Введение

В наше время оценка вероятности экологического риска очень актуальна. На современном этапе широкое развитие получает использование недр Карского моря и прилегающих к нему территорий. Эксплуатация шельфовых месторождений, вероятно, уже в ближайшие десятилетия станет главным предметом внимания для отечественной нефтегазодобывающей промышленности. Важные транспортные пути проходят через Карское море (Обскую губу, Енисейский залив). Очевидно, что перспективы освоения нефтегазовых запасов арктического шельфа влекут за собой значительное повышение риска нефтеуглеводородного загрязнения природной среды. Как разведка, так и эксплуатация месторождений (исходяшая от нерегулируемых выбросов, разливов и утечек в процессе добычи и транспортировки нефти) могут быть крупными источниками загрязнения нефтепродуктами вод и льдов Карского моря. Источниками загрязнения нефти могут быть аварии танкеров, раздавленных в следствии сжатия льдов и результаты нерегулярной транспортировки нефти от работающих на берегу источников.

Арктика характеризуется суровым климатом с экстремальными колебаниями освещенности и температуры, обширными территориями вечной мерзлоты, поэтому время на восстановление экосистемы очень велико. Завышение предела нагрузок на звенья равновесных систем может вывести их из состояния относительного равновесия и привести к необратимым экологическим последствиям или катастрофам.

Целью данной работы является, оценить степень экологического риска, связанного с транспортировкой нефтеуглеводородов в Карском море. Под риском понимают опасность возникновения неблагоприятных последствий рассматриваемого события или меру количественного измерения опасности, измеренную, с помощью статистических данных или рассчитанную с помощью имитационных моделей, включающих количественные показатели.[23] Под экологическим риском понимается прогноз и оценка экономического ущерба окружающей природной среде от планируемой деятельности, вытекающие из экологической оценки неблагоприятных (или опасных) природных процессов и явлений, оптимизации использования природных ресурсов.[22]

Процесс прогнозирования риска морских перевозок можно представить как объединение информационной базы модели объекта прогноза, модели, окружающей объект среды, и ее влияния на этот объект, процедуры принятия решений на основе прогнозной информации, и процедуры оценки качества этого решения.

Опасность - явление, природное, техническое или организационное, при котором возможно возникновение процессов, приводящих к поражению людей, материальному или экологическому ущербу. Класс опасности - основной признак, определяемый по характеру причин аварии. Для объектов морского промысла выделяют следующие классы опасности: природно-климатические (в частности, навалы льда на берег и сжатие льда интенсивностью 3 балла); технологические; технические; организационные.

Оценка риска аварии необходима постоянно, так как она зависит не только от проектных параметров, но и от текущей ситуации, а главное - от сочетания управленческих действий, параметров осуществления процесса, состояния оборудования и персонала, внешних условий. Предупреждение аварий возможно только при постоянном контроле за процессом и прогнозировании риска.

В Арктических морях существуют специфические условия, которые затрудняют судоходство: толщина льда, его сплоченность, торосистость и разрушенность, высота снежного покрова, дрейфовые явления, и, самое основное - сжатие льда. Состояние дрейфующих и припайных льдов как среды судоходства описывается совокупностью характеристик, определяющих сопротивление льда движению судна. Таким образом, задача оценки степени риска сводится к оценке вероятностей возникновения аварийных ситуаций при сжатиях льдов.

Оценка выполняется при помощи решения следующих задач:

1) определения вероятности попадания судна в зону сжатия;

2) определение вероятности аварии в зоне со сжатием, для этого с помощью метода статистического моделирования случайных процессов (метод Монте-Карло) следует провести модели, получить результаты и обработать результаты работы;

3) определение ущерба при аварии.

1. Аварийность морских судов

1.1 Наиболее вероятные отказы и аварии судов, связанные с эксплуатацией

Обеспечение безопасности мореплавания и функционирования техники в процессе морских работ сводится к мерам по предотвращению аварий путем совершенствования технических средств (ТС), методов судовождения и мерам по спасанию от гибели уже потерпевшее аварию ТС. Для оценки аварийности и риска при проведении морских работ большое значение имеет изучение причин аварий и гибели ТС.

За год в среднем гибнет свыше 240 судов общей валовой вместимостью до 2 млн.т, при этом потери экипажа составляют до 2 тыс. человек, а потери груза превышают 1 млн.т. Статистика аварийности мирового транспортного флота приведена за 1990-1994 гг. - на рисунке 1.1 (по Семенову Ю.Н.)[1]

350
300
250
200
150
100
500

Повышение интереса к возможности добычи минеральных ресурсов Мирового океана, стимулируя развитие техники и технологии поисковых и эксплуатационных работ, ведет к росту аварийности ТС, используемых на морских промыслах.

Особенно опасной тенденцией является рост числа аварий танкеров, из-за которых в морскую среду ежегодно выливается до 200 тыс.т нефти и нефтепродуктов. [1]

По оценке специалистов, примерно 10% аварий могут быть отнесены к так называемым форс-мажорным обстоятельствам - непреодолимому действию стихии. Еще около 15 % аварий является следствием недостатков конструкции судов или внезапного отказа судового оборудования. В остальных 75% случаев аварий их непосредственной причиной были субъективные факторы, такие как недостаточная профессиональная подготовка; нарушение мер безопасности; недостатки в организации судовой и береговой служб и т.д.

Вероятность потери судна от конкретного вида аварии определяется как произведение вероятностей возникновения аварийной ситуации на судне, условной вероятности данного вида аварии и условной вероятности гибели судна при этом виде аварии.

Вероятность возникновения аварийной ситуации на судах мирового флота составляет в среднем 0.18 и зависит от возраста судна, его водоизмещения, условий эксплуатации. Условные вероятности видов аварий и гибели судов от них представлены в таблице 1.1 (по Ю.Н. Семенову)[1]

Таблица 1.1 Условные вероятности аварий и гибели судов транспортного флота.

Вид аварии	Условная вероятность аварии	Условная вероятность гибели судна
Столкновение	0.20	0.016
Посадка на мель	0.15	0.035
Навал	0.12	0.008
Воздействие гидрометеофактов	0.08	0.08
Пожар, взрыв	0.06	0.15
Повреждение механизмов	0.27	0.01
Потеря остойчивости	0.004	1.0
Пропали без вести	0.0003	1.0
Прочее	0.12	0.017
Всего	1	2.32

Аварии морских судов можно условно разделить на четыре группы.

1. Аварии, связанные с механическим повреждением корпуса судна (столкновения, посадки на мель, навалы, штормовые повреждения, затеранием во льдах), составляют в среднем 53% всех аварии.

Половина погибших судов получили механические повреждения. Примерно 75% погибших членов экипажей и пассажиров при этом виде аварии относятся к жертвам первой группы, т.е. их гибель явилась непосредственным следствием аварии. Основными видами рассматриваемой группы аварий являются:

Столкновение - соприкосновение одного судна с другим во время движения.

Удары и навалы - соприкосновения судна, находящегося на -- ходу с неподвижным судном, берегом, гидротехническим сооружением и т.д.

Посадки на мель - соприкосновение днища судна с грунтом, при котором дальнейшее движение судна становится невозможным.

2. Аварии, связанные с повреждениями механизмов, составляют 1.5 - 2% всех аварий и приводят, как правило, к потере ходовых качеств судна. Основные характеристики развития этой группы аварий близки к характеристикам первой группы. Только в 0.5-1.5% случаев этот вид аварий приводит к гибели судна (см. табл. 1).

3. Аварии, связанные с потерей остойчивости судна, составляют около 1% всех аварий. Однако это наиболее опасный вид аварии, поскольку на каждое погибшее судно жертв приходится в 2 раза больше, чем при повреждении корпуса или его механизмов. В целом на этот вид аварий приходится до 70% всех жертв кораблекрушений. Аварии, связанные с потерей остойчивости, разделяются на 3 группы: внезапное опрокидывание, постепенное накренение и затопление с креном. В эту группу включаются все аварии по неизвестным причинам. Внезапное опрокидывание наиболее вероятно для судов длиной до 50-60 м.

Основной причиной кораблекрушений грузовых судов большей длины, как правило, являются постепенное накренение и затопление с креном вследствие получения пробоины между переборками, смещения груза на палубе или в трюме и т.д. В 10-11% случаев потеря остойчивости заканчивается гибелью судна.[1]

4. Аварии, связанные с термическими повреждениями, вследствие пожаров и взрывов составляют примерно 6% от всех видов аварий на сухогрузных судах и 24% на судах танкерного флота. Авария, как правило, протекает длительно, поэтому имеется возможность использования судовых спасательных средств. В 15% случаев пожар локализовать не удается и экипаж покидает судно. На каждый случай аварии этой группы жертв приходится в 3 раза меньше, чем при повреждении корпуса. Однако пожары зачастую приводят к взрывам, в случае которых 80% смертельных исходов относятся к жертвам первой группы.

Следует учитывать, что рассмотренные виды аварии могут протекать одновременно, а это существенно затрудняет борьбу за живучесть судна и спасание экипажа.[1]