CC BY
96
В-четвертых, необходимо сравнивать и разрабатывать системы стимулирования инновационной деятельности малого бизнеса в условиях действия режимов ВТО с учетом того, что именно «можно» и что именно «нельзя» делать в течение переходного периода и после его завершения.
1. Инструменты поддержки и защиты малого и среднего бизнеса в условиях глобальных рынков: мат. XIII Всеросс. конф.
представителей малых и средних предприятий (14 мая 2013 г., г. Москва). М., 2013.
2. Храмова А.В., Цопа Н.В. Особенности применения инноваций в антикризисном управлении предприятием // Вестник Саратовского государственного социально-экономического университета. 2015. № 2 (56). С. 20-25.
3. URL: http://www.siora.ru.
4. URL: Ь|йр:/^аЬоу.ги/всё-про-науку/когда-россия-вступила-в-вто.Мт1.
[email protected] Станислав Рувимович Ревзин,
кандидат экономических наук, доцент кафедры финансов, Саратовский социально-экономический институт (филиал)
ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова»
(gy [email protected] Александр Николаевич Маликов,
кандидат экономических наук, доцент, Саратовский социально-экономический институт (филиал) УДК 336:658 ФГБОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова»
ОЦЕНКА РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ АВАРИИ
Статья посвящена исследованию риска возникновения гидродинамической аварии. Экологический ущерб рассматривается как функция от степени опасности природных и технологических процессов и степени уязвимости территории или гидротехнического объекта, на которые воздействует процесс. Опираясь на результаты проведенного анализа причин возникновения аварийных ситуаций на гидротехническом объекте, авторы установили основные факторы, способные вызывать гидродинамическую аварию.
Ключевые слова: экологический риск, экономический ущерб, гидротехнический объект, природоохранные мероприятия.
S.R. Revzin, A.N. Malikov
RISK ASSESSMENT OF HYDRODYNAMIC FAILURE
The paper studies the risk of hydrodynamic accidents. Environmental damage is considered as a function of the degree of danger of natural and technological processes and the vulnerability of the premises of hydraulic facilities and territories that may be affected by those processes. Based on the results of the analysis of the causes of accidents at hydraulic structures the authors identify the main factors that can cause hydrodynamic accidents.
Keywords: environmental risk, economic damage, hydraulic facility, environmental protection measures.
Научно-технический прогресс приводит к созданию мощных технических устройств и систем, от безопасности использования которых зависит жизнь людей. В то же время происходит немало техногенных катастроф, разрушений вследствие терактов и природных катаклизмов: пожаров, наводнений. Одним из направлений экологической безопасности является строительство и эксплуатация гидротехнических сооружений. Сильнейшие наводнения последних лет в городе Ленске, Краснодарском крае, Западной Европе, авария на Саяно-Шушенской гидроэлектростанции заставляют по-новому взглянуть на проблему использования плотин, дамб, перекрытий на реках.
При оценке экономического ущерба через категорию риска предполагается рассматривать ущерб как функцию от следующих величин: степень опасности (интенсив-
ности) процессов и степень уязвимости территории или объекта, на которые воздействует процесс.
Степень опасности, в свою очередь, зависит от вероятности опасности и ее интенсивности, определяемой особенностями территории.
Уязвимость - это повреждаемая часть объекта. При этом риск (И) определяется как вероятностная мера опасности, установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за определенное время:
И = Р(И)Р(Р/И), (1)
где Р(И) - вероятность опасности (если полагать, что опасность характеризуется всегда одной интенсивностью); Р(Р/И) - вероятность повреждения объекта (уязвимость) при реализации опасности (условная вероятность).
Так как опасный процесс даже при одинаковой вероятности его наступления может характеризоваться разной интенсивностью в зависимости от специфики местности, то наносимый ущерб (У) рассчитывается по формуле:
У1(И) = Р(Н)Ут(Н)У1(Н)й1 (2)
или
У(Н) = яр, (3)
где Ут(Н) - интенсивность опасности для данной территории; У(Н) - степень уязвимости (вероятность разрушения) 1-го объекта; й, - балансовая стоимость 1-го объекта.
Уязвимость характеризуется величиной потерь, вызванных в течение фиксированного времени воздействием опасного процесса определенной интенсивности на территорию или объект. Уязвимость является наиболее существенной компонентой риска, оказывающей влияние на его снижение, так как управление ограничивается в настоящее время инженерной защитой объектов и не распространяется на управление самими опасными процессами.
Оценка уязвимости реципиентов вытекает из предположения о возможности частичного их повреждения в результате опасного процесса.
Последовательная оценка опасности, зависящая от природных и техногенных условий, и уязвимости объекта опасности дает возможность оценить риск от негативных процессов и далее использовать уже разработанный и используемый во многих сферах экономики аппарат управления рисковыми ситуациями с целью снижения экономического ущерба от экологических нарушений.
По данным статистики аварий на гидротехнических сооружениях, значение риска составляет 10-3 - 10-5 в год в зависимости от типа сооружений. Нормативное значение риска для гидроузла в целом определяется нормативными значениями риска для каждого сооружения в отдельности (водосбросное сооружение, земляная плотина, трубчатые водоспуски-водозаборы). Для постоянно находящихся в эксплуатации гидротехнических сооружений верхние и нижние границы нормативного риска для сооружений IV класса капитальности имеют значения соответственно 6*10-3 и 5*10-3, что соответствует шести или пяти авариям в год на одной тысяче водопроводных сооружений.
Для Саратовской области, где общее количество построенных земляных плотин составляет порядка 500, допустимое число аварий по нормативам составляет 3, что примерно и соответствует действительности.
Статические данные по разрушению земляных плотин представлены в табл. 1. За нормативное значение риска для водохранилища принимаем верхнее значение, равное 6*10-3.
Нормативное и назначаемое значения риска для отдельных элементов земляной плотины представлены в табл. 2.
Назначаемое значение риска определяется по каждому элементу земляной плотины в отдельности в зависимости от конструктивных параметров с учетом результатов натурного обследования и проводимых инструментальных съемок.
Таблица 1
Структура основных причин разрушения земляных плотин
Причины разрушения %
Недостаточная пропускная способность водосливных сооружений при земляной плотине 39
Усиленная фильтрация через тело и основание плотины, сопровождающаяся вымыванием грунта 29
Контактная фильтрация вдоль сооружений, проходящих через тело плотины 19
Недостаточный коэффициент устойчивости низового откоса 5
Ошибки обслуживающего персонала 8
Итого 100
Таблица 2
Нормативное и назначаемое значения риска для отдельных элементов земляной плотины IV класса капитальности
Причины разрушения Нормативное значение, Кн Назначаемое значение, Кнн
Недостаточная пропускная способность водосливных сооружений при земляной плотине 2,34х10-3 1,56х10-3
Усиленная фильтрация через тело и основание плотины (суффозия) 1,74х10-3 1,45х10-3
Контактная фильтрация вдоль сооружений, проходящих через тело плотины 1,14х10-3 0,95х10-3
Недостаточный коэффициент устойчивости низового откоса плотины 0,3х10-3 0,3х10-3
Ошибки обслуживающего персонала 0,48х10-3 0,48х10-3
Значение риска для плотины в целом 6х10-3 3,64х10-3
Анализ представленных значений нормативных и назначаемых значений риска по элементам земляной плотины водохранилища показывает, что наиболее высокие значения риска относятся к пропускной способности водосливных сооружений и потери фильтрационной прочности грунтов тела и основания плотины.
Опыт эксплуатации водохранилища (16 лет) показал, что пропускная способность водосбросного сооружения и водоспуска-водозабора находится в пределах проектных решений и соответствует гидравлическим расчетам. Пропускная способность водосбросного сооружения рассчитана на 1% обеспеченности, т.е. имеет коэффициент значения риска 1*10-2, назначаемое значение коэффициента риска имеет меньшее значение и составляет 1,56*10-3, что в конечном итоге обеспечивает эксплуатационную надежность и безопасность этого элемента.
В целом можно сделать вывод, что земляная плотина водохранилища имеет величину назначаемого риска ниже нормативного значения:
Кнн < Кн ^ 3,64*103 < 6*1СГ3.
На основе анализа причин возникновения аварийной ситуации на гидроузле можно сформулировать основные события, вызывающие гидродинамическую аварию, которые представлены в табл. 3.
Для анализа вероятных сценариев возникновения и развития аварий составлены блок-схемы, которые представлены в табл. 4-7.
Применительно к событию 1.1 (табл. 4), как наиболее опасному, при котором происходит перелив воды через гребень плотины, прорывная волна имеет самые большие параметры.
Для событий 1.2, 1.3, 1.4 (табл. 5-7) характерен эксплуатационный режим работы гидроузла, когда отметка уровня воды в водохранилище соответствует НПУ = 56,36 м и ниже.
Таблица 3
События, вызывающие гидродинамическую аварию
№ п/п Событие Причина
1.1 Переполнение емкости водохранилища Затор льдом или крупными плавающими предметами на входном оголовке водосброса, вертикальные и горизонтальные смещения конструктивных элементов водосбросного сооружения. Катастрофический приток воды водосбросной площади
1.2 Обрушение низового откоса плотины Повышение отметок депрессионной кривой фильтрации, выход из рабочих параметров работы дренажа, снижение фильтрационной прочности грунта тела плотины
1.3 Фильтрация по контакту с трубами водосбросного сооружения,водозабора Вертикальные смещения конструктивных элементов, потеря фильтрационной прочности грунта
1.4 Увеличение фильтрации через тело плотины Потеря фильтрационной прочности грунтов тела плотины. Увеличение отметки УВБ до форсированного
Таблица 4
Событие 1.1. Переполнение емкости водохранилища
Фаза Описание
Инициирующее событие Неуправляемый, аварийный подъем уровня воды в верхнем бьефе водохранилища
Причины Затор льдом или крупными плавающими предметами водосбросного сооружения, шахты, труб. Катастрофический приток воды с водосборной территории
Авария Перелив воды через гребень плотины
Механизм развития аварии Размыв тела плотины с образованием прорывной волны и затоплением части долины реки Малыковка
Ущерб: Критический Значительный Серьезный Незначительный Ничтожный
гибель людей
гибель животных
разрушение жилых и общественных строений
частота случаев Единичные Возможные Маловероятные Редкие Уникальные
Таблица 5
Событие 1.2. Обрушение низового откоса
Фаза Описание
Инициирующее событие Потеря фильтрационной прочности
Причины Повышение отметок положения депрессионной кривой фильтрации через тело плотины, вклинивание фильтрационного потока на низовом откосе выше отметок заслонного дренажа
Авария Потеря устойчивости низового откоса, обрушение и образование прорана в теле плотины
Механизм развития аварии В связи с повышением отметок положения депрессионной кривой фильтрации переход грунта тела плотины, находившегося в естественной влажности, во взвешенное состояние, снижение устойчивости откоса и обрушение
Ущерб: Критический Значительный Серьезный Незначительный Ничтожный
гибель людей
гибель животных
разрушение жилых и общественных строений
частота случаев Единичные Возможные Маловероятные Редкие Уникальные
Таблица 6
Событие 1.3. Фильтрация по контакту тела плотины с трубами водосбросного сооружения и водоспуска-водозабора
Фаза Описание
Инициирующее событие Вертикальное смещение подпорных труб водосброса
Причины Снижение несущей способности грунтов основания, снижение прочностных характеристик бетона, излом труб
Авария Образование прорана в теле плотины
Механизм развития аварии Образование сосредоточенного потока воды, размыв тела плотины с увеличением размеров отверстия и образование прорана
Ущерб: Критический Значительный Серьезный Незначительный Ничтожный
гибель людей
гибель животных
разрушение жилых и общественных строений
частота случаев Единичные Возможные Маловероятные Редкие Уникальные
Таблица 7
Событие 1.4. Увеличение фильтрации через тело плотины, основание плотины
Фаза Описание
Инициирующее событие Снижение фильтрационной прочности грунта тела плотины, основания. Уровня воды в верхнем бьефе 36 м
Причины Возникновение механической и химической суффозии в грунтах тела плотины, основания
Авария Образование прорана на гребне, низовом откосе плотины
Механизм развития аварии На низовом откосе образование мокрых пятен, бугорков из выносимого фильтрационным потоком грунта, возникновение ключей
Ущерб: Критический Значительный Серьезный Незначительный Ничтожный
гибель людей
гибель животных
разрушение жилых и общественных строений
частота случаев Единичные Возможные Маловероятные Редкие Уникальные
Анализ вероятных сценариев возникновения и развития аварий на водохранилище, который представлен в табл. 8, показывает, что частота реализации аварийной ситуации по отдельным элементам и гидроузлу в
целом относится к вероятной в диапазоне 0,0010,0001. Для количественной оценки ущерба от возникновения аварийной ситуации на гидроузле составлена табл. 9.
Таблица 8
Количественное и качественное описание частоты реализации опасности
Качественное описание Количественная мера
Случаи реализации за весь жизненный цикл объекта Диапазон частоты реализации опасности (случаев в год)
Определение Диапазон Толкование
Многочисленные >1 Более одного раза в год на объекте
Отдельные 1-0,1 Несколько случаев за десятилетие эксплуатации объекта
Единичные 0,1-0,01 Один раз за время существования объекта
Возможные 0,01-0,001 Отдельные случаи в практике Водохранилища №9
Маловероятные 0,001-0,0001 Отдельные случаи в практике эксплуатации подобных гидроузлов на территории РФ
Редкие 0,0001-0,00001 Отдельные случаи в мировой практике
Уникальные <0,00001 Не запрещенные законами природы
