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 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 10 |

Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях: анализ, прогноз, управление

-- [ Страница 5 ] --

2. Невозможность точного предсказания сценария развития событий, что обусловлено неопределенностью действий субъектов в социоприроднотехнической системе:

а) неопределенность, возникающая в связи с поведением субъекта первого ранга - ЛПР, зависящая от профессионализма ЛПР, информированности, психологической устойчивости и т.п.;

б) неопределенности, связанные с субъектами второго ранга – техногенными источниками: надежностью оборудования; повреждением технических систем вследствие ошибок персонала при эксплуатации; механическим и коррозионным износом и др.;

в) неопределенность знаний о природной среде, закономерностях ее развития и протекающих в ней процессах, ее реакции на техногенные воздействия и т.п.;

г) неопределенность знаний об объектах опасности - человеке, объектах инфраструктуры и т.п., их положении и реакции на воздействия загрязненной или агрессивной среды (например, подземных вод).

3. Неопределенность, возникающая при получении информации (измерение, обработка).

4. Неопределенность, возникающая при прогнозе формирования опасностей и возникновения риска (неадекватность используемых математических моделей, невозможность полного перебора вариантов, неопределенность, возникающая при многократных расчетах при оценке вероятности и накапливании ошибки).

В разделе проанализированы основные методы оценки риска (Монте-Карло, субъективной оценки вероятности, Байеса, экспертных оценок риска - "дельфи", балльной оценки риска, ранжирование и др.).

Основные положения методологии анализа и прогноза геохимического риска

Предлагаемая автором методология прогноза техноприродного геохимического риска основана на следующей концепции: наступление «конечного» неблагоприятного события (например, неблагоприятных последствий для здоровья человека при воздействии загрязненных вод или для заглубленных частей сооружений при воздействии агрессивных подземных вод и грунтов) рассматривается как сложное событие, являющееся результатом последовательно обусловленных более простых событий - воздействия техногенного источника, нахождения природного объекта в зоне техногенных воздействия, формирования опасного результирующего воздействия на природный объект, проявления неустойчивости природного объекта, контакта реципиента с природным объектом, проявления реципиентом уязвимости.

Процедура прогноза геохимического риска включает следующие стадии.

1. Формулировка цели и задач исследования, требований к проводимым исследованиям.

2. Разработка общей концептуальной модели формирования геохимической опасности и возникновения геохимического риска.

3. Прогноз геохимического риска (реализация концептуальной модели).

Стадия 1. Формулировка цели и задач исследования, требований к проводимым исследованиям.

Формулировка цели и задач проводимых работ должна включать:

1) определение основных элементов концептуальной модели: субъекта/субъектов опасности (ЛПР и техногенных источников), риск воздействия которых необходимо оценить; в том случае, если субъекты опасности не выявлены, необходима постановка задачи их идентификации; объекта опасности (для кого или для чего оценивается риск); «контактного» компонента природной среды, пространственного расположения точки (участка) фиксации опасного геохимического состояния, временной интервал оценки воздействия компонента природной среды на реципиента; вида выражения риска (экономический, физический и др.);

2) требования к: процедуре прогноза геохимической опасности и риска и используемым методам (стандартным или модифицированным с учетом специфики решаемых задач и т.п.); исходным данным; точности результатов работ.

В зависимости от поставленной цели прогноз геохимического риска может проводиться для всех стадий жизненного цикла объекта. Приложенные усилия и затраченные ресурсы при оценке риска должны соответствовать величине предполагаемых ущербов.

Стадия 2. Разработка общей концептуальной модели формирования геохимической опасности и возникновения геохимического риска

На этой стадии разрабатывается общая концептуальная модель формирования геохимической опасности на исследуемом участке и возникновения риска при ее реализации для конкретных реципиентов (объектов опасности). Разработка концептуальной модели должна быть выполнена на стадии обоснования инвестиций и корректироваться на каждой последующей стадии проектирования, а также в случае необходимости корректировки прогноза риска и управляющих решений на стадии эксплуатации - по мере поступления новой информации.

Общая концептуальная модель формирования геохимической опасности и риска включает следующие концепции: формирования геохимической опасности (модель I), реализации опасной геохимической ситуации (модель II); вида ущерба. Даны модель разрабатывается на основе представлений о: а) техногенных источниках, виде и интенсивности исходных техногенных воздействий, б) природных условиях, в которых происходит трансляция и трансформация техногенных воздействий, формирование опасного результирующего воздействия и геохимической опасности на исследуемом участке, в) процессах трансформации исходного воздействия и формирования результирующего воздействия на природный объект - «контактный» компонент природной среды, г) устойчивости природного объекта к внешнему воздействию, д) условиях контакта природного объекта с реципиентом – объектом опасности, е) возможном ущербе для реципиента при реализации геохимической опасности.

Процедура разработки общей концептуальной модели включает: идентификацию техногенных источников; разработку концептуальной модели природной среды (геологического строения, гидрогеологических, гидрологических, почвенных и др. условий, эколого-геохимического состояния компонентов природной среды); определение условий и процессов изменения исходного воздействия на пути трансляции воздействий от техногенного источника к реципиенту; характеристику реципиента - объекта опасности; обобщение разработку общей концептуальной модели. В процессе всех стадий жизненного цикла системы «субъект опасности – среда - объект опасности» по мере получения новой информации необходим критический анализ существующей концептуальной модели и в случае необходимости ее усовершенствование.

1. Идентификация (инвентаризация) техногенных источников воздействия (техногенной опасности). Процедура идентификации заключается в установлении характерных особенностей, параметров, показателей источников техногенного воздействия, которые могут привести или привели к формированию опасной геохимической ситуации на оцениваемой территории, характера распределения источников по площади, вида, состава и количества загрязняющих веществ. В зависимости от цели проводится идентификация: 1) проектируемого техногенного источника/источников, 2) потенциального источника/источников, воздействие которого может привести к возникновению риска для различных реципиентов на рассматриваемой территории, 3) источника/источников, воздействие которого уже привело к формированию опасной геохимической ситуации.

На данной стадии: устанавливается вид исходных воздействий – прямой (химический) и косвенный (физический, биологический и др.), характер действия - детерминированный или случайный, интенсивность и продолжительность воздействия, вероятность отказа, преобладание тех или иных видов воздействия; определяется перечень загрязняющих веществ, которые могут поступать в окружающую среду, проводится анализ токсичности, выделение неканцерогенных и канцерогенных веществ; устанавливается расположение источника по отношению к рассматриваемому участку; проводится сбор данных о нештатных ситуациях и причинах их возникновения (для действующих техногенных источников собирается информация об случившихся аварийных ситуациях, для проектируемых – об аварийных ситуациях на объектах-аналогах), в т.ч. определяются: форма и характер проявления нештатной ситуации (взрыв, выброс, разрыв трубопровода и т.п.), интенсивность и направленность воздействий (выбросы в атмосферу, наземные разливы из поврежденных емкостей с реактивами и наземных систем коммуникаций, утечки из подземных коммуникаций с указанием глубины заложения коммуникаций и др.), перечень компонентов, поступающих в окружающую среду, характеристика физико-химических свойств (способность к разложению, сорбции, осаждению). На данной стадии необходимо сформулировать концептуальные представления о приоритетности загрязняющих веществ и их учете при прогнозе риска.

2. Разработка концептуальной модели природной среды на пути трансляции опасных воздействий от техногенного источника к реципиенту (в дальнейшем концептуальной модели природной среды). В зависимости от расположения техногенного источника по отношению к исследуемому участку, а также характера и направленности воздействий определяются предполагаемые пути трансляции потенциально опасных воздействий, и соответственно компоненты природной среды, через которые осуществляется трансляция опасных воздействий.

Основные этапы в развитии концептуальной модели природной среды: сбор и анализ опубликованных и фондовых материалов, данных инженерно-геологических и инженерно-экологических изысканий, научных исследований, режимных наблюдений за развитием геохимических опасностей, в случае отсутствия информации – проведение изысканий в необходимом объеме, разработка предварительной концептуальной модели, анализ неопределенностей, определение состава и объема дополнительных исследований, разработка программы исследований, проведение дополнительных исследований и уточнение предварительной концептуальной модели.

3. Характеристика процессов вдоль пути трансляции исходных техногенных воздействий включает рассмотрение процессов переноса и физико-химической трансформации потенциальных загрязняющих веществ во всех природных средах на пути от источника к рецептору. Например, при оценке риска, связанного с загрязнением подземных вод в зоне воздействия выбросов загрязняющего вещества рассматриваются процессы миграции в воздушной среде, и далее через ненасыщенную и насыщенную зоны к рецептору – объекту опасности. В данном случае в зависимости от природных условий и вида загрязняющего вещества возможны дисперсия, межфазные физико-химические процессы: осаждение и окисление, сорбция (в т.ч. ионный обмен), деструкция, денитрификация, сульфат-редукция и др., перечень которых определяется в зависимости от конкретных условий.

4. Характеристика рецептора – объекта опасности включает рассмотрение всех объектов опасности, для которых выполняется прогноз риска. Характеристика населения, потенциально подверженного воздействию на исследуемой территории, предусматривает анализ мест проживания (локализация и расстояние от источника загрязнения), видов деятельности, выявление чувствительных подгрупп, анализ состояния здоровья, уровня заболеваемости, возможности и длительности контакта с потенциально загрязненными природными средами. Характеристика объектов инфраструктуры (зданий и сооружений) включает тип объекта, его возраст, состояние (в т.ч. степень износа), основные характеристики (например, для фундамента - тип: ленточный / столбчатый / плита / сваи висячие / сваи, глубина расположения подошвы, ростверка, нагрузка на грунты оснований, материал фундамента: камень / кирпич / бетон (блоки) / дерево).

5. Характеристика ущерба включает определения типа ущерба (денежный, физический и др.), выбор методики расчета, определение основных составляющих ущерба.

Стадия 3. Прогноз техноприродного геохимического риска (реализация концептуальной модели).

На данной стадии выполняется прогноз геохимического риска, процедура которого в общем случае включает следующие стадии: 1. Анализ всех составляющих геохимического риска. 2. Выбор метода оценки геохимического риска. 3. Выполнение прогнозных расчетов геохимического риска. 4. Анализ полученных результатов.

В ходе анализа основных событий, обусловливающих возникновение геохимического риска, определяется, какие составляющие риска могут рассматриваться как вероятностные, какие – как детерминированные (квазидетерминированные). Прогноз риска выполняется с точностью и достоверностью, которые зависят от стадии проектирования, уровня ответственности объекта опасности, интенсивности потенциальных техногенных воздействий, восприимчивости природной среды и объекта опасности, уровня неопределенности и величины предполагаемого риска. В соответствии с этим выбирается метод прогноза геохимического риска. Для оценки вероятности используются разные методы: от субъективных оценок вероятности, метода аналогии и экспертных оценок риска до сложных статистических процедур и стохастического моделирования.

На начальной стадии (прединвестиционной) при дефиците информации рекомендуется использовать метод аналогии или экспертные методы. На стадии обоснования инвестиций рекомендуется использовать аналитический метод с использованием упрощенных статистических распределений. Использование аналитических методов при определении геохимического риска основано на следующем положении: вероятность наступления «конечного» неблагоприятного события рассматривается как сложное событие, декомпозиция которого на более простые позволяет оценить вероятность его наступления на основе определения вероятностей простых событий. Вероятность конечного события определяется как произведение вероятности начального (инициирующего) события на условные вероятности всех остальных при условии, что вероятность каждого последующего вычисляется в предположении, что все остальные события уже совершились. При использовании аналитических методов вероятности простых событий оцениваются отдельно и затем определяется их произведение. На стадии проекта процедура оценки риска усложняется, в связи с чем целесообразно использовать стохастическое моделирование.

При прогнозе гидрогеохимической опасности могут использоваться различные типы стохастических моделей: 1) детерминированная постановка краевой задачи фильтрации (массопереноса) в целом, вероятностная процедура ее решения, 2) детерминированное математическое описание процесса, вероятностное описание свойств среды внутри рассматриваемой области с помощью случайных величин и статистических законов распределения, 3) стохастическое задание граничных условий, при детерминированном математическом описании самого процесса внутри области, 4) чисто вероятностная трактовка модели (Огняник и др., 1985). При вычислении вероятности наиболее часто используется вероятностно-детерминированное моделирование, когда вероятностные блоки включаются в модель, которая детерминированно описывает процессы фильтрации и миграции.

В разделе рассмотрены подходы к оценке отдельных составляющих «предметного» гидрогеохимического риска.

Вероятность воздействия техногенного источника. В практике анализа риска отказы чаще оперируют не с вероятностями, а со средними интенсивностями (частотами) нежелательных событий за определенное время. Для перехода к вероятностным оценкам, предлагается рассматривать динамику возникновения неблагоприятных воздействий как марковский процесс, характеризуемый простейшим потоком появления событий. Математически простейший поток описывается пуассоновским распределением появления событий с заданной величиной интенсивности появления (Гнеденко,1999). Рассмотрен подход к оценке вероятности выбросов и утечек с использованием стандартов надежности инженерных объектов (Harr, 1987).

Вероятность того, что в случае техногенного воздействия объект окажется в зоне воздействия источника. В зависимости от типа техногенного источника и характера воздействия (выброс, сброс, утечка и т.д.) вероятность расположения объекта в зоне влияния источника определяется с помощью соответствующих моделей (Алымов, Тарасова, 2004).

Вероятность опасного (больше критериального) результирующего воздействия (при исходном воздействии и соответствующем расположении объекта) В большинстве случаев при прогнозе вероятности загрязнения подземных вод результирующие воздействие определяется концентрацией загрязняющего вещества, поступающего из зоны аэрации на уровень грунтовых вод. В этом случае необходимо определить вероятность того, что: 1) концентрация загрязняющего вещества, поступающего на уровень грунтовых вод, будет превышать критериальный уровень, или 2) время, через которое загрязняющее вещество поступит на уровень грунтовых вод, будет меньше критериального. Критериальная концентрация – это концентрация, превышение которой при поступлении на уровень грунтовых вод может привести к формированию опасного состояния подземных вод, фиксируемого в створе (участке фиксации загрязнения) и определяемого в зависимости от цели исследования. Несомненно, что оценить может ли данная концентрация поступившего загрязняющего вещества привести к загрязнению подземных вод на участке фиксации загрязнения, как повлияют на ее величину процессы дисперсии, сорбции, осаждения, деструкции на пути миграции его в водоносном горизонте можно только при решении обратной задачи. Для того, чтобы уменьшить трудоемкость данного процесса, целесообразно использовать простые аналитические уравнения или использовать в качестве критерия ПДК или индекс опасности. В качестве критериального времени можно использовать время, за которое может произойти разложение вещества, или время эксплуатации объекта опасности (водозабора, зданий и сооружений и т.д.).

Вероятность проявления неустойчивости природной среды при опасном результирующем воздействии – это вероятность того, что при миграции загрязняющего вещества в водоносном горизонте процессы разбавления, дисперсии, сорбции, осаждения, деструкции и т.п. не приведут к снижению концентрации ниже ПДК или референтной дозы. Таким образом, определяется вероятность того, что на участке фиксации загрязнения концентрация загрязняющего вещества будет выше критериального показателя (ПДК, референтной дозы и т.п.), или, что время достижения участка фиксации загрязнения (например, водозабора) будет меньше времени, необходимого для разложения вещества или времени эксплуатации объекта.

Оценка ущерба



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 10 |
 





 
© 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.