В случае согласия заказчика на выбор дополнительных элементов для включения в состав необходимой группировки сил и средств, производят уточнение исходных данных, а также осуществляют контрольный расчет совокупного времени ликвидации разлива и проверку соответствия величины этого времени заданному в соответствии с изложенным выше порядком расчета.

При повторном несоответствии времени на ликвидацию разлива заданному приведенную выше последовательность действий повторяют.

Комплексный разлив предусматривает наличие нескольких источников загрязнения окружающей среды нефтью, расположенных на одиночном потенциально опасном объекте.

Для проведения расчета необходимого состава группировки сил и средств производят расчет вероятности одновременного наличия нескольких разливов на рассматриваемом потенциально опасном объекте.

Величины вероятностей как отдельных разливов, так и комплексных сравнивают со средней для рассматриваемого региона вероятностью Ррег техногенных аварий и аварийных ситуаций.

По результатам сравнения производят выбор как одиночных, так и комплексных разливов, обладающих реальной вероятностью возникновения, то есть вероятностью возникновения, величина которой превышает Ррег.

В случае, если среди разливов, обладающих реальной вероятностью возникновения, комплексные разливы отсутствуют, то расчет необходимой группировки сил и средств производят аналогично расчету для одиночного разлива.

Расчет производят для того из одиночных разливов, величина времени ликвидации которого является максимальной при рассматриваемой совокупности элементов сил и средств, доступных для включения в состав необходимой группировки.

В случае, если среди комплексных разливов имеются разливы, вероятность совместного возникновения которых является реальной, то производят расчет группировки сил и средств, исходя из наибольшего времени, необходимого для ликвидации как комплексных, так и одиночных разливов.

При этом объемы работ по одноименным видам работ при комплексных разливах подлежат сложению.

Порядок и содержание расчета аналогичны порядку и содержанию расчета для одиночного разлива на точечном потенциально опасном объекте.

5.5. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на группе одиночных точечных потенциально опасных объектов

Под группой точечных потенциально опасных объектов в Методике подразумевается совокупность точечных потенциально опасных объектов, для которых имеется реальная вероятность возникновения разливов, площади которых смыкаются.

Порядок расчета необходимого состава группировки сил и средств для локализации и ликвидации разливов нефти на группе точечных потенциально опасных объектов совпадает с цорядком расчета необходимого состава группировки для локализации и ликвидации нескольких разливов нефти на одиночном точечном потенциально опасном объекте при учете расстояния потенциально опасных объектов друг от друга.

При одновременном существовании одиночных разливов на разных объектах группы точечных потенциально опасных объектов такие разливы считают комплексными. На них распространяется порядок расчета группировки сил и средств для ликвидации комплексных разливов, также с учетом введения поправки на расстояние между такими объектами.

Поправка на расстояние,, учитываемая в форме дополнительных затрат времени, необходимого для доставки и развертывания элементов необходимой группировки сил и средств при ликвидации разливов на разных объектах рассматриваемой группы, учитывается путем снижения величины времени, заданного на ликвидацию разливов, на величину дополнительных затрат.

5.6. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на протяженном потенциально опасном объекте

Под протяженным потенциально опасным объектом понимается объект, размеры которого больше площади разлива.

При расчете необходимой группировки сил и средств для локализации разливов на протяженном потенциально опасном объекте учитывают реальную вероятность разлива для каждого из участков этого протяженного объекта.

Разделение протяженного'объекта на отдельные участки производят в соответствии со значениями вероятности возникновения разливов на них при условии, что каждой участок отличается от соседнего величиной этой вероятности, превышающей 10% от ее значения.

Каждый из участков, на которые разбит протяженный потенциально опасный объект, рассматривают как одиночный точечный потенциально опасный объект, сосредоточенный в центре рассматриваемого участка.

Протяженный потенциально опасный объект в целом рассматривают как группа точечных потенциально опасных объектов.

Расчет необходимой группировки сил и средств для ликвидации разливов на протяженном потенциально опасном объекте производят в соответствии с порядком расчета необходимой группировки сил и средств для ликвидации разливов на группе одиночных точечных потенциально опасных объектов, приведенным в п. 5.5.

5.7. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на подвижном точечном потенциально опасном объекте

Под подвижным точечным потенциально опасным объектом понимается точечный потенциально опасный объект, перемещающийся с течением времени в пространстве.

При расчете необходимой группировки сил и средств для ликвидации разлива на подвижном точечном потенциально опасном объекте учитывают текущее расстояние между группировкой и изменение характера подстилающей поверхности по маршруту движения потенциально опасного объекта.

Расстояние между группировкой и движущимся точечным потенциально опасным объектом учитывают путем оценки величины затрат времени на транспортировку и развертывание сил и средств в наиболее удаленной точке маршрута подвижного объекта.

Изменение характера подстилающей поверхности учитывают путем ориентации на наиболее неблагоприятный с точки зрения необходимых объемов работ характер местности на маршруте движения подвижного объекта.

Расчет времени ликвидации разлива нефти производят как для наиболее удаленной точки маршрута, так и для наиболее неблагоприятного варианта подстилающей поверхности на маршруте.

Из этих вариантов расчета необходимой группировки сил и средств выбирают тот, который требует наибольшего времени на ликвидацию разлива.

Группировка сил и средств создается в расчете на данный вариант расчета.

При наличии реальной вероятности возникновения комплексного разлива на подвижном точечном потенциально опасном объекте расчет вариантов группировки сил и средств производят в соответствии с изложенным в п.5.4 Методики порядком расчета как для наиболее удаленной точки маршрута, так и для точки маршрута с наиболее неблагоприятной с точки зрения объемов работ по ликвидации разливов местностью.

5.8. Оценка необходимой группировки сил и средств при разливах на группе подвижных точечных потенциально опасных объектов

Расчет необходимой группировки сил и средств при разливах на группе подвижных точечных потенциально опасных объектов осуществляют в соответствии с п.5.7 Методики с учетом возможности одновременного возникновения как одиночных, так и комплексных разливов на каждом из этих объектов.

Одиночные разливы, возникающие одновременно на различных объектах группы подвижных точечных потенциально опасных объектов, рассматривают и как одиночные разливы, в случае, если объекты находятся друг от друга на расстояниях, превышающих размеры разливов, либо как комплексные в случаях, если объекты расположены в непосредственной близости друг от друга в месте стоянки, либо на маршруте.

При расчете группировки сил и средств учитывают вероятность одиночных разливов на расположенных в непосредственной близости друг от друга подвижных объектах.

Расчет необходимой группировки производят в порядке и объеме, определенным п. 5.7 настоящей Методики, а также дополнительно проводят расчет группировки с учетом вероятности комплексных разливов, сформированных одиночными разливами на разных объектах группы.

Выбор варианта состава группировки производят в соответствии с наибольшим временем ликвидации разливов нефти.

5.9. Оценка достаточности сил и средств

Оценку достаточности сил и средств производят для установления возможности выполнения локализации и ликвидации прогнозируемых разливов нефти заданными силами и средствами за требуемое время Ттреб.

Определение достаточности сил и средств для ликвидации разливов основано на перечне исходных данных об имеющемся составе сил и средств для ликвидации разливов, а также на фактической или прогнозной информации о характеристиках разливов в соответствии с п. 5.2 настоящей методики.

Целью оценки достаточности сил и средств является определение времени, затрачиваемого рассматриваемой группировкой на ликвидацию разливов с заданными характеристиками.

Порядок и содержание расчета величины этого времени определяются пп. 5.4-5.8 настоящей Методики с учетом того, что состав рассматриваемой группировки сил и средств уже задан.

Рассматриваемая группировка сил и средств признается достаточной, если расчетное время ликвидации заданных разливов не превышает величину заданного времени.

В противном случае группировка сил и средств признается недостаточной для ликвидации заданных разливов нефти.

Пример расчета объемов работ по их видам при локализации разлива нефти на грунте и акватории приведен в Приложении 1.

6. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОЦЕНКЕ УЩЕРБА ОТ РАЗЛИВОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.

6.1 Общие положения.

Методические рекомендации устанавливают общие положения и порядок количественной оценки прогнозируемого экономического ущерба от разливов нефти и другого углеводородного сырья на опасных объектах, на которых добываются, транспортируются, хранятся и перерабатываются объемы нефти, превышающие ее минимально допустимые количества при разливах.

Рекомендации могут быть использованы для оценки ущерба при решении вопросов предупреждения, локализации и ликвидации разливов нефти на опасных объектах, при разработке деклараций промышленной безопасности, страховании ответственности организаций, которым принадлежат опасные объекты, а также организаций, их эксплуатирующих.

Оценку ущерба от разливов нефти на опасных объектах производят в целях: учета и регистрации разливов нефти по единым экономическим показателям; экономической оценки риска разливов нефти на опасных объектах; принятия обоснованных решений по локализации и ликвидации разливов нефти; анализа эффективности мероприятий, направленных на снижение размера ущерба от разливов нефти.

Методические рекомендации должны быть конкретизированы для рассматриваемых опасных объектов.

6.2 Порядок определения ущерба

Структура ущерба от разливов нефти на опасных объектах, как правило, включает: (таблица 6.) финансовые потери организации, эксплуатирующей опасный объект, на котором произошел разлив; расходы на локализацию и ликвидацию разлива;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты сводятся к следующему.

1. Разработка и транспортировка углеводородного сырья связана с загрязнением геологической среды токсичными соединениями, входящими в состав вязких углеводородных жидкостей, которые являются наиболее опасными видами загрязнения окружающей среды, а по своим негативным последствиям и долговременности действия стоят в одном ряду с радиоактивным загрязнением, С ними связана непосредственная угроза здоровью и жизни людей. Помимо опасности токсикологического воздействия на биоту, загрязненные углеводородным сырьем массивы грунтов служат источниками углеводородных газов и создают скрытые пожаро - и взрывоопасные очаги.

3. Для оперативного прогнозирования разлива углеводородного пятна по водной поверхности следует пользоваться предлагаемой моделью движущейся его кромки, в которой учитываются силы взаимодействия поверхностного натяжения, тяжести пятна и вязкого трения на границе "вода - углеводородное пятно", причем параметры пятна со временем изменяются по степенному закону и имеют форму эллипса, направление большой оси которого приблизительно совпадает с направлением ветра и прямо пропорционально его скорости.

4. Для реализации модели использованы современные численные методы. Модель распространения нефтяного пятна учитывает фракционный состав нефти, батиметрические, гидрологические и метеорологические условия в районе ее распространения.

5. Разработанная на основе предлагаемой модели методика, позволяет проводить оценку линейных размеров нефтяного пятна и его площади для времен, лежащих в интервале от 30 мин до значения 5 ч после аварийного разлива. Данная методика предлагается к использованию в разработанной компьютерной системе.

6. В качестве базовой системы программного комплекса по прогнозированию распространения углеводородных пятен на водных объектах предлагается система программирования Borland International - Bovland С++ Builder, обеспечивающая получение оперативной информации для организации сил и средств по предупреждению и ликвидации аварий.

7. Мероприятия по предупреждению негативных последствий разлива углеводородных продуктов при их добыче, транспортировании и хранении должны проводиться с учетом особенностей физических свойств вязкой углеводородной жидкости и закономерностей её распространения, прогноза параметров разлива на земной и водной поверхностях, получаемых на основе результатов обработки данных системой программного комплекса.

8. Разработанная методика оценки сил и средств локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов рекомендуется для приведения экспертизы документов, регламентирующих локализацию и ликвидацию аварийных ситуаций.

9. Основой эффективной организации по предупреждению и ликвидации ситуаций, связанных с разливами углеводородного сырья, является создание предлагаемой функциональной подсистемы российской службы чрезвычайных ситуаций (РСЧС), которая должна включать федеральные, региональные и местные органы управления, силы и средства организаций, осуществляющих разведку месторождений, добычу, переработку, транспортировку, хранение и использование углеводородного сырья.

10. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при проведении работ по защите природной среды от загрязнения и геоэкологической оценке последствий аварийных разливов углеводородного сырья. Использование рекомендаций по предупреждению и ликвидации разливов углеводородного сырья позволяют в 3-4 раза уменьшить экологический ущерб, наносимый природной среде.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тескер, Игорь Марксович, Москва

1. Адамсон А. «Физическая химия поверхностей», М., Мир, 1979.

2. Алымов В.Т., Крапчатое В.П., Тарасова Н.П. Анализ технического риска. М.; ИД Круглый год, 2000, — 157 с.

3. Аникеев В.В., Мишуков В.Ф. Формирование и разрушение пятна нефти на поверхности моря после аварийного разлива. (В сб. Комплексные исследования проблемы антропогенного загрязнения океана.) Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981.

4. Аникеев, В.В. Ильичев В.И. «Двумерная модель растекания неоднородной нефтяной пленки по поверхности моря», ДАН СССР, 1984.

5. Арнольд В.И. «Теория катастроф» М.; Наука, 1990 г.

6. Афанасьев А,А. и др. Воздействие энергетики на окружающую среду Методологические аспекты оценки экономического ущерба здоровью. М.: ИБРАЭ. 1999.

7. Ашманов С.А. Линейное программирование. М.:Наука, 1981.

8. Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов (утв. Приказом Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации от 27.11.92 б/н, с изм. На 18.08.93).

9. Баласанов Г.М. Моделирование и оптимизация в автоматизированных системах управления. М.: Атомиздат, 1971.

10. Банди Б. Основы линейного программирования. М.: Радио и связь, 1989.

11. Безопасность России, Основополагающие государственные документы. Часть 2. — М.: МГФ «Знание», 1998. — 496 с.

12. Безопасность России, Энергетическая безопасность (Нефтяной комплекс России). М: МГФ «Знание», 2000. - 432 с.

13. Безопасность России, Энергетическая безопасность (ТЭК и государство). М.: МГФ «Знание». 2000. - 304 с.

14. Безопасность России. Безопасность промышленного комплекса. М МГФ «Знание». ГУЛ «НТЦ «Промышленная безопасность». 2002. —464 с.

15. Безопасность России. Безопасность трубопроводного транспорта. -М.: МГФ «Знание», 2002 752 с.

16. Безопасность России. Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. — М.; МГФ «Знание» 1999.-592 с.

17. Безопасность России. Медицина катастроф и реабилитация. М.: МГФ «Знание. 1999. — 736 с.

18. Безопасность России. Основополагающие государственные документы. Часть 1. — М.: МГФ «Знание», 1998. 512с.

19. Безопасность России. Региональные проблемы безопасности с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф. — М,; МГФ «Знание», 1999. 672 с.

20. Безопасность России. Региональные проблемы безопасности. Красноярский край. — М.: МГФ «Знание», 2001. — 576 с.

21. Безопасность России. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел первый М.: МГФ «Знание», 1998. - 448 с.

22. Безопасность России. Функционирование и развитие сложных народнохозяйственных, технических, энергетических, транспортных систем, систем связи и коммуникаций. Раздел второй М.: МГФ «Знание». 1998. — 416 с.

23. Брюховецкий О.С., Тескер И.М. «Оценка современного состояния предупреждения чрезвычайных ситуаций, связанных с аварийными разливамиуглеводородного сырья». Избранные доклады VI Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». М., 2003.

24. Белман Р. Динамическое программирование. М.: Иностранная литература, 1960.

25. Вентцелъ Б.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964.

26. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Салов С. С. и др. Управление риском М : Наука, 2000, 431 с.

27. Воробьев Ю.Л Основы формирования и реализации государственной политики в области снижения рисков чрезвычайных ситуаций. — М: «Деловой экспресс», 2000, 248 с.

28. Временное методическое руководство по оценке экологического риска деятельности нефтебаз и автозаправочных станций (утв. Госкомэкологии РФ 21 декабря 1999 г.).

29. Высоцкий А.А., Замышляев Б.В., Зубов В.Е., Мальков А.Ю. Безопасность объектов спецтехники оборонного комплекса с учетом риска аварий, диверсий, техногенных и природных катастроф, выпуск 9, М.: ВИНИТИ, 1995.

30. Высоцкий А.А., Замышляев Б.В., Зубов В.Е., Мальков А.Ю. Основополагающие принципы обеспечения безопасности ядерно-и радиционно-опасных объектов военного назначения // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Выпуск 5. -М.; ВИНИТИ, 1995.

31. Гвоздиков В.К., Захаров В.М. Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на морях, реках и водоемах. — Ростов-на-Дону: НЛП «АВТЕК», 1996 г.

32. Горбатов В А. Основы дискретной математики. М.: Высшая школа, 1986-31 1с.

33. ГОСТ Р 22.10.01-2001. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Оценка ущерба. Термины и определения.

34. Дегтярев Ю.И Исследование операций М : Высшая школа, 1986. -320с,

35. Елохин А.И Анализ и управление риском: Теория и практика. М.: 1987.

36. Замышляев Б.В., Евтетерев JI.C. Лоборев В.М. Локальный двухмо-дальный закон распределения обломков по размерам при взрыве 1987.

37. Замышляев Б.В., Евтетерев Л.С. Модели динамического деформирования и разрушения грунтовых сред. М.: Наука, 1990.

38. Зацепа С.Н. Математическая модель динамики нефти по поверхности моря. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М.: ГОИН АН СССР, 1989.

39. Зданьеки А.К, Крылова Т.О. Численно-аналитический метод решения краевых задач параболического типа. М., ВЦ АН СССР, 1989.

40. Зданьеки А.К, Т.О. Крылова Т.О., Тарасенко Л.Н. Методы расчета эволюции нефтяного загрязнения в шельфовой зоне. М., ВЦ АН СССР, 1987.

41. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды (1993 г., с изм., внесенными Приказом Госкомэкологии № 77 от 15.02.00).

42. Исследование операций/Под ред. Юркова 6 Н М : ВИА имь Куйбышева. 1990.- 528 с.

43. Исследование операций: В 2-х томах. Пер. с англ/Под ред. Дж. Мо-удера, С. Эмалграби. М.; Мир, 1981. Т.1-712 с, т.2-805 с.

44. Итоги науки и техники. ГНТП «Безопасность». М.: ВИНИТИ, 1993, т. 1,350 е., т.2, 479 с.

45. Карев В.И., Семанов Г.Н. предупреждение и ликвидация разливов нефти на акваториях.

46. Катастрофы и общество. М: Контакт-Культура, 2000, 332 с,

47. Классификация основных средств, включаемых в амортизационные группы (утв. Постановлением Правительства РФ от 01.01.2002 № 1).

48. Конструирование машин. Справочно-методическое пособие. М.: Машиностроение, т.т. 1-2, 1994.

49. Концепция национальной безопасности Российской Федерации, 2000.

50. Кузьмин И.И., Махутов Н.А., Хетагуров С.В. Безопасность и риск: Эколого-экономические аспекты. — С.-Пб.: СПбГУЭФ, 1997, 164 с.53. Лукойл, 2000, 185 с.

51. Марчук Г.И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М.: Наука, 1980.

52. Маршал В. Основные опасности химических производств. Пер. с англ. М.:Мир, 1989.

53. Муравых А.И., Тескер И.М. «Экологическая политика. Социально-экономические и международные аспекты». В сборнике «экологическая политика: отнование, уровни, методология реализаций». М., РАГС, стр. 108-116.

54. Материалы международной Конвенции МАРПОЛ 73/78, раздел «Разлив нефти с судов в море», 1973 г., 1978г.

55. Материалы международной конвенции по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству 1990 года, ИМО, Лондон, 1991.

56. Материалы международной Конвенции по поиску и спасанию на море 1979 года.

57. Махутов Н. А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. -М.: Машиностроение, 1981,2271

58. Машиностроение. Энциклопедия. М: Машиностроение т.т. I IV. ГУ95-2000 г.

59. Методика исчисления размера ущерба от загрязнения подземных вод (утв. Приказом Государственного комитета по охране окружающей среды от 11.02.98 № 81).

60. Методика оперативного прогнозирования масштабов аварийных разливов нефти на морских акваториях. М.:ЦАСЭО, 2002.

61. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах (утв. Минтопэнерго РФ 1 ноября 1995 г.).

62. Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах (утв. Минтопэнерго РФ от0111.95).

63. Методика оценки вреда и исчисления размера ущерба от уничтожения объектов животного мира и нарушения их среды обитания (утв. Госкомэкологии России от 28.04.00).

64. Методика расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов (согласовано Минприроды РФ0908.96).

65. Методические указания по оценке и возмещению вреда, нанесенного окружающей природной среде в результате экологических правонарушений (утв. Приказом Госкомэкологии России от 06.09.99 б/н).

66. Налоговый кодекс Российской Федерации (часть 2) от 05.08.00 №118-ФЗ (с изм. на 25.07.02).

67. Нельсон-Смит А. «Нефть и экология моря», М., Прогресс, 1977

68. Об утверждении Методики исчисления размера ущерба, вызываемого захламления, загрязнением и деградации земель на территории Москвы (утв. распоряжением мэра Москвы от 27.07.1999 № 801-РМ).

69. Об утверждении Положения о порядке возмещения убытков собственниками земли, землевладельцам, арендатором и потерь сельскохозяйственного производства (с изм. на 15.05.99) (утв. Постановлением Правительства РФ от 28.01.93 №77).

70. Об утверждении такс для исчисления размера взысканий за ущерб, причиненный лесному фонду и не входящими в лесной фонд лесам нарушением лесного законодательства Российской Федерации (утв. Постановлением Правительства РФ от 21.05.2001 № 388).

71. Об утверждении такс для исчисления размера взыскания за ущерб, причиненный уничтожением, незаконным выловом или добычей объектов водных биологических ресурсов (утв. Постановлением Правительства РФ от 25.05.94 № 515, с изм. На 26.09.00).

72. Овсиенко С.Н., Зацепа С.Н. Особенности численного моделирования начальных стадий распространения нефти в море, Сб. «Ок. асп. Охраны морей и океанов от хим. загр.», М., Гидромет., 1989.

73. Определение экономических потерь от пожаров. Методические рекомендации. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1990. 40 с.

74. Основные требования к разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (утв. постановлением Правительства РФ от 21 августа 2000 г. № 613).

75. Положение о взаимодействии аварийно-спасательных служб министерств, ведомств и организаций на море и водных бассейнах России (Зарегистрировано Министерством юстиции РФ 28 июля 1995 г. № 917).

76. Положение о порядке осуществления государственного контроля за рациональным использованием нефти и нефтепродуктов в Российской Федерации (утв. Минтопэнерго РФ 19 июля 1995 г.).

77. Положение по бухгалтерскому учету «Учет основных средств» ПБУ 6/01 (утв. Приказом Минфина России от 30 марта 2001 г. № 26 н).

78. Порядок определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия (утв. Постановлением Правительства РФ от 28.08.92 №632, с изм. на 14.06.01).

79. Поспелов Д. А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1968.

80. Поспелов Д.А. моделирование необходимого количества сил и средств для выполнения различного рода работ.

81. Постановление Госгортехнадзора РФ от 4 февраля 2002 г. № 8 «Об утверждении Правил промышленной безопасности при освоении месторождений нефти на площадях залегания калийных солей».

82. Постановление Правительства Московской области от 7 марта 2002 г. № 71/6 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на территории Московской области».

83. Постановление Правительства РФ от 15 апреля 2002 г. № 240 «О • порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации».

84. Постановление Правительства РФ от 21 августа 2000 г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов».

85. Приказ Минтопэнерго РФ от 8 февраля 1999 г. № 30 «О введении в действие Инструкции по контролю и обеспечению сохранности качества нефтепродуктов на предприятиях трубопроводного транспорта (РД 153-39.4034-98)».

86. Проблемы разрушения, ресурса и безопасности технических систем -Красноярск СибЭРА, 1997, 519с.

87. Пьюнерас Ж «Современное состояние исследований распространения нефтяных загрязнений и борьбы с ними, проводимых Национальной лабораторией гидравлики и финансируемых министерством транспорта», ВЦП, -N D-40865, М-12.01.83.

88. Спирс Г.К., Уайтхед Э.В «Нефть» в сб. Органическая геохимия, JI. Наука, 1974.

89. Стандарты оценки, обязательные к применению субъектами оценочной деятельности (утв. Постановлением Правительства РФ от 06.07.01 № 519).

90. Тескер И.М. «Расчет сил и средств для ликвидации аварий при одиночном разливе нефтепродуктов». Материалы VII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле». М., 2005.

91. Тескер И.М. «Обеспечение техногенной опасности и аварийные разливы нефти и нефтепродуктов». Материалы Всероссийской конференции по проблемам внутренней безопасности РФ., М., РАГС, 2002.

92. Тескер И.М. «Математическая модель распространения нефтяного пятна при разливах углеводородного сырья на водных объектах», М., геология и разведка. Известия Вузов., 2005, № 2.

93. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 № 7-ФЗ.

94. Федеральный закон РФ от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

95. Шойгу С.К. Воробьев Ю.Л., Владимиров В.А. Создание и развитие единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС), ее подсистем и звеньев.

96. Якубов Х.Г., Sheppard S., Bembridge J., Holmstrup V., Posthuma L., Brunnok J.V., Woodiwiss F. защита окружающей среды от нефти и нефтепродуктов.

97. Benjamin T.V. "Gravity current and related phenomena", J. Fluid Mech., 1972.

98. Blokker P.C. "Spreading and evaporation of petroleum products on water", Antverpen, 1964.

99. Blokker P.C. Oil spreading on water. Deutche Gewasser kundliche Mit-teilungen, 1966, v. 10, № 4.

100. Buckmanster J. "Viscous-gravity spreading of an oil slicks", J. Fluid Mech., 1973.

101. Cochran R.A., Scott P.R. The growth of oil slicks and their control by surface chemical agents. J. petrol. Tecnol., 1971.

102. Cox R.G., Foda M. "The spreading of thin liguid films on a water air interface", J. Fluid. Mech., 1980.

103. Di Pietro N.D. "The hydrodynamics of the spreading of one liquid on surface of another". J. Fluid Mech. 1978.

104. Fay J. A. "The spreading of oil slicks on a calm sea" New York, Plenum Press, 1969.

105. Garret W.D., Barger W.R. "Factors affecting the of monomolecular surface films to control oil pollution on water", Environmental Science and Technol., 1970.

106. Hoult D.P. "Oil spreading on the sea", Ann. Rev. Fluid Mech., 1972.

107. Jeffery P.G. "Large-scale experiments on the spreading of oil at sea and its dissapearence by natural factors", Proc. Conf ofprevetion and control of oil spills, 1973, Washington.

108. Kuiper H.D. "SMOSS: a simulation model for oil slicks at sea", Dpt. Of Civil Eng. Delft Univercity of Technology, 1981.

109. Lehr W.J., Ceridge H.M., Frage R.J., Belen M.S. "Empirical studies of oil spills", "Oil petroleum polution", 1984.

110. Nichoul J.C. "A non-linear mathematical model for the transport and spreading of the oil slicks", Ecol. Modell, 1984.

111. Page M., Stamps E.' "SCOOP:Scicon's Control of Oil Pollution." -Oil&Chemical Pollution, v.3, pp.53-68 1986/1987.

112. Payne J.R., Phillips C.R. "Petroleum Splills in the Marine Environment. The Chemistry and Formation of Water-in-Oil Emilsions and Tar Balls". Lewis, Chelsea, MI, 1985.

113. Peterson S.W. Berg S.C. "Surface fractionation of multycomponents oil mixsture", Ind. Eng. Chem. Fundam., 1986.

114. Reed M., Gundlach E. "Hindcast of the Amoco Cadiz Event with a Coastal zone oil spill model" Oil & Chemical pollution, v.5, pp. 451-476, 1989.

115. Reed M., Gundlach E., Капа. T. "A Coastal Zone Oil Spill Model: Development and Sensitivity Studies." Oil & Chemical Pollution, v.5, pp. 411-449, 1989.

116. Stolzenbach K.D. et. al. A review and evolution of basic techniques for predicting the behavior of surface oil slicks MIT Ralph M.Parsons Lab. For Water Resources and Hydrodynamics Rept., 1977.

Информация о работе

Тескер, Игорь Марксович
кандидата технических наук
Москва, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Снижение геоэкологических последствий загрязнения земной поверхности при разливах углеводородного сырья и прогноз необходимых сил и средств для их ликвидации - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы