Статья: Оценка рисков возникновения и последствий разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта

Оценка рисков возникновения и последствий разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта

А.Е. Пластинин

1, О.Л. Домнина 1,

В.Н. Захаров 1,

А.М. Сафаров 2

1Волжский государственный университет водного транспорта

2Уфимский государственный нефтяной технический университет

Аннотация

В связи со значительным количеством инцидентов разливов нефти для разработки планов по их предупреждению и ликвидации последствий важную роль играет прогнозирование разливов. В данной статье авторами предлагается анализ риска загрязнения нефтью с судов в районе Чебоксарского речного порта, выполненный через определение частоты возникновения разливов нефти в районе указанного порта, оценку последствий (убытков) и обобщение полученных оценок. При этом с помощью математического моделирования разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта были разработаны регрессионные модели оценки ущербообразующих факторов и рассчитан размер вреда компонентам природной среды (воде, почве, воздуху). Результаты выполненных исследований могут быть использованы при разработке мероприятий по предотвращению или снижению неблагоприятных последствий от чрезвычайных ситуаций с учетом природно-климатических условий.

Ключевые слова: оценка риска, разлив нефти, расчет ущерба, транспортные происшествия, вред объекту окружающей среды

Assessment of risks of occurrence and consequences of oil spill in the area of the Cheboksary river port

Andrey E. Plastinin, Olga L. Domnina, Vasily N. Zakharov1, Ayrat M. Safarov

Due to the significant number of oil spill incidents, spill forecasting plays an important role in developing plans for their prevention and response. In this article, the authors propose an analysis of the risk of oil pollution from ships in the region of the Cheboksary river port. The analysis was performed by determining the frequency of oil spills in the vicinity of the specified port, assessing the consequences (losses) and summarizing the estimates. At the same time, using mathematical modeling of oil spills in the region of the Cheboksary river port, the authors developed regression models for assessing damaging factors and calculated the size of the damage to the components of the environment (water, soil, air). The results of the studies performed in this work can be used in the development of measures to prevent or reduce the adverse effects of emergency situations, taking into account the natural and climatic conditions.

Keywords: risk assessment, oil spill, damage calculation, traffic accidents, damage to the environment загрязнение нефть порт

Введение

По данным Росстата, объем добычи нефти в нашей стране продолжает расти [1]. В связи с этим могут происходить разливы нефти и нефтепродуктов. Для России это является достаточно серьезной экологической проблемой. Так, министр природных ресурсов и экологии Российской Федерации С.Е. Донской отметил, что число аварий на объектах нефтедобычи и транспортировки нефти ежегодно достигает порядка 25 тыс. инцидентов, в результате чего около 1,5 млн т нефти поступает в окружающую среду [2]. При этом, по данным нефтяных компаний, в 2018 г. произошло только 8126 разливов [3]. Такое расхождение данных говорит о том, что значительное количество разливов может скрываться. Основное количество разливов происходит в результате коррозии магистральных трубопроводов и аварий нефтеналивного флота. Причем невозможно точно указать время и место этих разливов. Часть них приходится на судоходные водные объекты, по дну которых проложены трубопроводы и возможно одновременное истечение нефти из подводного перехода магистрального нефтепровода и грузового отсека танкера.

Для разработки планов по предупреждению разливов и ликвидации их последствий важную роль играет прогнозирование разливов: идентификация мест возможного скопления нефти, вероятные маршруты ее перемещения, а также воздействие нефтяных пятен на различные компоненты природной среды (почву, атмосферный воздух, поверхностные водные объекты), на население через колодцы с питьевой водой, сельскохозяйственные угодья и др.

Целью данного исследования является оценка риска возникновения и последствий разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта. В статье предлагается анализ риска загрязнения нефтью с судов. Достижение этой цели возможно через определение частоты возникновения разливов нефти в районе указанного порта, оценку последствий (убытков) и обобщение полученных оценок.

Материалы и методы

В качестве исходных аналитических материалов для оценки рисков возникновения разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта применялись статистические данные по транспортным происшествиям за период с 1980 г. по настоящее время, предоставленные Ространснадзором Российской Федерации.

Для оценки риска последствий использовалась информационная система моделирования и анализа аварий, связанных с загрязнением окружающей среды, PISCESII.

Оценка рисков выполнялась в соответствии с руководством по безопасности "Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах" (утв. приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11 апреля 2016 года № 144) [4].

Для оценки риска последствий разливов нефти необходимо не только определение частоты возникновения чрезвычайных ситуаций, но и размеров вреда. При этом размер вреда при разливах нефти должен учитывать ущерб, нанесенный водным объектам [5], береговой черте [6; 10]; атмосферному воздуху [7; 11; 12].

Результаты и обсуждение

Анализ исходной информации

Для определения частоты аварийных событий используется статистическая информация по разливам нефти (даты и километры разливов, виды разливов и их причины, судно - источник разлива) за период с 1980 г. по настоящее время. На рис. 1-3 представлены структуры распределения транспортных происшествий (ТП) за указанный период в зависимости от вида флота, вида происшествий, их причин.

Из рис. 1 можно сделать вывод, что чаще всего в транспортных происшествиях участвовали грузовые сухогрузные (48 %) и буксирные (19 %) судна. Среди видов аварий (рис. 2) большее распространение получили связанные с ударом и посадкой судов на мель (по 24 % каждый). Основной причиной транспортных происшествий в районе Чебоксарского речного порта (рис. 3) было нарушение устава службы экипажем.

Рис. 1. Структура транспортных происшествий в районе Чебоксарского порта по видам флота

Figure 1. The structure of transport accidents in the area of the Cheboksary port by type of fleet

Рис. 2. Структура транспортных происшествий в районе Чебоксарского порта по их виду

Figure 2. The structure of transport accidents in the area of the Cheboksary port by type

Рис. 3. Структура транспортных происшествий в районе Чебоксарского речного порта по причинам аварий

Figure 3. The structure of transport accidents in the region of the Cheboksary river port due to accident causes

км. водного пути

Рис. 4. Зависимость количества ТП от участка водного пути в районе Чебоксарского речного порта

Figure 4. Dependence of the number of traffic accidents on the waterway section in the region of the Cheboksary river port

Как видно из зависимости количества транспортных происшествий от участка водного пути в районе Чебоксарского речного порта (рис. 4), наибольшее количество аварий происходит на 1185 км.

Оценка рисков возникновения разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта

Определение риска возникновения разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта выполним, используя показатель частоты возникновения транспортных происшествий [8; 9]. Результаты расчета за период с 1980 по 2018 г. сведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, наибольшая вероятность транспортных происшествий характерна для грузовых сухогрузных судов. Среди видов аварий лидирующие позиции занимают связанные с ударом и посадкой судов на мель.

Риск возникновения разливов нефти в районе Чебоксарского речного порта принимается равным частоте транспортных происшествий, связанных с затоплением судов 0,0268 год-1, поскольку указанные техногенные события всегда сопровождаются разливом нефти.

Таблица 1

Частота возникновения ТП в районе Чебоксарского речного порта

Table 1

The frequency of traffic accidents in the region of the Cheboksary river port

В качестве примера приведем сценарии разливов нефти для восточного (скорость течения 0,05 м/с, ветер восточный (90) - 5 м/c, рис. 5) и южного направлений ветра (скорость течения 0,05 м/с, ветер южный (180) - 5 м/c, рис. 6).

Рис. 5. Карта чрезвычайной ситуации на четыре часа с момента разлива нефти при восточном (90) направлении ветра [Figure 5. Map of the emergency for four hours from the moment of oil spill in the east (90) direction of the wind]

Рис. 6. Карта чрезвычайной ситуации на четыре часа с момента разлива нефти при южном (180) направлении ветра [Figure 6. Map of the emergency for four hours from the moment of oil spill in the south (180) direction of the wind]

На основании смоделированных сценариев построены регрессионные модели для оценки ущербообразующих факторов в зависимости от направления ветра и времени с момента разлива нефти.

Размер вреда водным объектам, выполненный в соответствии с методикой [5], составит У = 1,25*1,41*1,878*1,1*312 = 1135,983 млн руб.

Рис. 7. Зависимость количества испарившейся нефти от направления ветра

Figure 7. Dependence of the amount of evaporated oil on the wind direction

Рис. 8. Зависимость между длиной загрязненного берега и временем с момента разлива при северо-восточном направлении ветра (45°)

Figure 8. The relationship between the length of the polluted shore and the time since the spill in the north-east direction of the wind (45°)

Результаты расчета размера вреда при разливах нефти в районе Чебоксарского речного порта

Таблица 2

Результаты расчета размеров вреда в районе Чебоксарского речного порта, млн руб.