CC BY
10УДК 504.4.054: 502.4
В.С. Наумов, д.т.н., профессор ФГБОУВО «ВГУВТ» А.Е. Пластинин, д.т.н., доцент ФГБОУ ВО «ВГУВТ» 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНЫХ РАЙОНОВ РАЗЛИВОВ НЕФТИ В ЦИМЛЯНСКОМ ВОДОХРАНИЛИЩЕ
Ключевые слова: транспортное происшествие, участок аварийности, транспортные суда, разлив нефти, Цимлянское водохранилище
В статье приведены результаты статистических исследований по определению дислокации очагов аварийности транспортных судов в Цимлянском водохранилище. Определены фактические и теоретические границы участков аварийности. Установлено совпадение координат стационарных и передвижных источников разливов нефти. Результаты исследований использованы при разработке плана по предупреждению и ликвидации разливов нефти в Волго-Донском бассейне внутренних водных путей.
В связи с утверждением Положения о функциональной подсистеме организации работ по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях с судов и объектов морского и речного транспорта единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (приказ министерства транспорта Российской Федерации от 5 февраля 2016 года № 19) администрации бассейнов внутренних водных путей приступили к разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (в дальнейшем бассейновые планы). На основании заключенных государственных контрактов Волжский государственный университет водного транспорта осуществляет разработку, согласование и методическое сопровождение проектов бассейновых планов в Амурском, Байкало-Ангарском, Камском, Московском, Ленском, Волжском и ВолгоДонском бассейнах внутренних водных путей.
Основой планов является прогнозирование и анализ последствий разливов нефти от стационарных и передвижных источников чрезвычайных ситуаций, определение мест дислокации которых вызывает определенные трудности научно-методического характера: учет стохастических процессов возникновения, развития и воздействия поражающих факторов [1-3]; обширная география местоположения возможных источников разливов нефти [4-6]; разнообразие типов внутренних водных путей [7-9] и гидрометеорологических условий [10-12].
Целью данной работы является определение вероятных районов разливов нефти на основе анализа аварийности транспортных судов (на примере Цимлянского водохранилища).
Для определения потенциально опасных мест необходимо учитывать следующие причины, приводящие к транспортному происшествию и как следствие к разливу нефти [13-14]:
- навигационные опасности на пути движения судов: постоянные (габаритные размеры судового пути, стесненные для свободного прохода судов; значительная извилистость русла; перекаты) и временные (значительные колебания уровней воды, течения и т.д.);
- двухстороннее движение судов;
- неисправность пути и судоходной обстановки;
- ошибки в управлении судами;
- недостаточная квалификация судоводителей;
- ошибочные распоряжения береговых работников, отдаваемые судоводителям;
- гидродинамические особенности судна;
- неблагоприятные гидрометеоусловия (ветер, волнение, ограниченная видимость);
- выход из строя механизмов, особенности винто-рулевого комплекса и др.
На внутренних водных путях основными видами транспортных происшествий, приводящих к разливу нефти являются:
1) столкновения движущихся навстречу друг другу судов (буксируемых составов); удары и навалы на подводные и надводные препятствия, стоящие суда, на береговые сооружения (мостовые опоры, ворота шлюзов и др.);
2) посадка на мель [13].
Данные по транспортным происшествиям предоставлены Южным управлением государственного морского и речного надзора (Южное УГМРН РосТрансНадзора -письмо № 2127 от 24.09.2014 г.).
По статистическим данным за период с 2001 по 2014 годы в Цимлянском водохранилище произошло 17 аварийных случаев, сведения о которых приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Сведения об аварийных случаях в Цимлянском водохранилище
№ п/п Годы Цимлянское водохранилище
Всего Танкеры Сухогрузы
1 2001 2 0 2
2 2002 2 1 1
3 2003 3 1 2
4 2004 1 0 1
5 2005 0 0 0
6 2006 0 0 0
7 2007 1 1 0
8 2008 0 0 0
9 2009 0 0 0
10 2010 1 1 0
11 2011 3 1 2
12 2012 0 0 0
13 2013 2 0 2
14 2014 2 2 0
Итого 17 7 10
Алгоритм методики определения расположения потенциальных источников разливов нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях при эксплуатации судов [1] состоит из нескольких этапов, схематично представленных на рис. 1.
На основе данных таблицы 2 построена диаграмма распределения транспортных происшествий в Цимлянском водохранилище, представленная на рис. 2.
На следующем этапе определяется плотность аварийности в Цимлянском водохранилище для дальнейшего сравнения полученных значений с усредненной плотностью аварийности транспортных происшествий на каждом километре водохранилища.
В соответствии с методикой [1] плотность аварийности Цимлянского водохранилища составила 0,094 (в Цимлянском водохранилище за 14 навигаций произошло N = 17 транспортных происшествий, общая длина участка Ь = 181 км)
Далее выполнено усреднение значений плотности аварийности транспортных
происшествий на каждом километре реки методом сглаживания с использованием пятичленной скользящей средней [1]. Выбор интервала усреднения в 5 км позволил сгладить беспорядочные колебания уровней в ряду, что не происходит при интервале в 3 км, и одновременно этот интервал сохраняет все волны, некоторые из которых теряются при интервале в 7 км.
Диаграмма распределения усредненных значений плотности аварийности транспортных происшествий на каждом километре Цимлянского водохранилища представлена на рис. 3.
Таблица 2
Анализ аварийности в Цимлянском водохранилище за период с 2001 по 2014 гг.
№ Место аварии, км Дата Вид аварии Участники аварии
1 2708 11.09.2007 Посадка на мель т/х «Капитан Тимофеев»
2 2708 02.05.2003 Посадка на мель т/х «Весьегонск»
3 2720 06.10.2003 Посадка на мель т/х «Бармин»
4 2720 10.10.2002 Посадка на мель т/х «Ленанефть-2050»
5 2720 17.09.2004 Посадка на мель т/х «Плес»
6 2724.4 25.06.2014 Посадка на мель т/х «Мидволга-1»
7 2724,5 12.09.2001 Посадка на мель т/х «Дмитров»
8 2727,6 30.09.2001 Посадка на мель т/х «ОТА-862» с баржой «3757»
9 2736 20.11.2011 Посадка на мель т/х «Черноморск»
10 2737 15.08.2003 Столкновение т/х «Волгонефть-251» с т/х «Галф Трейдер»
11 2842 29.11.2013 Затопление судов Несамоходные баржи «ВД-1252», «ВД-1255П»
12 2757 06.10.2011 Посадка на мель т/х «Волгонефть-143»
13 2759 10.10.2011 Посадка на мель т/х «Волгодон-205»
14 2864 23.07.2014 Взрыв, пожар т/х «КаспианСтрим»
15 2770 09.09.2013 Затопление судов Катер МСП - рыболовное судно «18-69»
16 2787 26.10.2002 Посадка на мель т/х «Закамск»
17 2788 06.11.2010 Удар т/х «Омский-102» толкаемый состав т/х «Иракл» с нефтеналивной баржей «Артемида»
После усреднения с использованием диаграммы распределения плотности аварийности транспортных происшествий выявлены границы участков повышенной концентрации транспортных происшествий Цимлянского водохранилища при критическом значении плотности аварийности равной 0,094.
На последнем этапе с применением программы STATISTICA 8.0. определены очаги аварийности участков концентрации транспортных происшествий и фактические границы участков аварийности. Фактические границы участка аварийности определялись как границы доверительного интервала, в который попадает транспортное происшествие с вероятностью 95%.
Очаг аварийности является серединой (средневзвешенной арифметической средней) участка аварийности (концентрации транспортных происшествий), физический смысл, которого заключается в равной вероятности возникновения транспортного происшествия до и после очага аварийности [1].
Результаты определения очагов аварийности, теоретических и фактических гра-
ниц участков аварийности Цимлянского водохранилища (2691-2871 км) представлены в таблицах 3 и 4.
На рис. 4. показаны очаги аварийности на приплотинном участке Цимлянского водохранилища.
Рис. 1. Методика определения участков аварийности
Диаграмма распределения транспортных происшествии в Цимлянском водохранилище
-а
; = Й -
2,5
0,5
3
2
1 И 11 1 И 11
Километр реки Дон
Рис. 2. Диаграмма распределения транспортных происшествий в Цимлянском водохранилище
Рис. 3. Диаграмма усредненных значений плотности аварийности транспортных происшествий в Цимлянском водохранилище
Таблица 3
Участки концентрации транспортных происшествий
№ Дислокация участка, километры Цимлян- Протяженность участ- Количество слу-
ского водохранилища ка, км чаев
1 2706-2710 5 2
2 2718-2729 12 6
3 2734-2739 6 2
4 2755-2761 7 2
5 2768-2772 5 1
6 2785-2790 6 2
7 2840-2844 5 1
8 2862-2866 5 1
Таблица 4
Границы участков аварийности
№ Теоретическая граница участка аварийности, км Цимлянского водохранилища Фактическая граница участка аварийности, км Цимлянского водохранилища Очаг аварийности, км Цимлянского водохранилища
1 2706-2710 2706,4-2710,6 2708,5
2 2718-2729 2719,9-2726,1 2732,0
3 2734-2739 2730,6-2743,4 2737,0
4 2755-2761 2745,8-2771,2 2758,5
5 2768-2772 2770,0-2771,0 2770,5
6 2785-2790 2781,6-2794,3 2788,0
7 2840-2844 2842,0-2843,0 2842,5
8 2862-2866 2864,0-2865,0 2864,5
Рис. 4. Очаги аварийности на приплотинном участке Цимлянского водохранилища
Заключение
1) В результате выполненных исследований выявлено существование 8 очагов аварийности транспортных судов в Цимлянском водохранилище.
2) Из 8 очагов аварийности особую опасность представляют 2 очага, разливы нефти в которых могут оказать негативное воздействие на Цимлянскую гидроэлектростанцию и гидротехнические сооружения Ростовской атомной электростанции:
- очаг аварийности 2842,5 км;
- очаг аварийности 2864,5 км.
3) Важным статистическим наблюдением является полное совпадение координат очага аварийности 2864,5 км и рейда нефтеналивных судов (см. рис. 4).
4) Результаты исследований использованы при разработке плана по предупреждению и ликвидации разливов нефти Волго-Донского бассейна внутренних водных путей.
Список литературы:
[1] Наумов В.С., Бородин А.Н. Методика определения расположения потенциальных источников разлива нефти и нефтепродуктов на внутренних водных путях при эксплуатации судов // Речной транспорт (XXI век). 2009. №5. С. 81-83.
[2] Решняк В.И., Юзвяк З., Щуров А.Г. Регулирование эксплуатационного и аварийного загрязнения окружающей среды на объектах водного транспорта // Журнал Университета водных коммуникаций. 2013. № 1. С. 85-90.
[3] Пластинин А.Е. Оценка риска возникновения разливов нефти на внутренних водных путях // Наука и техника транспорта. 2015. № 1. С. 39-44.
[4] McCay D. F. et al. Estimation of potential impacts and natural resource damages of oil //Journal of hazardous materials. 2004. Т. 107. №. 1. С. 11-25.
[5] Etkin D. S. Modeling oil spill response and damage costs //Proceedings of the Fifth Biennial Freshwater Spills Symposium. 2004.
[6] Michel J. et al. An Issue Paper Prepared for the 2005 International Oil Spill Conference: Potentially Polluting Wrecks in Marine Waters //International oil spill conference. - American Petroleum Institute, 2005. №. 1. С. 1-40.
[7] Пластинин А.Е., Горбунов В.С. Оценка ущерба при разливах нефти на водных объектах // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Выпуск 33. - Н. Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2012. С. 53-59.
[8] Пластинин А. Е. Идентификация событий при разливах нефти с судов //Речной транспорт (XXI век). 2016. №1(77). С. 52-56.
[9] Наумов В.С., Пластинин А.Е. Оценка ущерба при разливах нефти на объектах транспортного комплекса // Журнал университета водных коммуникаций. 2010. №5(1). С. 152-157.
[10] Липатов И.В., Пластинин А.Е. Оценка гидродинамических условий при ликвидации разливов нефти // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова. 2014. № 5. С. 127-134.
[11] Naumov V., Plastinin A., Dikinis A. Forecasting the Boundaries of Dangerous Oil Spills in Sea and River Ports Areas. ICMRPProceeding. Singapore: December 15-16, 2015. Vol. 3, pp. 106-111.
[12] Пластинин А. Е. Оценка загрязнения при разливе нефти на водную поверхность // Журнал университета водных коммуникаций. 2013. № 18(2). С. 129-135.
[13] Приказ Минтранса РФ от 29.12.2003 № 221 (ред. от 27.12.2010) «Об утверждении Положения по расследованию, классификации и учету транспортных происшествий на внутренних водных путях Российской Федерации» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 29.01.2004 № 5493). URL: http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=113659 (дата обращения: 24.03.2017).
[14] Пластинин А.Е. Оценка риска возникновения транспортных происшествий // Речной транспорт (XXI век). 2013. № 3. С. 83-88.
DETERMINATION OF PROBABLE AREAS OF OIL SPILLS IN TSIMLYANSK RESERVOIR
V.S. Naumov, A.E. Plastinin
Keywords: accident, accident site, transport ships, oil spill, Tsimlyansk reservoir
The article presents the results of statistic studies on the determination of dislocations of centers of transport vessels accidents in the Tsimlyansk reservoir. The actual and theoretical boundaries of accident areas are determined. The coincidence of coordinates of stationary and mobile sources of oil spills is defined. The research results have been used in the developing of a plan for the prevention and elimination of oil spills in the Volga-Don basin of inland waterways.
Статья поступила в редакцию 25.10.2017 г.
УДК 629.5.06.001.2:621.643
Ж.В. Нго, аспирант, ФГБОУВО «АГТУ»
К.Н. Сахно, д. т. н, профессор, ФГБОУ ВО «Астраханский
Государственный Технический Университет»
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОМПЕНСАЦИИ ОТКЛОНЕНИЙ ТРАСС ТРУБОПРОВОДОВ СУДОВЫХ СИСТЕМ
Ключевые слова: трубопроводы, проектирование, монтаж, отклонение, область компенсации.
В представленной работе авторами рассматривается актуальная проблема повыше-
