7434

Оценка экологического риска при авариях на магистральных нефтепроводах

Курсовая

Экология и защита окружающей среды

Оценка экологического риска при авариях на магистральных нефтепроводах ЗАДАНИЕ 1. Исходные данные к проекту: Общая характеристика населенного пункта Оценка факторов, определяющих величину ущерба ОПС при авариях на нефтепроводах О...

Русский

2013-01-23

186.5 KB

55 чел.

Оценка экологического риска при авариях на магистральных нефтепроводах

ЗАДАНИЕ

1. Исходные данные к проекту:

  1.  Общая характеристика населенного пункта;
  2.  Оценка факторов, определяющих величину ущерба ОПС при авариях на нефтепроводах;
  3.  Оценка ущерба, подлежащего компенсации, ОПС загрязнения земель нефтепродуктами;
  4.  Оценка ущерба, подлежащего компенсации, ОПС загрязнения нефтью водных объектов ;
  5.  Оценка ущерба, подлежащего компенсации, ОПС загрязнения атмосферы;
  6.  Плата за загрязнение ОПС при авариях на магистральных нефтепроводах;
  7.  Характеристика ЧС на объекте.


Реферат

Курсовая работа в виде пояснительной записки, представлена на 34 листах формата А4, содержащий 0 таблиц, 2 рисунка, 1 чертеж формата А1. При его написании использовано10 литературных источников.

АВАРИЯ, ПЛОЩАДЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ, НЕФТЕПРОВОД, ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УЩЕРБ, МАССА УГЛЕВОДОРОДОВ, ТЕМПЕРАТУРА ВЕРХНЕГО СЛОЯ ЗЕМЛИ, НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ.

Целью курсовой работы является определение экономического ущерба окружающей природной среде в результате аварий на нефтепроводе.

В ходе работы была определена степень загрязнения земель, водных объектов и атмосферы, а также был определен экономический ущерб окружающей природной среде в результате аварийных разливов нефти из-за аварии на промышленном предприятии.

В результате курсовой работы, полностью произведена оценка степени загрязнения земель, водных объектов, атмосферы при авариях на нефтепроводах. Также были оценены ущербы, подлежащие компенсации, окружающей природной среде от загрязнения нефтью и нефтепродуктами земель, водных объектов и атмосферы. Определена плата за загрязнение окружающей природной среды при аварии на магистральном нефтепроводе.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

1.1

Характеристика населенного пункта

1.2

Природно-климатические условия

2.

ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЕЛИЧИНУ ОПС ПРИ АВАРИЯХ НА НЕФТЕПРОВОДАХ

2.1

Описание и характеристика объекта

2.2

Расчет количества вылившейся нефти вследствие аварии на нефтепроводе

2.3

Оценка степени загрязнения земель

2.4

Оценка степени загрязнения водных объектов

2.5

Оценка степени загрязнения атмосферы

3.

ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОПС ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

4.

ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОПС ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

5.

ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОПС ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

6.

ПЛАТА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОПС ПРИ АВАРИЯХ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДАХ

7.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЧС НА ОБЪЕКТЕ

7.1

Природно-климатические условия района в период ЧС

7.2

Характеристика ЧС

7.3

Оценка влияния разлива нефти на территории населенного пункта

7.4

Организация действий сил и средств при локализации аварийных разливов нефти

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Приложение 1 (Задание на КР по дисциплине «Антропогенное воздействие на гидросферу» (В17)

Приложение 2 (Генплан города Хабаровска)

Введение

Основной целью данной работы является приобретение навыков принятия самостоятельных решение, а также умение охарактеризовать и оценить сложившуюся чрезвычайную ситуацию, закрепление учебного материала.

Задачей курсовой работы является прогнозирование возможных последствий аварийного разлива нефти, принятие мер по локализации разлива нефти, обеспечение безопасности населения, а также оценка факторов, определяющих величину ущерба окружающей природной среды при авариях на магистральных нефтепроводах.

Основными факторами, определяющими величину ущерба, наносимого окружающей природной среде на нефтепроводах, являются: количество вылившейся из нефтепровода нефти и распределение ее по компонентам окружающей среды; площадь и степень загрязнения земель; площадь и степень загрязнения водных объектов; количество углеводородов, выделившихся в атмосферу.

Плата за загрязнение окружающей природной среды разлившейся нефтью при авариях на магистральных нефтепроводах состоит из ущерба, подлежащего компенсации, за загрязнение земли, водных объектов и атмосферы.

В результате работы должна быть полностью охарактеризована чрезвычайная ситуация, изложены мероприятия, по локализации разлива нефти, а также полностью должен быть определен экономический ущерб окружающей природной среде в результате аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.

  1.  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА
    1.  Характеристика населенного пункта

Административный статус населенного пункта – город Хабаровск.

Плотность населения составляет 210 чел/га. Река А в городе протекает с запада на юг. Вдоль реки А проложен нефтепровод.

Определение площади района города Хабаровска вычисляется по формуле

                                                       Sжил.з.=∑Sзд,                                            (1.1)

Sзд, - площадь жилого здания, га.

Sжил.з.=

Так как площадь населения района составляет 210 чел/га, определим численность населения по формуле:

                                                    Nобщ.= Sжил.зρ,                                         (1.2)

ρ – плотность населения, для данного района ρ=210 чел/га.

Nобщ = · 210 = чел.

Таким образом, численность населения города Хабаровска составляет человек. Площадь жилой застройки составляет га. На западе от населенного пункта расположен нефтепровод, пролегающий с запада на юг, вдоль реки А. Состояние защищенности населенного пункта зависит от правильности планирования и застройки городской территории и промышленной зоны, согласно /1/, от соблюдения основных принципов нормирования и обеспечения безопасности на нефтепроводах, согласно /2/.

  1.   Природно-климатические условия

Хабаровск – административный центр Хабаровского края. Город расположен на правом берегу реки Амур. Климат умеренный, муссонный, с холодной и сухой зимой, жарким и влажным летом.

Климатические параметры согласно /1/: средняя температура января -20,7ºС, средняя температура июля +21,1ºС, среднегодовая температура +1,8ºС. Абсолютный минимум -38,9ºС, абсолютный максимум +35,7ºС.

В год выпадает в среднем 705 мм осадков.

На данной территории преобладает грунт суглинок (л), влажностью 40%.

  1.  ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЕЛИЧИНУ УЩЕРБА ОПС ПРИ АВАРИЯХ НА НЕФТЕПРОВОДАХ
    1.  Описание и характеристика объекта

Город Хабаровск расположен в Хабаровском крае. Площадь жилой застройки составляет га. Численность населения в городе составляет человек.

На нефтепроводе диаметром 500 мм в июне произошел прорыв. Вылившаяся нефть растеклась по местности и впиталась в грунт, часть попала в реку, часть распространилась по местности, большая часть нефти была собрана в земляные амбары.

  1.  Расчет количества вылившейся нефти вследствие аварии на    нефтепроводе

При аварии на нефтепроводе расчет количества нефти, вылившейся из трубопровода, производится в три этапа, определяемых разными режимами истечения: истечение нефти с момента повреждения до остановки перекачки; истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек; истечение нефти из трубопровода с момента закрытия задвижек, до прекращения утечки.

Вычислим объем V1 нефти, вытекшей из нефтепровода с момента τа возникновения аварии до момента τо остановки перекачки, которое определяется соотношением:

                                                       V1=Q1·τ1,                                                (2.1)

Для этого необходимо проверить условие 1

                                                        Q'-Q0<0                                                  (2.2)

Q' – расход нефти в поврежденном трубопроводе, м3/с;

Q0 – расход нефти в исправленном трубопроводе, м3/с.

Согласно исходным данным Q'= 0,89 м3/с, Q0= 0,72 м3/с. Тогда:

0,89-0,72= 0,17 м3/с,

0,17 м3/с > 0.

Итак, условие 1 не выполняется, следовательно проверяем условие 2:

                                                 Р2<(zm- z2) ·ρ·g,                                          (2.3)

zm – геодезическая отметка места повреждения, м;

z2 – геодезическая отметка конца аварийного участка, м;

ρ – плотность нефти, т/м3,  ρ=0,86 т/м3;

g – ускорение свободного падения, м/с2, .g = 9,81 м/с2

Р2-  давление в конце участка, Па.

 Согласно исходным данным zm= 150,20м; z2= 128,30м; Р2=3,8·105 Па. Тогда:

3,8·105<(178,80-128,30)·860·9,81,

380000<426048,30

Данное условие выполняется. Из этого следует, что Q1 = Q' = 0,89 м3/с.

Время повреждения τа и остановки τ0 насосов фиксируется системой автоматического контроля режимов перекачки. Согласно исходным данным τа=8ч 15 мин = 495 мин, τ0= 8ч 30 мин = 510 мин.

Определим продолжительность истечения нефти из поврежденного нефтепровода при работающих насосных станциях:

                                                       τ1 = τ0 - τа                                                   (2.4)

τ1= 510-495=15 мин =900с.

Итак, в соответствии с формулой (2.1) определим объем V1 нефти, вытекшей из нефтепровода с момента τа возникновения аварии до момента τ0 остановки перекачки:

V1= 0,89· 900 = 801 м3

Вычислим объем V2 нефти вытекшей из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек: для этого необходимо определить продолжительность истечения нефти с момента остановки перекачки до закрытия задвижек по формуле:

                                                      τ2 = τ0  τ3                                                   (2.5)

τ0 - время остановки насосов, τ0=8ч.30мин=30600с;

τ3 – время закрытия задвижек, τ3=9ч=32400с.

τ2= |30600-32400| = 1800с.

Для выполнения расчетов продолжительность истечения нефти                                                       τ2 с момента остановки перекачки τ0 до закрытия задвижек τ3 разбивается на элементарные интервалы τi , внутри которых режим истечения (напор и расход) принимается неизменным.

Общий объем выхода нефти из нефтепровода V2, за время τ2 = τ0  τ3  определяется как сумма  Vi  нефти,  вытекшей за элементарные промежутки времени τi              

                                                 V2 = ∑Vi = ∑Qi τi                                            (2.6)

V2 – объем нефти, вытекшей из нефтепровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек, м3 ;

Vi – объем нефти, вытекшей из нефтепровода за элементарный промежуток времени τi, м3;

Qi – расход нефти через место повреждения в промежуток времени τi, м3;

τi – элементарные интервалы времени, внутри которых режим истечения нефти принимается неизменным, согласно исходным данным τi = 0,1 ч.

Для каждого i-того элементарного интервала времени определяется соответствующий расход Qi нефти через дефектное отверстие:

                                               Qi = μ · ω · √2·g·hi ,                                        (2.7)

hi – напор в отверстии, соответствующий i-тому элементарному интервалу времени, м;

μ – коэффициент расхода нефти через место повреждения;

ω – площадь дефектного отверстия, м2, отверстие в виде круга, D (диаметр) = 0,05м, площадь = ПR2= 0,002м2 ;

g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.

Напор в отверстии hi соответствующий i-тому элементарному интервалу времени, вычисляется по формуле:

                                                  hi = zi – zm – hT – ha ,                                    (2.8)

zi – геодезическая отметка самой высокой точки профиля рассматриваемого участка нефтепровода, заполненного нефтью на i-тый момент времени, м;

zm – геодезическая отметка места повреждения, м;

hT – глубина заложения нефтепровода, м;

ha – напор, создаваемый атмосферным давлением, м.

Согласно исходным данным zi=199,80м, zm=178,80м, ha=10м, hT=2,0м. Тогда:

hi= 199,80-178,80-10-2,0=9м

Коэффициент расхода через дефектное отверстие диаметром dотв.= 0.05м, определяется в зависимости от числа Рейнольдса Re.

Число Рейнольдса Re рассчитывается по формуле

                                                 (2.9)

v - кинематическая вязкость нефти = 0,076·10-4 м2

Перепад напора h* в точке истечения зависит от давления P'=34,6·105 Па в начале участка ℓ, ρ – плотность нефти =0,86 т/м3 , гидравлического уклона i'=0,007, удаленности места повреждения от НПС x* = 30 км, глубины hT=2,0м заложения нефтепровода, напора ha= 10 м вод. ст., создаваемого атмосферным давлением, и определяется из выражения

                                                                 (2.10)

h*=(34,6·105  / 860 · 9,81) - 0,007·30000 – 2,0 = 198,12

Re = (0,05 √2·9,81·198,12)/ 0,076·10-4 =410197,40

410197,40>300000, следовательно

μ = 0,595

Qi = 0,595 · 0,002 · √2·9,81 ·9 = 0,016 м3

 V1i = 0,016 · 360 = 5,76 м3

Так как τi=0,1 ч = 6 мин = 360 сек.

Длина опорожненного участка 1i нефтепровода через элементарный промежуток времени τi вычисляется по формуле

                                                1i = 4· Vi / π · dвн2                                         (2.11)

dвн – внутренний диаметр нефтепровода, м.

Согласно исходным данным dвн = 0,4 м, тогда

1i = 4 · 5,76 / (3,14 · 0,42) = 45,86 м.

Освобожденному участку 1i соответствуют значения xi и zi , определяющие статический напор в нефтепроводе в следующий расчетный интервал времени τi+1. Полученное значение zi подставляем в формулу (2.8) и повторяем полностью расчет для интервала времени τi+1. Операция расчета повторяется до истечения времени τ2 = τ0  τ3.

Согласно Приложения 1 в пояснительной записке,

z2i=198,45 м, h2i= 7,65 м, Q2i= 0,015 м3/с, V2i= 5,25 м3, l2i= 41,80  м;

z3i=197,21 м, h3i= 6,41 м, Q3i= 0,013 м3/с, V3i= 4,80 м3, l3i= 38,22 м;

z4i=196,08 м, h4i= 5,28 м, Q4i= 0,012 м3/с, V4i= 4,32 м3, l4i= 34,40м;

z5i=195,06 м, h5i= 4,26 м, Q5i= 0,011 м3/с, V5i=  3,96 м3, l5i= 31,53м.

Объем нефти, вытекшей из нефтепровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек V2, м3, вычисляется по формуле

                                                  V2=V1i+V2i+V3i+V4i+V5i,                                (2.12)

V2 =  5,76+5,25+4,80+4,32+3,96= 24,09 м3

Определяем объем V3 нефти вытекшей из трубопровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки: в зависимости от положения нижней точки контура повреждения относительно поверхности трубы и профиля участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения, возможно и частичное их опорожнение. Дополнительный сток ∆V3, определяемый объемом участка нефтепровода с частичным опорожнением, для различных условий в зависимости от диаметра нефтепровода и данных местоположения отверстия.

Основной объем V3`, м3 , вытекающей после закрытия задвижек до прекращения самопроизвольного истечения нефти через место повреждения определяется по формуле:

                                                 V3`= П ·d2вн · 1` /4                                      (2.13)

V3` - Основной объем нефти , вытекшей после закрытия задвижек до прекращения самопроизвольного истечения нефти через место повреждения;

1` - суммарная длина участков нефтепровода между двумя перевальными точками или двумя смежными с местом повреждения задвижками, возвышенных относительно места повреждения и обращенных к месту повреждения, за исключением участков, геодезические отметки которых ниже отметки повреждения. Так как этих длин нет, то 1`=0. И соответственно V3`= 0.

Объем стока нефти из нефтепровода с момента закрытия задвижек равен:

                                                  V3 = V3` +  ∆V3,                                       (2.14)

V3 - Дополнительный сток нефти после закрытия задвижек, определяемый объемом участка с частичным опорожнением в зависимости от положения нижней точки контура повреждения относительно поверхности трубы и профиля участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения, м3.

Дополнительный сток нефти после закрытия задвижек ∆V3 определяется по формуле:

                                            ∆V3 = В· d3вн · [1/k(xi) +1/k(xj)]                       (2.15)

Рисунок 2.1- объем опорожнения участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения, ∆V3

Согласно исходным данным и рисунку 2.1 произошел прорыв по нижней образующей в 45º. Тогда α = 2,355 рад, В=0,203 согласно рисунку 2.2

K(xi(j)) = | (Zx*-Zi(j))/( Xx*-Xi(j))|

Рисунок 2.2 – Профиль участка нефтепровода, примыкающего к месту повреждения

Согласно исходным данным Zx*= 178,8 м; Zi = 191,8м; Zj=170,3м; Xx*=30000м, Xi =29000м, Xj=31000м.

K(xi) = | (Zx*-Zi)/( Xx*-Xi)|= | (178,8-191,8)/(30000-29000) |= 0,013

K(xj) = | (Zx*-Zj)/( Xx*-Xj)|= | (178,8-170,3)/(30000-31000) |= 0,009

V3 = 0,203 · 0,43 · [ 1/0,013+1/0,009] = 2,44 м3

V3 = V3= 2,44 м3

Общий объем вылившейся при аварии нефти определяется суммой объемов истечения нефти с момента возникновения аварии до прекращения утечки:

                                                     V = V1 + V2 + V3                                                          (2.16)

V = 801 + 24,09 + 2,44 = 827,53 м3

Общая масса вылившейся при аварии нефти, определяется по формуле:

                                                              М=ρ·V,                                            (2.17)

ρ – плотность нефти, т/м3.

Согласно исходным данным ρ=0,86 т/м3 ; V – общий объем, м3 .

М = 0,86 · 827,53 = 711,68 т.

  1.  Оценка степени загрязнения земель.

Степень загрязнения земель определяется нефтенасыщенностью грунта. Нефтенасыщенность грунта или количество нефти (масса Мвп  или объем Vвп ), впитавшейся в грунт определяется по формуле:

                                                       Мвп = kн ·ρ · Vгр ,                                   (2.18)

kн – коэффициент нефтеемкости грунта. Принимается в зависимости от его влажности;

Vгр – объем нефтенасыщенного грунта, м3 ;

ρ – плотность нефти,  т/м3, ρ=0,86 т/м3.

Объем впитавшийся в грунт нефти определяется по формуле:

                                                         Vвп = kн · Vгр                                                              (2.19)

Объем нефтенасыщенного грунта вычисляется по формуле:

                                                    Vгр = Fгр · hср                                                                     (2.20) Fгр – площадь нефтенасыщенного грунта, м2 ;

hср – средняя глубина пропитки на всей площади нефтенасыщенного грунта, м.

Согласно исходным данным hср = 0,2м, площадь нефтенасыщенного грунта Fгр = 20000 м2, грунт суглинок легкий влажностью 40%, тогда kн = 0,28.

Vгр = 20000 · 0,2 = 4000 м3

Мвп = 0,28 · 860 · 4000 = 963200 кг = 963,2т

Vвп = 0,28 · 4000 = 1120 м3

  1.  Оценка степени загрязнения водных объектов.

Степень загрязнения водных объектов определяется массой растворенной или эмульгированной в воде нефти.

Согласно исходным данным, скорость движения воды в реке V=0,25 м/с, следовательно, масса нефти, загрязняющей толщу воды, вычисляется по формуле:     

                                   Мн.в.к = 8,7 · 10-4·Мр · (Сн - Сф)                              (2.21)

Мн.в.к  масса растворенной или эмульгированной нефти, загрязняющей водоток, т;

Мр – масса нефти, разлитой на поверхности водного объекта, г/м3;

Сн – концентрация насыщения растворенной или эмульгированной нефти в поверхностном слое водного объекта, г/м3;

Сф – фоновая концентрация растворенной или эмульгированной нефти в водном объекте на глубине 0,3м вне зоны разлива, г/м3.

Концентрация насыщения растворенной или эмульгированной нефти Сн принимается в зависимости от типа водного объекта. Так как тип водного объекта – водоток (река А), то Сн=122 г/м3.

Массу нефти Мр, т, разлитой на поверхности водного объекта определим, используя метод инструментальных измерений.  

                Мр=(mр-mфFн·10-6+(СрфVр·10-6     (2.22)

mр – удельная масса разлитой нефти на 1м2 поверхности воды, г/м2;

mф – удельная масса фоновой нефти на 1м2 свободной от разлива поверхности воды, г/м2;

Fн – площадь поверхности воды, покрытая разлитой нефтью, м2;

Vр – объем воды, в котором к моменту инструментальных измерений растворилась разлитая нефть, м3.

Согласно исходным данным mр=75г/м2; mф=0,02г/м2; Fн=40000м2; Ср=4,5г/м3; Сф=0,03г/м3.

                          Vр=0,3·Fн        (2.23)  

Vр = 0,3 · 40000 = 12000 м3, тогда:

Мр = (75-0,02) · 40000 ·10-6 + (4,5 – 0,03) · 12000 ·10-6 = 3,04т

Согласно формуле (2.21):

Мн.в.к= 8,7·10-4 · 3,04 · (122 - 0,03) = 0,32т

Масса пленочной нефти, оставшейся на водной поверхности после проведения обязательных мероприятий по ликвидации последствий разливов нефти, вычисляется по формуле

                Мпл.ост.=mпл.ост.·Fн.ост           (2.24)  

mпл.ост. – удельная масса пленочной нефти на 1м2 поверхности воды после завершения сбора разлитой нефти, г/м2;

Fн.ост. – площадь поверхности воды, покрытая пленочной нефтью после завершения мероприятий по ликвидации разлива нефти, м2.

Согласно исходным данным mпл.ост.=0,4г/м2; Fн.ост.=Fгр=40000м2, тогда

Мпл.ост.=0,4·40000=16000гр=0,016 т

Масса нефти, принимаемая для расчета платы за загрязнение водного объекта при авариях на магистральных нефтепроводах, Му, вычисляется по формуле        

   Муипл.ост          (2.25)

Ми – масса испарившихся летучих низкомолекулярных углеводородов нефти.

Согласно расчетам, приведенным в пункте 2.5, Ми=63,30т, Мпл.ост.=0,016 т, тогда

Му=63,30т.+0,016=63,32т

  1.  Оценка степени загрязнения атмосферы.

Степень загрязнения атмосферы вследствие аварийного разлива нефти определяется массой летучих низкомолекулярных углеводородов, испарившихся с покрытой нефтью поверхности земли или водоема.

Масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью, вычисляется по формуле

                         Ми.п=qи.п·Fгр·10-6    (2.26)

Ми.п – масса летучих низкомолекулярных углеводородов нефти, испарившихся с поверхности почвы, т;

qи.п – удельная величина выбросов углеводородов с 1м2 поверхности нефти, разлившейся на земле, г/м2;

Fгр – площадь нефтенасыщенного грунта, м2, Fгр=20000м2.

Удельная величина выбросов qи.п принимается в зависимости от следующих параметров: плотности нефти ρ, средней температуры поверхности испарения tп.и, толщины слоя нефти на дневной поверхности земли σп, продолжительности процесса испарения свободной нефти с дневной поверхности земли τи.п.

Средняя температура поверхности испарения tп.и, °С, определяется по формуле                

    tп.и=0,5·(tп+tвоз)     (2.27)

tвоз – температура воздуха, °С;

tп – температура верхнего слоя земли, °С.

Согласно исходным данным tп=8°С, tвоз=13°С, τи.п=48ч, σп=0,03м, ρ=0,86т/м3 

                                       tп.и=0,5·(8+13)=10,5°С.

Исходя из этих данных, qи.п=2394г/м2, тогда

Ми.п=2394·20000·10-6=47,88т.

Масса углеводородов, испарившихся в атмосферу с поверхности водного объекта, покрытой нефтью, определяется по формуле

                   Ми.в=qи.в·Fн·10-6          (2.28)

qи.в – удельная величина выбросов с 1м2 поверхности нефти, разлившейся на воде, г/м2;

Fн – площадь поверхности реки, покрытая разлитой нефтью, м2, Fн=40000м2.

Удельная величина выбросов qи.в принимается в зависимости от следующих параметров: средней температуры поверхности испарения на воде tи.в , °С, толщины слоя нефти на поверхности воды σв, м, плотности нефти ρ, т/м3, продолжительности процесса испарения плавающей на водной поверхности нефти, ч.

Средняя температура поверхности испарения на воде tи.в°С, вычисляется по формуле  

 tи.в=0,5·(tв+tвоз)     (2.29)

tв – температура верхнего слоя воды, °С;

tвоз – температура воздуха, °С.

Согласно исходным данным tв=8°С, tвоз=13°С, τи.в=48ч, ρ=0,86т/м3.

tи.в=0,5·(8+13)=10,5°С.

Толщина слоя плавающей на водной поверхности нефти σв вычисляется по формуле

          σв= Мр /Fн· ρ          (2.30)

σв =3,04/40000·0,86=6,5·10-5 м

Исходя из этих данных, qи.п=257г/м2, тогда

Ми.в=257·40000·10-6=15,42т.

Масса нефти, принимаемая для расчета платы за выбросы углеводородов нефти в атмосферу при авариях на магистральных нефтепроводах Ми, т, вычисляется по формуле:

                                           Мии.пи.в,                                             (2.31)

Ми.п - масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью,т;

Ми.в - масса углеводородов, испарившихся в атмосферу с поверхности водного объекта, покрытой нефтью, т, тогда:

                                   Ми=47,88+15,42=63,30т.

  1.  ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

В соответствии с /1/, ущерб Уз от загрязнения земель нефтью определяется по формуле

                  Узс·Fгр·Кп·Кв·Кэ(i)·Кг      (3.1)

Нс – норматив стоимости сельскохозяйственных земель. Для Хабаровского края согласно Приложения 3.1 /2/, принимаем Нс=1448 тыс.руб/га;

Кп – коэффициент пересчета в зависимости от периода времени по восстановлению загрязненных сельскохозяйственных земель. Для городских территорий время самовосстановления загрязненных земель составляет 5 лет, согласно Приложения  3.2 /2/, Кп=3,8;

Кв – коэффициент пересчета в зависимости от степени загрязнения земель нефтью. Степень загрязнения земель очень сильная, согласно Приложения 3.3 /2/ ,  Кв=2;

Кэ(i) – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости территории i-ого экономического района. Экономический район – Дальний Восток, тогда согласно Приложения 3.4 /2/,  Кэ(i)=1,1;

Кг – коэффициент пересчета в зависимости от глубины загрязнения земель, согласно Приложения 3.5 /2/,  Кг=1,0;

Fгр – площадь нефтенасыщенного грунта, м2, Fгр=20000м2=2,0га, тогда

Уз=1448·2,0·3,8·2,0·1,1·1,0=24210 тыс.руб=24,21 млн. руб.

4 ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Расчет ущерба окружающей природной среды от загрязнения водных объектов нефтью при аварийных разливах выполняется по формуле

                            Ук.в=5·Ки·Св·Му      (4.1)

Ки – коэффициент инфляции. Согласно исходным данным Ки=4,9;

Св – ставка платы за загрязнение поверхностного слоя водного объекта одной тонной растворенной и эмульгированной нефти в пределах установленного лимита, руб/т;

Му - масса нефти, принимаемая для расчета платы за загрязнение водного объекта при авариях на магистральных нефтепроводах, согласно формуле (2.31) Му= 234,38т.

Ущерб, подлежащий компенсации, Ук.в, рассчитывается как плата за сверхлимитный сброс загрязняющих веществ с применением повышающего коэффициента 5.

Ставка платы за загрязнение поверхностного слоя водного объекта одной тонной растворенной и эмульгированной нефти в пределах установленного лимита Св вычисляется по формуле

                                Свб.в·Кэ.в                (4.2)

Нб.в – базовый норматив платы. Согласно Приложения 4.1 /2/, принимаем сброс нефтепродуктов в пределах установленных лимитов Нб.в=221750 руб;

Кэ.в – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояний водных объектов по бассейнам морей и основных рек. Согласно Приложения 4.2  /2/, принимаем Кэ.в=1,0, тогда

Св=221750·1,0=221750руб/т,

Ук.в=5·4,9·221750·63,32=344009645 руб=344,01 млн.руб.

5 ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НЕФТЕПРОДУКТАМИ

Расчет ущерба окружающей природной среды от выбросов углеводородов нефти в атмосферу при аварийных разливах вычисляется по формуле                 

  Ук.а=5·Ки·Са·Ми       (5.1)

Ки – коэффициент инфляции. Согласно исходным данным Ки=4,9;

Са – ставка платы за выброс одной тонны углеводородов в атмосферу в пределах установленного лимита, руб/т;

Ми – масса испарившихся летучих низкомолекулярных углеводородов нефти, Ми=63,30 т.

Ставка платы за выброс одной тонны углеводородов в атмосферу в пределах установленного лимита Са вычисляется по формуле

                     Саб.а·Кэ.а         (5.2)

Нб.а – базовый норматив платы принимается в соответствии с Приложением 5.1 /2/. Выбросы низкомолекулярных летучих углеводородов производятся в пределах установленных лимитов, Нб.а=50руб;

Кэ.а - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояний атмосферы территорий экономических районов Российской Федерации (Дальний Восток), Кэ.а=1,0, тогда:

Са=50·1,0=50 руб/т,

Ук.а=5·4,9·50· 63,30=77542,5 руб.

6  ПЛАТА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ АВАРИЯХ НА СНПО

Плата за загрязнение окружающей природной среды разлившейся нефтью при авариях на магистральных нефтепроводах П складывается из ущерба , подлежащего компенсации, за загрязнение земли, водных объектов и атмосферы

                              П=Узк.вк.а        (6.1)

П=24210000 + 344009645 +77542,5 = 368 297 187,50 руб.

7 ХАРАКТЕРИСТИКА ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ, СЛОЖИВШЕЙСЯ НА ТЕРРИТОРИИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

7.1 Природно-климатические условия района в период чрезвычайной ситуации

Город Хабаровск находится в южной части Хабаровского края. Является административным центром Дальнего Востока. Преобладает гористый рельеф. Климат умеренный, муссонный с холодной и сухой зимой, жарким и влажнымлетом. Глубина промерзания грунта 2,65 м. В год выпадает в среднем 705 мм осадков. В черте города протекает река, являющаяся важным водоисточником. Вода из реки используется для хозяйственно-питьевых и хозяйственно-бытовых нужд,  температура на поверхности воды составляет 8°С.

В районе места аварии преобладает грунт суглинок легкий, влажностью 40%, температура верхнего слоя земли составляет 8°С. Температура воздуха 13°С.

7.2 Характеристика чрезвычайной ситуации

На магистральном нефтепроводе диаметром 500 мм в 8ч 15мин произошел порыв. Вылившаяся нефть растеклась по местности и впиталась в грунт, часть попала в реку, часть распространилась по местности, большая часть нефти была собрана в земляные амбары.

Порыв нефтепровода произошел  по нижней образующей в 45° от вертикальной оси, в форме круга, D= 0,05 м.

Общий объем V, м3, вылившейся нефти при аварии, согласно формуле (2.16) составляет 827,53 м3.

Общая масса М, т, вылившейся при аварии нефти, согласно формуле (2.17), составляет 711,68 т.

Масса, впитавшейся в грунт нефти Мвп, согласно формуле (2.18), составляет 963,2 т.

Объем, впитавшейся в грунт нефти Vвп, м3, согласно формуле (2.19), составляет 1120 м3.

Объем нефтенасыщенного грунта Vгр, м3, согласно формуле (2.20), составляет 4000,0 м3.

Масса нефти, загрязняющей толщу воды Мн.в.к, т, согласно формуле (2.21), составляет 0,32 т.

Масса нефти Мр, т, разлитой на поверхности водного объекта, согласно формуле (2.22), составляет 3,04 т.

Масса пленочной нефти, оставшейся на водной поверхности после проведения обязательных мероприятий по ликвидации последствий разливов нефти Мпл.ост., т, согласно формуле (2.24), составляет 0,016 т.

Масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью Ми.п, т, согласно формуле (2.26), составляет 47,88т.

Масса углеводородов, испарившихся в атмосферу с поверхности водного объекта, покрытой нефтью Ми.в, т, согласно формуле (2.28), составляет 15,42т.

Плотность вылившейся нефти ρ в результате разлива нефтепродуктов, согласно исходным данным, составляет 0,86 т/м3, кинематическая вязкость ν = 0,076·10-4 м2/с; площадь нефтенасыщенного грунта Fгр=20000м2, земляного амбара Fа = 0 м2, площадь поверхности реки, покрытая разлитой нефтью Fн=40000 м2.

Площадь аварийного разлива нефти Sав. определяется по формуле

    Sав.=Sгр+Sа+Sн         (7.1)

Sав.=2,0+0+4,0=6,0 га.

Вероятное перемещение нефти по реке – по течению, с севера  на юг.

Разливы нефти и нефтепродуктов, согласно /5/, относятся к чрезвычайным ситуациям. Ликвидация чрезвычайной ситуации осуществляется в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Чрезвычайные ситуации, связанные с разливом нефти и нефтепродуктов, классифицируют в зависимости от объема и площади разлива нефти и нефтепродуктов на местности. Общий объем V, м3, вылившейся нефти при аварии, согласно формуле (2.16) составляет 827,53 м3. Общая масса М, т, вылившейся при аварии нефти, согласно формуле (2.17), составляет 711,68т. Данная чрезвычайная ситуация в соответствии с классификацией /5/, относится к территориальной.

7.3 Оценка влияния разлива нефти на населенный пункт, объекты жизнеобеспечения  и окружающую среду

Жилые кварталы расположены на значительном расстоянии от места аварии, границы разлива нефти и нефтепродуктов не охватывают территорию жилой застройки. Эвакуация населения в безопасные районы не требуется, но для обеспечения безопасности при ликвидации разлива необходимо установить запретную зону на расстоянии 0,5 км от зоны разлива нефти.

Разлив нефти и нефтепродуктов оказал вредное воздействие на окружающую природную среду. В результате аварии, в грунт впиталось 963,2 т , что в последствии может повлиять на деградацию плодородного слоя почв. Масса нефти, загрязняющей толщу воды составила 0,32 т, что впоследствии может повлиять на гибель отдельных видов рыб. Масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью составила 47,88т, масса углеводородов, испарившихся в атмосферу с поверхности водного объекта, покрытой нефтью 15,42т, что повлияло на загрязнение атмосферного воздуха и ухудшение здоровья населения.

 7.4 Организация ликвидации аварийных разливов нефти

Мероприятия по ликвидации последствий разлива нефти  должны обеспечивать наибольшее значение общей экологической выгоды. Избранные стратегии должны быть направлены на максимально возможную очистку от разлитой нефти и обеспечивать минимально возможный ущерб окружающей среде. Предпринимаемые меры должны быть нацелены на территории и ресурсы, для которых характерна наименьшая способность к восстановлению. Материал и персонал должен использоваться эффективно и количество отходов должно быть сведено к минимуму.

Мероприятия по ликвидации последствий разлива нефти  назначаются в соответствии с типом водного объекта (река А) и временем года (июнь).

Методы реагирования для реки в отсутствии льда при медленном течении (V=0,25 м/с):

1) к рекомендуемым методам относятся использование локализующих бонов и сбор нефти; использование заградительных или отклоняющих бонов; применение сорбирующих бонов; барьеры и дамбы; сбор нефти при помощи скиммеров;

2)  к условно-рекомендуемым методам относится использование сорбентов.

Мероприятия реагирования на суше по ликвидации разливов нефти предусматривают:

1) защита реки, а также береговой линии от негативного воздействия разлитой нефти;

2) очистка загрязненных нефтью участков береговой линии;

3) очистка реки  от загрязнения нефтью;

4) очистка участков земной поверхности, загрязненной  разлитой нефтью.

Методы реагирования на берегу реки.

Условно-рекомендуемыми методами сбора нефти на берегах является естественная очистка, ручная уборка, вырубка или удаление загрязненной растительности, смыв нефти при низком давлении и сжигание нефти на месте разлива. При использовании метода естественной очистки, предполагается, что очистка не даст никакой общей экологической выгоды, разложение нефти произойдет достаточно быстро, восстановление природной среды также произойдет достаточно быстро. При ручной уборке необходим постоянный контроль качества работы групп по очистке, а также контроль доступа на место проведения работ. При поросших земляных берегах методы смыва нефти при низком давлении и сжигание нефти на месте разлива не используются.

Методы реагирования при загрязнении грунта.

Согласно исходным данным на территории аварийного разлива преобладает суглинок легкий. Условно рекомендуемыми методами очистки являются: естественная очистка, вакуумный сбор нефти, обработка загрязненного грунта, затопление, смыв воды при низком давлении, биологическая очистка (аэрация). Рекомендуемыми методами очистки являются: ручная уборка, механический сбор нефти, использование сорбентов.

Для ликвидации загрязненного нефтью грунта (Fгр=20000м2) механическим способом выдвигается одна аварийная бригада в составе 20 человек и 1 руководитель группы, оснащенная различной техникой (грейдеры, фронтальные погрузчики, бортовые машины) и одна вспомогательная группа ручной очистки в составе 3 человек во главе с руководителем для ручной уборки. Группа оснащена лопатами (25шт), граблями (25шт), комплектами защитных комбинезонов (25шт), парами перчаток (25шт). Очистка проводится параллельно береговой линии для уменьшения возможной эрозии. Необходимо исключить проезд автомобильного транспорта через загрязненные нефтью участки. После механической и ручной уборки необходимо применение сорбентов. Использованные сорбенты не должны попадать в зоны, где затруднена их регенерация или они могут представлять опасность. Необходим контроль работы групп для предотвращения чрезмерного применения сорбентов. Сорбенты могут быть регенерированы и вторично использованы. При использовании сорбентов личному составу необходимо использовать средства индивидуальной защиты.

Мероприятия по реабилитации территорий и объектов, загрязненных в результате аварийного разлива нефти.

Восстановление объектов, подвергшихся воздействию разлива нефти,  включает меры очистки почв и подземных вод. В данном случае разрабатывается долгосрочный план восстановительных мероприятий. Этот план согласуется с уполномоченными государственными органами. К разработке долгосрочного плана необходимо привлечь специалистов по восстановлению почв и подземных вод.

Процесс реабилитации территорий, загрязненных в результате аварийных разливов нефти, включает:

- удаление из состава почвы нефтепродукта;

- рекультивацию земель (технический и биологический этап).

Удаление из состава почвы нефтепродукта производится на этапе ликвидации последствий аварийного разлива путем создания ям-накопителей, нанесением сорбента на зеркало нефтепродукта.
         
Рекультивация загрязненных нефтью земель проводится в несколько стадий. Сроки и стадии рекультивации определяются в соответствии с уровнем загрязнения, климатическими условиями. Выделяется два уровня загрязнения:

-    умеренное загрязнение, которое может быть ликвидировано путем активизации процессов самоочищения агротехническими приёмами (внесением удобрений, поверхностной обработкой и глубоким рыхлением);

-    сильное загрязнение, которое может быть ликвидировано путем проведения специальных мероприятий, способствующих созданию аэробных
условий и активизации углеводородокисляющих процессов.

На сильно загрязненных нефтепродуктами участках для ускорения процесса биодеградации нефтепродуктов вносятся биологические препараты, имеющие разрешение государственных служб к их применению.

На техническом этапе происходит выветривание нефти, испарение и частичное разрушение легких фракций, фотоокисление нефтяных компонентов на поверхности почвы, восстановление микробиологических сообществ, развитие нефтеокисляющих микроорганизмов, частичное восстановление сообщества почвенных животных. Часть компонентов превращается в твёрдые продукты, что улучшает водно-воздушный режим почвы. Аэрация и увлажнение почвы в значительной мере способствуют интенсификации этих процессов, снижению концентрации нефти и более равномерному её рассеиванию. 

Биологический этап включает две стадии - пробный посев трав и фитомелиоративный с внесением минеральных удобрений и посевом устойчивых к загрязнению многолетних трав.

При умеренном загрязнении проводится только технический этап рекультивации в расчёте на самоочищение почвы,  учитывая глинистый состав почвы, проводится рыхление, преимущественно в виде отвальной обработки почвы на глубину до 20 см. Эти участки остаются в течение технического этапа рекультивации в виде пара (пахотный участок без посева). Там, где рыхление может привести к появлению эрозии, на загрязнённых нефтепродуктами участках проводится поверхностная обработка на глубину 8-10 см с оставлением необработанных полос шириной 2-3м поперёк направлений господствующих ветров. В течение технического этапа периодически проводится увлажнение загрязнённых участков.

Внесение удобрений проводится с целью интенсификации жизнедеятельности микробных сообществ в почве и увеличения биомассы растений, что в свою очередь, способствует усилению процессов восстановления земель.

Приёмка рекультивируемых земель осуществляется после письменного извещения о завершении работ по рекультивации в органы местного самоуправления (Постоянной Комиссии по вопросам рекультивации земель).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы  была посчитана площадь населенного пункта и численность населения; определено количество вылившейся нефти в результате порыва линейной части магистрального нефтепровода; проанализирована чрезвычайная ситуация. Оценены факторы, определяющие величину ущерба окружающей природной среде. Была дана оценка экономического ущерба,  подлежащего компенсации, окружающей природной среде от загрязнения нефтью земель, водных объектов и атмосферы. Также была определена плата за загрязнение окружающей природной среды при аварии на магистральном нефтепроводе. Приведены мероприятия по локализации разлива нефти.

В результате работы был определен экономический ущерб окружающей природной среде при аварийном разливе нефти из-за аварии на магистральном нефтепроводе, были приняты меры по локализации разлива нефти и мероприятия по реабилитации территории и объектов.

В процессе работы был закреплен учебный материал и углублены теоретические знания.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1.  Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах., ИПТЭР, 1996г.
  2.  Методическое пособие по курсовой работе по дисциплине «Антропогенное воздействие на гидросферу», 2008г.
  3.  СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология»
  4.  Постановление Правительства Российской Федерации от 28.08.92 г. № 632 « Об утверждении порядка определения платы и ее предельных размеров за загрязнение окружающей природной среды, размещение отходов, другие виды вредного воздействия».
  5.  Постановлением Правительства Российской Федерации от 21.08.2000 г. № 613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов».
  6.  Антипьев В.Н., Архипов В.П., Земенков Ю.Д. Определение количества нефти, вытекшей из поврежденного трубопровода при работающих насосных станциях //НТИС/ВНИИОЭНГ. Сер. «Нефтепромысловое дело и транспорт нефти». – 1985. – Вып.9. – С.43-35.
  7.  РД 39-0177098 – 015 – 90. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтепрома.
  8.  Руководство по методам химического анализа морских вод. – Л.: Гидрометеоиздат, 1997.
  9.  Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. – М.: Роскомзем. 1993.
  10.  Альтштульц А.Д. Гидравлические сопротивления. – М.: Недра, 1972.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

973. Анализ норматива оборотных средств предприятия 46.5 KB
  Определение потребности предприятия в оборотных средствах и анализ показателей использования оборотных средств, отражающих скорость оборачиваемости этих средств в процессе производства и реализации продукции.
974. Безопасность жизнедеятельности 177.5 KB
  История возникновения БЖД. Определение, цели, задачи, предметы изучения науки БЖД. Загрязнение среды обитания. Виды, источники и уровни негативных производственной и бытовой среды. Влияние параметров микроклимата на самочувствие человека.
975. Методи та способи запису інформації 305.5 KB
  Поняття документування, методу і способу запису інформації. Розвиток способів і засобів запису інформаці. Кодування інформації. Знаковий метод фіксування інформації. Фотодокументування, кінодокументування, відеозапис, фоно(аудіо)документування, його особливості та сфери застосування. Документування із використанням електронно-обчислювальної техніки.
976. Міжнародна кримінальна відповідальність фізичних осіб 512 KB
  Створення військових трибуналів ad hoc як етап становлення міжнародної кримінальної відповідальності фізичних осіб. Універсальні механізми регулювання міжнародної кримінальної відповідальності фізичних осіб. Порядок притягнення фізичних осіб до міжнародної кримінальної відповідальності. Міжнародний кримінальний суд як головний орган у сфері міжнародної кримінальної відповідальності.
977. Планирование основных показателей работы предприятия 506 KB
  Содержание внутрифирменного планирования как функции управления промышленным предприятием. Актуальность планирования на современных машиностроительных предприятиях. План производства и реализации продукции. Расчет потребности предприятия в сырье, полуфабрикатах, основных материалах, вспомогательных материалах.
978. Завод дорожных плит производительностью 70 тысяч метров кубических в год 3.25 MB
  Технико-экономическое обоснование местоположения и мощности проектируемого предприятия. Охрана окружающей среды при производстве строительных материалов, изделий и конструкций. Экономическая оценка природоохранных мероприятий проектируемого предприятия. Архитектурно- планировочное и конструктивное решение проектируемого корпуса. Теплотехнический расчет щелевой пропарочной камеры. Хранение и дозировка комплексной добавки СУПЕРПЛАСТ С-3.
979. Транспортно-финансовый план автотранспортного предприятия 1.82 MB
  Расчет опорной производственной программы предприятия, определение финансовых результатов производственной деятельности АТП, разработка организационно-технических мероприятий, направленных на повышение эффективности работы предприятия и достижения поставленных целей, расчет проектируемой производственно программы для предприятия.
980. Аналіз економічного та соціального розвитку в Україні та місті Харкові 1021 KB
  Огляд теоретичних основ, становлення та проблематика місцевого самоврядування в Україні та м. Харкові. Стратегії та технології в системі планування та управління містом. Аналіз програми економічного і соціального розвитку м. Харкова на 2005 рік.
981. Система энергоснабжения подводного аппарата привязного типа 1.01 MB
  Энергоснабжение привязного малогабаритного телеуправляемого подводного аппарата, предназначенного для решения широкого круга задач – от макетирования новых элементов в структуре подводного аппарата до проведения обзорных и поисково-спасательных работ.