Расчет параметров эколого-экономической оценки риска при перевозке нефтепродуктов на железнодорожном транспорте

Т ранспортировка нефтепродуктов на железном дорожном транспорте занимает значительную долю всех перевозок. Порядка 40 % грузов приходится на нефтепродукты, несмотря на то, что транспортировка грузов железнодорожными перевозками существенно снижает стоимость транспортировки в отличие от других транспортировок, таких как авиационное морские и.т.д. Одним из самых экологичных и экономически эффективных способов транспортировки является железная дорога.

Основная задача данного научного исследования заключается в разработке методических рекомендаций для определения объема ущерба окружающей среде при разрушении целостности цистерны, в которой перевозят нефтепродукты.

В настоящее время перевозки по железной дороге считаются наиболее целесообразными с экономической точки зрения, а также, самыми экологичными. При этом риск аварий присутствует в любом случае, и они периодически случаются, что приводит к разливу нефтепродуктов и загрязнению окружающей среды. Очень важно понимать реальную степень рисков, связанных с такими ситуациями, чтобы определять правила, по которым следует безопасно транспортировать нефтепродукты [1].

Риски с точки зрения экологии – это вероятность нанесения окружающей среде определенного ущерба. Это может быть загрязнение, уничтожение растений и животных, приведение в негодность сельскохозяйственных земель, угроза безопасному проживанию людей, повреждение или уничтожение их имущества.

Любые риски всегда имеют отношение к опасности. При этом опасность может быть разного рода. Она может быть связана с загрязнением почвы, воды, воздуха, выбросами вредных веществ, которые негативно влияют на экосистему. Последствия таких ситуаций могут быть ближайшими или отдаленными. Ближайшие последствия – вред, причиненный непосредственно в момент аварии, либо сразу после нее. Отдаленные последствия становятся очевидными через большой промежуток времени. Это может быть постепенный рост заболеваний у населения, проживающего в районе экологической аварии, угнетение экосистемы и другие негативные последствия.

Все, что связано с возможностью негативно повлиять на окружающую среду, имеет отношение к экологическим рискам [2].

В том случае, если экологический ущерб можно выразить в денежном эквиваленте, речь идет об эколого-экономических рисках.

Чтобы определить вероятность наступления эколого-экономического риска при железнодорожных перевозках нефтепродуктов, разрабатывают различные сценарии развития ситуаций, связанных с железнодорожными происшествиями и крушениями составов.

В упрощенном виде, принято учитывать три наиболее вероятных сценария:

Нарушение целостности цистерны, что приводит к разливу нефтепродуктов и их попаданию в почву и воду.

Нарушение целостности цистерны с возгоранием разлившихся нефтепродуктов.

Происшествия, не связанные с нарушением целостности цистерны и разливом нефтепродуктов.

Для оценки рисков, связанных с приведенными выше ситуациями, обычно используют уравнение:

R M ( В , ) = R m ( В , ) ■ X Р ( В , ) -У„ ( в ) , (1)

К = 1

здесь R m ( В ) - вероятность возникновения ситуации Bi при следовании железнодорожного состава по заданному маршруту;

Р_п ( в , )

-

вероятность осуществления n -го

( n = 1, 2, 3) варианта осуществления аварийной ситуации, которая будет являться событием Bi, что относится для осуществления железнодорожных перевозок нефтепродуктов;

Y, ( B i ) - экономический ущерб от экологического происшествия, возникшего в ходе n-го варианта развития неблагоприятных экологических событий.

Имея статистику аварийных ситуаций за заранее заданный период, можно вычислить значения ВВ .

Для определения Y_n ( B i ) допускались определенные допущения, с помощью которых можно было оценить максимальный размер ущерба от экологически неблагоприятной ситуации. Объем нефтепродуктов, загрязнивших почву ^G п или водную среду ^G в можно вычислить, если знать количество загрязняющего реагента и площадь, на которой он был разлит, а также расстояние от места разлива до открытой водной среды и ее протяженность, непосредственно примыкающая к железной дороге [3].

Самым главным параметром, на который нужно обращать внимание при планировании мероприятий по ликвидации разлива нефтепродуктов, является размер пятна разлива и его форма. При этом определяется расстояние от железнодорожных путей до границы возможного разлива (Схема 1).

Схема 1 – Площадь пятна разлива нефтепродуктов

длина пятна разлива при возникновении аварии [4].

^Lп = У, ^{( L} 4 ’ ^п 4 + ^L 8 ’ ^п 8 ^{)+ 2 R} ,    (2)

i полуширина пятна разлива R, м определяется по формуле:

R = 4 А ² + В - А ,        (3)

где:

А = ¹ ^ S ( ^L 4 ■ ^П 4 ^{+ L} 8 ■ ⁿ 8 ) ,     (4)

i

В = Si П ,              (5)

в данном случае L4, L8 – длина в метрах цистерны, у которой имеется 4 или 8 осей соответственно;

ii n4 , n8 - общее количество цистерн с 4 и 8 осями, которые используются для перевозки нефтепродуктов;

S – площадь, на которой произошел разлив, м².

Чтобы определить размер пятна, загрязненного нефтепродуктами, обычно используют уравнение:

(    / — \0,89

S = 53,3 ( G n/ Р п ) , м 2 ,      (6)

здесь ^р п = ^G п / У ^G_п / ^р

– величина плотности

нефтепродуктов, загрязнивших окружающую среду, т/м3;

^р - плотность нефтепродуктов i -го вида, т/м³.

Количество нефтепродуктов, загрязнивших окружающую среду G _п рассчитывается как интегральное значение нефтепродуктов i- го вида по уравнению:

^G п = Е ^G П , т,           (7)

здесь G п ⁱ – количество нефтепродуктов i-го вида, загрязнивших окружающую среду, т.

Рассмотрим ситуацию при разрыве двух цистерн четырёхосных вагонов. Для примера, возьмём вагон цистерну «15-9993-03», перевозящую нефть и имеющую следующие технические характеристики [5]. Перейдём к расчётам:

G n = 146,6 т.                (8)

Далее рассчитываем площадь пятна разлива

S = 53,3 * (146,6 / 0,85)0,89 , м².     (9)