авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Расчеты риска в гидротехническом строительстве

-- [ Страница 2 ] --

Из приведенных выше определений следует, что при =, вероятность поражения объекта , . При вероятность поражения объекта , а .

Здесь – параметр, который выбирается исходя из нормативной допустимой вероятности аварии.

Записанные выше условия приводят к системе уравнений:

=0 (=1) и , решение которой позволяет выразить значение пробит-функции через значения летальной и допустимой доз:

Предложенная модель позволяет количественно рассчитать вероятность каждого из возможных сценария аварии, «увязывая» допустимые значения значение вероятности и риска с требованиями нормативных документов в области безопасности.

Общий алгоритм по оценке риска и ущерба представлен на Рис.1.

Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке методики оценки вероятностного риска аварий на гидротехнических сооружениях.

Оценка риска аварий включает в себя ряд последовательных процедур:

- анализ возможных сценариев возникновения аварии;

- определение нагрузок на гидротехническое сооружение (меры воздействия поражающих факторов или дозы);

- определение условной вероятности возникновения аварии при воздействии на сооружение установленных нагрузок;

- построение полей поражающих факторов при развитии аварийной ситуации;

- оценка рисков и ущерба при аварии на гидротехническом сооружении.

Выполнение первых двух процедур подразумевает составления перечня наиболее значимых факторов, способных вызвать аварию данного сооружения.

Рассматриваются различные сценарии возможных аварий ГТС. В каждом сценарии возможной аварии сооружения указываются вызывающие их факторы или сочетания факторов, описываются стадии развития аварии, динамика развития повреждений, отказов и разрушений сооружения (если такое происходит).

С достаточной для проведения практических расчетов полнотой анализ факторов, влияющих на риск аварии, может основываться на материалах декларации безопасности гидротехнических сооружений.

Наименее формализованными являются этапы, связанные с определение нагрузок на объект и расчет условных вероятностей аварий. Именно эти стадии оценки риска требуют дополнительных научных исследований.

Традиционно оценка вероятности возникновения событий оценивается либо на основании данных представительных статистических наблюдений за поведением схожих объектов в схожих ситуациях.

Для гидротехнических сооружений обобщения об отказах элементов ГТС недостаточны для получения надежных статистических оценок.

Кроме того, практически каждое сооружение является уникальным в силу сочетания конструктивных, природных условий и особенностей эксплуатации. Это весьма затрудняет использование метода аналогий.

Для оценки вероятности развития аварийной ситуации на гидротехнических сооружениях введем понятие «доза негативного воздействия на гидротехническое сооружение».

Будем понимать, что это количественно охарактеризованная мера воздействия всех значимых факторов, способных привести к аварии на рассматриваемый объект.

В общем случае, доза негативного воздействия для гидротехнических сооружений определяется сочетанием конструктивных и проектных недостатков, старением материалов, нарушениями при строительстве, недостатками и нарушениями при эксплуатации сооружения, природными нагрузками (в том числе катастрофическими), низкой готовностью к ликвидации аварийных ситуаций.

Часть из перечисленных факторов характеризует опасность развития аварии, часть –уязвимость сооружения.

В диссертационной работе эти понятия используются в том виде, в каком они были сформулированы в работах Куранова Н.П., Розанова Н.Н. и др. (2002г.), а именно: опасность представляет собой степень негативного воздействия процессов, протекающих как в самих ГТС, так и в зоне их влияния, представляющее угрозу для жизни или условий жизнедеятельности людей, объектов хозяйства или окружающей среды; уязвимость – свойство ГТС терять способность к выполнению заданных функций в результате негативных воздействий.

Для выполнения оценки вероятности возникновения аварийных ситуаций гидротехнических сооружений качественные понятия «опасность» и «уязвимость» квантифицируются, т.е. получают численные значения.

При численной оценке опасности, экспертным путем установлено соответствие между его величиной и сочетанием четырех основных параметров, в число которых включены:

- показатель 1: превышение принятых при обосновании гидротехнических сооружений природных нагрузок и воздействий;

- показатель 2: несоответствие проектных решений современным нормативным требованиям;

- показатель 3:несоответствие конструкций сооружений, условий эксплуатации, свойств материалов сооружения проектным характеристикам;

- показатель 4: возможные негативные последствия при аварии.

Каждому из показателей, на основании отличительных качественных признаков, присвоен код, характеризующий степень угрозы возникновения аварии сооружения так.

В зависимости от того или иного сочетания кодов гидротехническому сооружению присваивается численное значение интегрального коэффициента опасности .

При численной оценке уязвимости устанавливается соответствие между коэффициентом уязвимости и сочетанием трех основных параметров, характеризующих надежность эксплуатации сооружения:

- показатель 1: полнота мониторинга состояния сооружений;

- показатель 2: соблюдение требований безопасной эксплуатации;

- показатель 3: степень готовности объекта к локализации и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Различные сочетания этих показателей достаточно полно характеризуют степень надежность гидротехнических сооружений, опасность возникновения аварий и уязвимость сооружения.

Коэффициент уязвимости определяется по тому же алгоритму, что и коэффициент опасности.

Так же, как это было описано выше, каждому из показателей методом экспертных оценок присваивается код, характеризующий степень угрозы аварии при нарушениях правил эксплуатации.

Коэффициенты интегральной опасности и уязвимости имеют смысл экспертной оценки вероятности аварии и варьируют в диапазоне: от 0 до 1. При этом коэффициенты опасности и уязвимости определены таким образом, что при условии , вероятность риска аварии гидротехнических сооружений .

Величина дозы негативного воздействия может быть определена выражением:

В главе 1 было показано, что мера опасности аварии может быть охарактеризована пробит-функцией, которая для риска аварий на гидротехнических сооружениях имеет вид:

=

Аварии риска на ГТС относятся к катастрофическим событиям – редкой повторяемости со значительными последствиями.

Вероятность таких событий принято характеризовать Пуассоновским распределением:

Для риска аварий на ГТС условная вероятность аварий имеет вид:

Или:

В работе предложен алгоритм определения коэффициентов а и b с использованием значений допустимой и критической («летальной») доз нагрузок на сооружение.

Критическая или «летальная» доза соответствует 50% вероятности аварии на сооружении: при значение и .

Таким образом:

, что дает а=0

В работе принято, что имеется верхний предел допустимой дозы нагрузки на сооружение при которой величина риска, также, не превышает допустимой величины :

Тогда, можно определить величину второй константы b:

Окончательно, выражение расчета вероятности риска аварии на гидротехнических сооружениях имеет вид:

Коэффициент , определяющий величину допустимого риска устанавливается в зависимости от класса гидротехнического сооружения, Таблица 1.

Таблица 1

Класс сооружения Допустимое значение вероятности аварии , 1/год
I 510-5 2.75
II 510-4 2.25
III 310-3 1.95

Риск при аварии, как вероятностная мера опасности в виде возможных потерь , предложено определять из выражения:

Здесь - сумма ущербов различных видов, возникающий при аварии ГТС (экономических, социальных, экологических и т.п.).

Предложенные в работе алгоритмы и процедуры позволяют выполнить оценку допустимого риска в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 21.05.2007г. № 304 «О классификации ЧС природного и техногенного характера» и нормативов МЧС с выделением зон: приемлемого риска, условно приемлемого риска, повышенного риска, недопустимого риска в координатах: «частота ЧС – число пострадавших», частота – материальный ущерб и границ областей уровня рисков по последствиям ЧС: «малосущественные», «существенные», «тяжелые», «катастрофические».

Заключительная часть второй глава посвящена рассмотрению примеров расчетов вероятности аварий, величины риска и ущерба применительно к реальным объектам: емкости сезонного регулирования (ЕСР) ООО «Астраханьгазпром» полезным объемом 9 млн. м3, плотины из грунтовых материалов с бетонным водосбросом Сорочинского водохранилища на р. Самара.

Одним из наиболее негативных последствий недостаточно эффективной работы гидротехнических сооружений является затопление территорий.

Третья глава диссертации посвящена разработке методики оценки риска при затоплении территории.

В работе рассмотрены разные сценарии развития затопления территорий, в т.ч. затопления, вызванные гидродинамической волной прорыва плотин, паводковыми водами, сгонно-нагонными наводнениями.

Для оценки вероятностного риска при затоплении было введено понятие «доза негативного воздействия при затоплении», которая определялась, как произведение коэффициента опасности затопления территории и коэффициента уязвимости территории при затоплении:

Детальный анализ работ, связанных с оценкой основных угроз при затоплении территорий (Рождественского А. В., Иващенко И. Н., Прудовского А. М., Никитиной Н. Я., Сольского С. В. и др., нормативно- методических и других материалов) позволил выделить основные критерии (показатели), характеризующие опасность затопления территорий и уязвимость самой территории по отношению к процессам затопления. В качестве критериев опасности поражения затопленной территории выбраны:

- показатель 1: глубина затопления территории;

- показатель 2: скорость течения воды по затапливаемой территории;

- показатель 3: продолжительность затопления.

В качестве критериев уязвимости территорий при затоплении использовались:

-показатель 1: количество людей, проживающих в зоне затопления и/или размер ущерба;

-показатель 2: основные фонды, находящиеся в зоне затопления;

-показатель 3: коммуникационные сооружения в зоне затопления;

-показатель 4:функциональное использование затапливаемых земель.

На основе экспертных оценок разработаны таблицы, позволяющие каждому показателю присвоить соответствующие коды и получить значения интегральных коэффициентов опасности и уязвимости при затоплении территории, Таблицы 2, 3.

Таблица 2

Степень опасности Малая Средняя Большая Очень большая
индекс кода 1 2 3 4
глубина затопления, м менее 1,0 1.0-2.0 2.0-4.0 более 4
скорость течения, м/с менее 1,0 1.0-2.0 2.0-3.0 более 3
продолжительность затопления, сут. менее 1,0 1.0-3.0 3.0-7.0 более 7

Таблица 3

Степень уязвимости малая средняя большая очень большая
индекс кода 1 2 3 4
количество людей в зоне затопления, размер ущерба 10 чел. или ущерб 100 тыс. руб. 50 чел. или ущерб 50 млн. руб. 500 чел. или ущерб 500 млн. руб. > 500 чел. или ущерб > 500 млн. руб.
основные фонды в зоне затопления Бетонные и железобетонные здания, промздания с железобетонным каркасом Кирпичные и панельные дома средней и высокой этажности Кирпичные и панельные малоэтажные здания Типовая застройка частного сектора
коммуникационные сооружения зоне затопления Шоссейные дороги с современным покрытием Мосты, путепроводы, линии ЛЭП и связи, проселочные дороги Железнодорожные пути, газо- и нефтепроводы Очистные сооружения, хранилища отходов, свалки
функциональное использование земель Неугодья, заброшенные, неиспользуемые земли Лесной фонд Земли с/х назначения, в т.ч. фермы, фермерские хозяйства и др. Особо охраняемые территории, заповедники, памятники природы, истории, культуры

В зависимости от того или иного сочетания кодов определяются численные значения интегрального коэффициента опасности и уязвимости территории при затоплении.

Важным отличием от оценки вероятности аварий на гидротехнических сооружениях, при этом, является то, что показатели, связанные с затоплением, определяются на основании проведения предварительных численных прогнозов процесса затопления территории на основании которых выделяются границы, внутри которой происходят разрушения от незначительных RП до катастрофических RL.

Охарактеризовав вероятность затопления территорий Пуассоновским законом распределения и принимая, в качестве критической дозы, DL(зат) = 1.0 и, в качестве «пороговой», допустимой дозы, DП(зат) = 0.1, получим выражение для оценки вероятности активизации негативных процессов при затоплении территорий вида:

=0.5 erfc [-0.63lnD(зат)]

К области приемлемого риска предложено относить участки, для которых вероятность негативных проявлений, связанных с затоплением территории P(зат) < 0,02, Таблица 4.

Таблица 4

Показатель Зоны риска
приемлемого условно приемлемого повышенного недопустимого
Вероятность затопления P(зат) < 0,02 0,02 P(зат) <0,1 0,1 P(зат) <0,25 P(зат) > 0,25
Доза негативного воздействия D=0у < 0,1 0,1 D < 0,24 0,24 D < 0,47 D 0,47

Риск негативных проявлений при затоплении территории определяется как мера опасности в виде возможных потерь в экономической, социальной и экологической сферах и вычисляется по формуле:

R(зат)= Pa(зат)Уа(зат)=0.5erfc[-0.63lnD]Уа(зат),


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.