Чрезвычайные ситуации → Эколого-экономическая деятельность предприятий → Пожары и взрывы при чрезвычайных ситуацияхЧрезвычайные ситуации → Эколого-экономическая деятельность предприятий → Пожары и взрывы при чрезвычайных ситуацияхЧрезвычайные ситуации → Эколого-экономическая деятельность предприятий → Пожары и взрывы при чрезвычайных ситуацияхВыше уже были рассмотрены ситуации, связанные с возгоранием нефти и нефтепродуктов при добыче, переработке и транспортировке нефти. Приведем еще один возможный сценарий нефтяного загрязнения, приводящего к пожарам, - это образование судовых факелов. В работе исследуется образование судовых факелов при двух разных типах погранслоя, наблюдавшихся в период эксперимента MAST (Military Applications of Ship Tracks) вблизи побережья Калифорнии.
Изучение проводилось путем численного моделирования структуры погранслоя, переноса судовых выбросов и их взаимодействия. Рассмотрены два вида погранслоя: хорошо перемешанный и со слоистой структурой. Показано, что судовые выбросы быстро переносятся в облачный слой в случае перемешанного погранслоя, в то время как при погранслое со слоистой структурой их перенос подавляется в переходном подоблачном слое. Различия в переносе выбросов для разных условий в погранслое предполагают влияние суточного хода солнечной радиации, которая изменяет устойчивость погранслоя. Выдвинута гипотеза, что при прочих равных условиях образование судовых факелов происходит преимущественно в утренние и вечерние часы, когда влияние радиации минимально.
В серии экспериментов исследовалось влияние дополнительной плавучести вследствие выделенного судами тепла, мощности подоблачного переходного слоя и подоблачного насыщения. Дополнительное тепло может увеличить количество выброшенных веществ в облачный слой. Уменьшение температуры в подоблачном слое будет приводить к подъему уровня конденсации и увеличению плавучести судовых факелов в связи с реализацией скрытого тепла. В погранслое со слоистой структурой важными факторами, влияющими на распространение факела, являются приземные потоки тепла и влаги, а также испарение мороси.
Пожары, не зависимо от причины их возникновения, могут приводить к катастрофическим последствиям, особенно, если выгорают значительные лесные угодия, что наносит колоссальный экологический ущерб ОС, когда вместо зеленых зарослей, обеспечивающих людям и всему живому кислород, образуются громадные массивы земель, не пригодных к хозяйственному использованию. При этом, как правило, выгорает пахотный слой, а па поверхности образуются продукты горения. Поэтому одной из важных современных задач для решения проблем по охране окружающей среды является не только установление и описание фактов и причин ее деградации или загрязнения, но и ее восстановление.
Из всех многочисленных проблем более актуальной является рекреационная, в том числе рекультивация почвы, деградированной вследствие лесных пожаров, нефтезагрязнения, интенсивной химизации земледелия и т.д. В частности, установлено, что в результате пожаров на длительный период утрачивается углерод-депонирующая функция и усиливается эмиссионная способность почвы. Не говоря о гибели всего живого на земной поверхности в процессе горения лесных массивов, лугов и торфяного слоя, разрушению подвергается и сама экосистема почвы в целом. Однако научные исследования во всем мире достигли такой стадии, когда можно предлагать и начинать применять оперативные системы мониторинга и картографирования лесных пожаров, используя космические данные наблюдений земной поверхности, и моделировать аэрозольные и газовые выбросы.
Канадский Центр Дистанционного Зондирования и Канадская Служба Леса совместно разрабатывают и реализуют систему мониторинга, картографирования и моделирования пожаров отечественных лесов, называемую FIRE МЗ. Эта система использует данные спутника NOAA AVHRR для обнаружения горячих точек пожаров и наблюдения за их изменениями с помощью датчиков AVHRR, SPOT, VEGETATION и HRV, а также Landsat Thematic Mapper для картографирования прогоревших территорий в конце сезона пожаров. При моделировании используется информация о погоде и типах топлива, которая может быть получена из данных наземных наблюдений, а также о смоделированном и наблюденном поведении огня для оценки эмиссии аэрозолей и парникового газа.
Параллельно, Европейским объединенным центром исследований, Ispra (Италия) разрабатывается так называемая Всемирная Сеть Пожаров. Она состоит из сети приемных станций, а также специализированного программного обеспечения для обнаружения расположения горячих точек и картографирования прогоревшей области. Это обеспечивает механизм создания системы глобального мониторинга пожаров в форме звеньев, соединяющих узловые пункты. В статье показывается возможность соединения самых лучших качеств системы FIRE МЗ с Всемирной Сетью Пожаров для достижения одной из целей Глобального наблюдения лесного массива.
Кратко о взрывах. Многие работы, рассматривающие катастрофы, вызванные взрывами, содержат математический аппарат, моделирующий процессы возникновения и протекания взрыва. Так, в работе, анализируется ряд сложных моделей и предлагается упрощенная математическая модель СЕВАМ (Computational Explosion and Blast Assessment Model), позволяющая произвести расчет параметров распространения взрыва облака паров, содержащего взрывоопасные компоненты. Представлено и проанализировано несколько моделей, описывающих процессы рассматриваемого класса, и рассмотрена методика создания новой упрощенной модели этих процессов.
Проводится сравнение эффективности использования различных математических моделей. Полученные с использованием предложенной упрощенной модели результаты сравниваются с соответствующими показателями, найденными при экспериментальных исследованиях. Обсуждены результаты, полученные при проведенных исследованиях. Отмечено, что предложенная модифицированная модель учитывает такие факторы, как форму облака взрывоопасных паров и динамику распространения пламени в этом облаке.
Анализ статистики аварийных взрывов в зданиях различного назначения показывает, что в большинстве случаев реальные нагрузки па строительные конструкции в 3-12 раз превышают предельно допустимые. Следствием этого является разрушение зданий и, зачастую, гибель людей. В Московском государственном строительном университете разработай метод взрывозащиты зданий, сводящий аварийные ситуации к «хлопку» с сохранением несущих конструкций здания.
Эти методы основаны па решении обычного дифференциального уравнения, описывающего динамику изменения давления внутри помещения при взрывах в зависимости от параметров горючей смеси и условий протекания взрывов. Определение взрывных нагрузок производится при наиболее опасных вариантах распределения горючих смесей в рассматриваемых помещениях. Метод проиллюстрирован примером оценки взрывоустойчивости здания водородной компрессорной установки па одном из нефтеперерабатывающих заводов.
Перечисление экологических катастроф было бы не полным без картины землетрясений, обусловленных инженерной деятельностью человека. В статье рассмотрена взаимосвязь ряда землетрясений, связанных с созданием плотин, ведением горных работ, включая нефте- и газодобычу. Обращено внимание па связь технологических землетрясений с геодинамической характеристикой региона.
Как уже говорилось, в последнее два десятилетия, особенно во время перестроечных процессов в России, резко участились катастрофы и чрезвычайные ситуации. Причин достаточно.
В данном обзоре мы попытались описать одну из «болевых точек» эколого-экономических проблем - проблему ресурсопользования, одним из сегментов которого является нефтегазовая отрасль, связывающая Россию с другими странами деловыми и торговыми отношениями. Для успешного хозяйственно-торгового взаимодействия эта отрасль должна быть приспособлена к оптимальному режиму функционирования, что требует налаженного мониторинга и необходимого рабочего контроля.
В работе дана картина сегодняшнего дня и в какой-то мере возможные прогнозы перехода к оптимальному рабочему режиму в ближайшие годы. Для этого нами был изучен огромный поток литературных данных, включающих особенности и сложности характерные для нефтегазового сектора экономики. Мы попытались достаточно подробно показать опасности, с которыми приходится сталкиваться специалистам данной отрасли. Кроме того, преследовалась еще одна цель - обратить внимание общества и его членов, не имеющих представления о проблемах этой области эколого-экономических отношений, к тем трудностям, которые должны быть известны большинству нашего населения.
Все это можно выразить словами: «Будьте внимательны, осторожны, бдительны, примите по возможности участие в мониторинге и информации, касающейся какого-либо неблагополучия в местах добычи нефти и, особенно, па путях магистральных трубопроводах и железнодорожных перевозках».
Даже из этого краткого обзора видно, в каком состоянии находится нефтяная отрасль, и какое значение придает мировое сообщество ее развитию. Это подчеркивается и в совещании (2001 г.) стран участниц магистрального трубопровода Россия-Турция.
Приведенный материал акцентирует внимание научной общественности и формулирует задачи научно-исследовательского профиля, главным образом, - проблему управления риском и разработку методов предупреждения катастроф и ЧС разного масштаба. Тема требует дальнейшей разработки и описания именно этого научного направления - оценки и управления рисками в нефтяной отрасли.