нефть и нефтепродукты риски

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

44

Продолжение таблицы 2.3

Железная дорога это инженерная система, обеспечивающая процесс перево-

зок, в то же время, она представляет собой отчужденную у природной среды по-

лосу, искусственно приспособленную к движению поездов, с заданными техниче-

скими и экологическими показателями [13]. Поэтому одной из задач, требующих решения, является поддержание эксплуатационных параметров на нормативном уровне и сведение к минимуму негативного воздействия этого объекта влияния.

Почва на территориях, прилегающих к железнодорожному полотну, являет-

ся активным аккумулятором нефтесодержащих жидкостей, поэтому поступление загрязняющих веществ даже в малых концентрациях, но в течение продолжи-

тельного времени, приводят к их существенному накоплению. В результате на-

копления загрязняющих веществ меняются физические свойства балластного слоя, что приводит к повышению риска ЧС.

На этапе сооружения и эксплуатации железнодорожного полотна преду-

сматривается комплекс мероприятий по охране окружающей воздушной, водной и наземной среды, а также защите животного и растительного мира [112]. Не-

смотря на принимаемые меры, в процессе эксплуатации происходит постоянные изменения свойств и загрязнение балластного слоя и близлежащих почв и грунтов

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

45

нефтепродуктами и их химическими реагентами. Наибольший ущерб приносят ЧС с разливами ННП, когда в окружающую природную среду попадает большое количество агрессивной жидкости одномоментно.

Актуальным в связи с этим является поиск путей эффективного реагирова-

ния на ЧС. Обеспечить устойчивое состояние равновесия в прилегающей к желез-

нодорожному полотну природной среде возможно при помощи комплекса право-

вых, организационных и технических методов [137]. Таким образом, необходимо предпринимать все возможные меры, чтобы отрицательное воздействие было ми-

нимальным.

2.2 Исследование влияния железной дороги на особо охраняемые природные территории в Дальневосточном регионе и определение путей снижения негативного воздействия

Спецификой Дальневосточного региона является то, что транспортные сети располагаются рядом, а иногда и проходят по особо охраняемым природным тер-

риториям (ООПТ), что существенно повышает риски ЧС при перевозке ННП. К

ООПТ относят территории расположения природных комплексов и объектов осо-

бого значения, включающие в себя водные поверхности, поверхность земли и воздушное пространства над ними. ООПТ отнесены к объектам общенациональ-

ного достояния. Функционирование ООПТ регламентировано федеральным и ре-

гиональным законодательством.

Особо охраняемые природные территории предназначены для сохранения типичных и уникальных природных ландшафтов, разнообразия животного и рас-

тительного мира, охраны объектов природного и культурного наследия. Полно-

стью или частично изъятые из хозяйственного использования, они имеют режим особой охраны, а на прилегающих к ним участках земли и водного пространства могут создаваться охранные зоны с регулируемым режимом хозяйственной дея-

тельности.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

46

Всего в Российской Федерации в 2011 г. насчитывалось 11 937 особо охра-

няемых природных территорий федерального, регионального и местного значе-

ния, общая площадь которых составляет 207,3 млн. га [67] . На Дальнем Востоке ООПТ занимают более 12% территории.

Каждая из ООПТ имеет свою категорию, профиль и статус. При оценке воз-

действия ЧС с ННП на окружающую среду необходима первостепенная оценка степени их влияния на ООПТ, расположенные вблизи железнодорожной линии.

Сложность такой оценки состоит в отсутствии унифицированного метода, а также в необходимости комплексного учета воздействия на все компоненты ООПТ:

почва, флора, фауна, воздушная среда, поверхностные и подземные воды, геоло-

гические условия и пр. с учетом особой значимости территории.

Проблематичность адекватной оценки воздействия ЖДТ на биоценоз за-

ключается и в том, что параметры, используемые для оценки воздействия на че-

ловека, обычно переносятся на окружающую среду. Существующие предельно допустимые нормы концентрации ННП не учитывают особое восприятие загряз-

нения растительным миром и животными. Многообразие видов и условий суще-

ствования флоры и фауны не позволяет вывести единые критерии. Сложность вы-

ведения каких-либо единых критериев для оценки воздействия на ООПТ заклю-

чена также и в широком спектре их категорий, профилей и статуса.

Оптимальная система оценки воздействия ЧC с ННП на ООПТ должна включать в себя комплексную оценку воздействия на каждый из составляющих ее компонентов: воздух, поверхностные и подземные воды, растительный и живот-

ный мир, почвы и т.п. Обязателен анализ возможных аварийных ситуаций и их последствий для ООПТ с разработкой особого регламента мер реагирования на ЧС в таких зонах.

Анализируя возможность аварийной ситуации, при разработке Плана лик-

видаций аварийного разлива нефти, в обязательном порядке необходимо учиты-

вать наличие в зоне вероятного разлива наличие ООПТ. Обобщая различные виды воздействия на ООПТ, для каждого из них можно рассчитать либо обосновать зо-

ну его негативного влияния. Подобный подход использовался при оценке влияния

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

47

антропогенных объектов на ООПТ в работе [132], где были определены, так на-

зываемые, буферные зоны для антропогенных объектов по трем основным пара-

метрам (химическое загрязнение, шумовое загрязнение, изменение гидрологиче-

ского режима). Определение зоны воздействия должно основываться на комбини-

рованной оценке всех возможных потенциальных видов воздействия и их времен-

ного масштаба, оценке ущерба для животного и растительного мира, оценке ава-

рийных ситуаций. Учитывая различия в реакции на воздействия у разных компо-

нентов ООПТ, необходимо не приводить к среднему значению зоны разных видов воздействия, а выделять наиболее значимые с учетом специфики охраняемой тер-

ритории (категория, профиль, статус, международное значение), степени уязви-

мости объектов охраны, а также существующего антропогенного воздействия на ООПТ с помощью весовых коэффициентов.

Размеры зоны влияния могут интерпретироваться, как дальность распро-

странения влияния аварийного разлива ННП. Например для нефтяных и газовых промыслов такие зоны приняты 5 км, для трубопроводов — 1 км, соответственно и для железной дороги, как транспортирующей ННП, можно принять зону рас-

пространения в 1 км. Но учитывая возможность воздействий на ООПТ, как на совокупность различных компонентов природной среды (флора, фауна, воздуш-

ная среда, водная среда и т.п.), допускаем, что зона прямого и косвенного воздей-

ствия на ООПТ может быть увеличена до 2—5 км для деятельности на суше, 3— 10 км в случае воздействий на поверхностные водные объекты [132]. Таким обра-

зом, с учетом вышесказанного, примем в нашей работе зону воздействия желез-

ной дороги на прилегающую территорию шириной в 3 км.

Особенно существенными негативные последствия для ООПТ могут быть в связи с аварийной ситуацией, в частности с разливом нефти или нефтепродуктов.

При безаварийном режиме работ наиболее негативное воздействие на ООПТ мо-

жет быть оказано на этапе эксплуатации (беспокойство, изменение свойств воз-

душной и водной среды и др.) в связи с накоплением ЗВ в балластном слое желез-

нодорожного полотна. Временной масштаб воздействия при этом может быть хроническим, а интенсивность воздействия на ООПТ повышаться до значитель-

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

48

ного уровня.

Оценка негативного влияния ЧС с ННП на ООПТ должна включать в себя анализ всех возможных потенциальных видов воздействия, их пространственный и временной масштаб, выделение наиболее значимых с учетом специфики охра-

няемой территории. В системе обеспечения экологической безопасности перево-

зок нефтепродуктов по железной дороге, как составляющей общей безопасности,

важной представляется содержательная интерпретация данных. Наиболее инфор-

мационной является картографическая интерпретация информации. На основе со-

поставления карты железных дорог и карты ООПТ, а так же учитывая расположе-

ние водных объектов, представлена карта природоохранных уязвимых террито-

рий. Для таких зон необходима проработка особых технических и организацион-

ных условий (включая страхование опасных грузов при перевозке через уязвимую территорию) в целях концентрации финансовых возможностей в случае необхо-

димости ликвидации последствий аварийных ситуаций (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Карта сопряжения Дальневосточной железной дороги с особо охраняемыми природными территориями и водными объектами.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

49

Неравномерность антропогенной и экологической нагрузки, нарушение экологического равновесия прилегающей к железнодорожному полотну террито-

рии является одной из главных причин возникновения угрозы чрезвычайной си-

туации.

Важным аспектом в системе предупреждения аварийных ситуаций является процесс моделирования системы предупреждения, включающий в себя этап со-

поставления модели местности, включающей в себя картографическую информа-

цию (уязвимость, рельеф, техническая база) с моделью поведения нефти при раз-

ливах на основе аварийных карточек.

Результатом является получение показателей (уязвимостей), характеризую-

щих загрязнение: конфигурация нефтяного пятна, площадь с концентрацией за-

грязнителя, а так же наличие объектов, воспринимающих негативное влияние [6].

Основную опасность представляет нефть, разлитая непосредственно на земле, где она испаряется, подвергается окислению и воздействию микробов.

При пористой почве и низком уровне грунтовых вод нефть может загряз-

нять грунтовые воды. Анализ полученной информации позволяет принимать аде-

кватные вызову организационно-технические решения по ликвидации последст-

вий разлива, расчета сил и средств для проведения работ.

Карта уязвимости позволяет определить места концентрации технических средств для ликвидации последствий возможных чрезвычайных ситуаций с уче-

том экологической сохранности уникальных природных территорий, находящих-

ся под охраной государства.

Карта сопряжения с ООПТ и водными объектами является одним из исход-

ных информационных ресурсов, рассмотренных автором для построения матриц единичных уязвимостей и ранжирования уязвимости территории влияния желез-

ной дороги, определения комплексного территориального коэффициента (КТК).

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

50

2.3Обоснование применения спутниковых навигационных систем для отслеживания опасных грузов на железнодорожном транспорте

Ввиду особого значения обеспечения безопасности перевозок ННП, как ос-

новного источника ЧС в Дальневосточном регионе, требуются «прорывные тех-

нологии» для реализации поставленной цели. Наиболее перспективными в этом плане представляются спутниковые системы навигации и контроля. Опыт приме-

нения таких технологий в мире насчитывает более 50 лет. Первопроходцами яв-

ляются системы TRANSIT (США) и ЦИКАДА (СССР), развернутые в начале

1960-х, на низких орбитах. Более совершенные системы второго поколения нача-

ли реализовываться с запуска в 1977 году министерством обороны США спутника системы NAVSTAR [30]. В 1983 году система была открыта для использования в гражданских целях, а с 1991 года были сняты ограничения на продажу Global Positioning System (GPS) оборудования в СССР. Полностью развернута система бы-

ла в 1993 году, а затраты на её реализацию превысили 15 млрд. долларов США

[30].

Наиболее распространенным названием американской системы спутнико-

вой навигации NAVSTAR является GPS, главная станция управления которой расположена в Колорадо-Спрингс. Основное предназначение GPS – определение координат объекта на земле, в море и околоземном пространстве. Орбиты спутни-

ков и параметры орбит заданы таким образом, чтобы покрывать всю земную по-

верхность и получать в любой момент времени сигналы от 5 до 12 спутников од-

новременно [127]. Использование GPS играет важную роль в навигации военных и гражданских объектов, а также в работе спасательных служб в системе КОС-

ПАС-SARSAT [57]. Эта система в соответствии с международно-правовыми до-

кументами Международного авиационного и морского наставления по поиску и спасению (INTERNATIONAL AERONAUTICAL AND MARINE SEARCH AND RESCUE – IAMSAR) (ИАМСАР) используется для отслеживания местоположе-

ния терпящего бедствие транспортного средства [57].

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

52

ласти стоимость запуска может быть еще существенно снижена);

Результатом действия программы модернизации спутников и наземных комплексов управления явилось увеличение точности навигационных определе-

ний системы ГЛОНАСС в 2-2,5 раза, что составит порядка 2,5-2,8 м для граждан-

ских потребителей [18].

С 1 января 2015 года введена в промышленную эксплуатацию государст-

венная автоматизированная информационная система «ЭРА-ГЛОНАСС» Предпо-

лагается использование и развитие технологической инфраструктуры этой систе-

мы в интересах государственных и других информационных систем, создание но-

вых технологий гражданского назначения с использованием возможностей систе-

мы, расширение качества и количества предоставляемых услуг, внедрение нави-

гационно-информационных технологий и систем в различные области повседнев-

ной жизни и экономики.

Удешевление и развитие качественных характеристик системы ГЛОНАСС позволяет активно внедрять спутниковые навигационные системы (СНС) для обеспечения безопасности транспортных систем. Международная морская орга-

низация через обязательные для исполнения всеми судами международные «ин-

струменты» приняла решение об оснащении морских судов средствами высоко-

точного определения местоположения с использованием СНС. К настоящему времени, в качестве возможных спутниковых систем, одобрены американская

GPS и российская ГЛОНАСС. В соответствии с международными нормами, мор-

ские суда, включая суда под флагом Российской Федерации, обязаны иметь спут-

никовые средства определения места систем ГЛОНАСС или GPS [38].

Опыт использования СНС на море привел к развитию большого количества прикладных технологий, позволяющих решать задачи судовождения, безопасно-

сти мореплавания, морской безопасности, мониторинга и управления судоходст-

вом с использованием информации СНС [38].

Системы мониторинга транспорта с момента их появления прошли путь от ненадежных и примитивных устройств, передававших информацию по запросу в коротких текстовых сообщениях или при помощи CSD соединения, до сложных

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

53

программно-аппаратных комплексов, максимально автоматизированных, исполь-

зующих последние достижения микроэлектроники и прикладной математики.

Двухсистемный ГЛОНАСС/ GPS трекер позволяет максимально точно оп-

ределить координаты транспортного средства, а при наличии подключенных дат-

чиков и его необходимые технические характеристики. При современном уровне развития СНС и невысокой стоимости услуг GSM операторов становится воз-

можным организовать качественный контроль в реальном времени [18].

В связи с развитием системы спутниковой навигации и необходимостью минимизации рисков, связанных с перевозкой опасных грузов (в частности нефти и нефтепродуктов) становится особенно актуальным применение её для железно-

дорожного транспорта. Автоматическое и автономное и определение местополо-

жения цистерн с опасным грузом позволяет реализовать систему управления и обеспечения безопасности с использованием минимального дополнительного количества технических средств.

Актуальным является не только оснащение железнодорожных транспорт-

ных средств спутниковыми навигационными приемниками, но и обеспечение эф-

фективного использования навигационных данных.

Для достижения реального технического и экономического эффекта необ-

ходима организация комплекса по обеспечению безопасности и управления пере-

возками опасных грузов, включающего в себя систему отслеживания и идентифи-

кацию места события [38]. Для этой цели необходимо решить задачу интеграции СНС с геоинформационными системами (ГИС) - электронными картами уязвимо-

сти территории влияния железной дороги. В этом случае система мониторинга подвижных объектов работает по следующей схеме (рисунок 2.2).