Определение экономического ущерба окружающей природной среде в результате аварий на нефтепроводе

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………4

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА………………………….………5
1. Характеристика населенного пункта……………………………………...5

2.   ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЕЛИЧИНУ УЩЕРБА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ АВАРИЯХ НА НЕФТЕПРОВОДАХ……………………………………………………………....6

1. Определение количества нефти, вылившейся из нефтепровода вследствие аварии…………………………………………………………………6
2. Истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек………………………………………………………………...8

2.3.Истечение нефти из нефтепровода  с момента закрытия задвижек  до прекращения утечки………………………………………………………………9

3.   ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ…………………………..11

4.   ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ………….12

5.   ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ…………………...14

6.   ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ……………….........17

7.   ОЦЕНКА УЩЕРБА ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ДЕГРАДАЦИИ ЗЕМЕЛЬ………………………………………………………………………….18

8.   РАСЧЕТ РАЗМЕРА УЩЕРБА ОТ СВЕРХЛИМИТНОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ОТХОДОВ…………………………………………….........................................19

9.   ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ НЕФТЬЮ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ…………………………………………………….........20

10.  ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АМОСФЕРЫ……………………………………………………………………..20

11.  ПЛАТА ЗА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ АВАРИЯХ НА МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕПРОВОДАХ………………………………………………………..........21

12.  ХАРАКТЕРИСТИКА ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ, СЛОЖИВШЕЙСЯ НА ТЕРРИТОРИИ

НАСЕЛЕЛЕННОГО ПУНКТА…………………………………………………22

13.  СОСТАВ СИЛ И СРЕДСТВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ЛоКАЛИЗАЦИИ  И ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВА НЕФТИ………………………………………...23

1. Расчет комплекта машин экскаватор – автосамосвал…………………..23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….26

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………..27

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Аварийные разливы нефти и нефтепродуктов, имеющие место на объектах нефтедобывающей  и нефтеперерабатывающей промышленности, при транспорте этих продуктов наносят  ощутимый вред экосистемам, приводят к  негативным экономическим и социальным последствиям.

В связи  с увеличением количества чрезвычайных ситуаций, которое обусловлено ростом добычи нефти, износом основных производственных фондов (в частности, трубопроводного  транспорта), а также диверсионными  актами на объектах нефтяной отрасли, участившимися в последнее время, негативное воздействие разливов нефти  на окружающую среду становится все  более существенным. Экологические  последствия при этом носят трудно учитываемый характер, поскольку  нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всех видов живых организмов и  накапливается в биомассе.

Целью курсовой работы является получение теоретических  и практических знаний в области  разливов нефти и нефтепродуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
1. Характеристика населенного пункта

 

Рязанская область расположена  в центре европейской части России, в понижении между Среднерусской  и Приволжской возвышенностями  в центральной части Русской равнины. Протяженность на 220 километров с севера на юг и на 259 километров с запада на восток. Расстояние от окружной дороги Москвы до границы области — 147 км. Граничит: на севере с Владимирской областью, на северо-востоке — Нижегородской, на востоке — Республикой Мордовия, на юго-востоке — Пензенской областью, на юге — Тамбовской и Липецкой, на западе — с Тульской и на северо-западе — с Московской областью.

Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января −10,6 °C, июля +19,7 °C. Осадков около 550 мм в  год, максимум летом, 25—30 % всех осадков  выпадает в виде снега.

Рязанская область расположена  в подтаёжной (левобережье Оки) и  лесостепной (правобережье Оки) зонах. Леса занимают около 1/3 территории; они  сосновые на северо-западе, широколиственно-сосновые на севере и юго-востоке; на юго-западе — незначительные участки широколиственных лесов. На крайнем юго-западе — степная  растительность.

 

 

 

 

 

 

 

2. ОЦЕНКА ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЕЛИЧИНУ УЩЕРБА ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ АВАРИЯХ НА НЕФТЕПРОВОДАХ

 

2.1 Определение количества нефти, вылившейся из нефтепровода вследствие аварии.

 

Расчет  количества нефти, вылившейся из трубопровода, производится в 3 этапа, определяемых разными  режимами истечения: истечение нефти  с момента повреждения до остановки  перекачки; истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки  до закрытия задвижек; истечение нефти  из трубопровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки.

       Объем V₁ нефти, вытекшей из нефтепровода с момента τ_а возникновения аварии до момента τ_о остановки перекачки, определяется соотношением/5/:

                                     V₁= Q₁ ∙ τ₁ = Q₁(τ_о – τ_а ) ,                                          (2.1)

где V₁ – объем нефти, вытекшей из нефтепровода с момента возникновения аварии до остановки перекачки, м³ ;

        τ₁ – продолжительности истечения нефти из поврежденного нефтепровода при работающих насосных станциях, ч ;

        Q₁ – расход нефти через место повреждения с момента возникновения аварии до остановки перекачки, м³/ч ;

        τ_о – время остановки насосов после повреждения, ч ;

          τ_а -  время повреждения нефтепровода, ч .

       Время повреждения τ_а и остановки τ_о насосов фиксируется системой автоматичного контроля режимов перекачки.

Для определения  V₁ необходимо проверить ряд условий.

Условие первое:

                                   Q' - Q_o < 0.                                                  (2.2)                      

Согласно  исходным данным Q' =1,14 м³/с, Q_o = м³/с, тогда

 

Поскольку условие не выполняется, проверяется второе условие

                P" = 0 или P" < (Z_n – Z₂)ρg   или 0,                                 (2.3)

где P" – давление  в конце участка, P" = 10,9·10⁴ Па;

Z_n - геодезическая отметка перевальной точки на рассматриваемом участке, равна 141,7м;

Z₂ - геодезическая отметка конца участка нефтепровода, равна 153,6 м;

ρ - плотность нефти, равна 830 кг/м³

В результате получается:

1. P"≠0;
2. P" < (Z_n – Z₂)ρg = (141,7-153,6)· 830·9,81 = -96893,37Па

P"> 307622Па,

Поскольку все условия не выполняются, то Q₁ определяем по (2.4).

Расход  нефти через место повреждения Q₁ (рисунок) определяется из выражения

                    (2.4)

 

где Q' - расход нефти в поврежденном нефтепроводе, м³/с;

Q₀ - расход нефти в исправном нефтепроводе при работающих насосных станциях, м³/с;

ℓ - протяженность участка нефтепровода, заключенного между 2 насосными станциями, м;

Z₁ - геодезическая отметка начала участка нефтепровода, м;

Z₂ - геодезическая отметка конца участка нефтепровода, м;

P" - давление в конце участка нефтепровода в поврежденном состоянии, Па;

i_o - гидравлический уклон при перекачке нефти по исправному нефтепроводу;

m_o - показатель режима движения нефти по нефтепроводу в исправном состоянии.

Согласно  исходным данным Q' =1,14м³/с, Q₀ =0,9 м³/с, ℓ =108000м, Z₁ =141,7м,  Z₂=153,6м, P" =10,9*10⁴ Па, i_o =0,01, m_o =1,75, тогда

_{=1,137 м³/с}

Согласно  исходным данным, t_о  = , t_а  = , тогда

.

 

 

2.2 Истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек.

 

Напор в  отверстии, соответствующий i-му элементарному интервалу времени, рассчитывается по формуле

                                        (2.5)

где Z_м - геодезическая отметка места повреждения, м;

h_a - напор, создаваемый атмосферным давлением, м принимается равным 10м;

h_Т – глубина заложения нефтепровода м.

Согласно  исходным данным Z_i =174,60м, Z_M=169,80м, h_T=2.3м, h_a=10м, тогда

h_i = 174,60 - 169,80 - 2,3 - 10= -7,5м

Так как напор  в отверстии получился отрицательным, то истечение нефти из трубопровода с момента остановки перекачки до закрытия задвижек происходить не будет, следовательно, V₂ = 0/5/.

2.3.Истечение нефти из нефтепровода с момента закрытия задвижек до прекращения утечки.

 

Основной объем вытекающей после  закрытия задвижек нефти  определяется по формуле:

                                        

где - суммарная длина участков нефтепровода между двумя перевальными точками или 2 смежными с местом повреждения задвижками, возвышенных относительно места повреждения и обращенных к месту повреждения, за исключением участков, геодезические отметки которых ниже отметки повреждения, м.

d_вн – внутренний диаметр нефтепровода, м, по заданию d_вн = 0,6 м;

l' – суммарная длина участков нефтепровода между двумя перевальными точками или 2 смежными с местом повреждения задвижками, возвышенных относительно места повреждения и обращенных к месту повреждения, за исключением участков, геодезические отметки которых ниже отметки повреждения, м.

Поскольку точки, возвышенные относительно места повреждения и обращенные к месту повреждения, за исключением участков, геодезические отметки которых ниже отметки повреждения «М» отсутствуют, то

ℓ' = 0, следовательно, основной объем вытекающей после закрытия задвижек нефти V₃^/ =0 

Объем стока  нефти из нефтепровода с момента  закрытия задвижек равен

                                               (2.7)

где ΔV₃ – дополнительный сток нефти после закрытия задвижек, определяемый объемом участка с частичным опорожнением в зависимости от положения нижней точки контура повреждения относительно поверхности трубы и профиля участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения, м³.

Профиль участков нефтепровода, примыкающих к месту повреждения

Согласно  исходных данных, угол порыва по нижней образующей от вертикальной оси равен  90^о

Дополнительный  сток нефти после закрытия задвижек ΔV₃, м³, определяется по формуле

ΔV₃= А·D_вн³[1/k(x_i)+ 1/k(x_j)]+CD²_вн (x_t+1-x_t)]          (2.8)

Коэффициенты  k(x_i) и k(x_j) определяются по формулам

k(x_i) = |(Z_{i + 1} - Z_i )/(X_{i +1} - X_i ) |                                   (2.9)

k(x_i) = |( 169,8 – 112,4)/(52000 – 51000) | = 0,0574.

k(x_j) = |(Z_{j + 1} – Z_j )/(X_j+1 – X_j ) |                                (2.10)

k(x_j) = |( 169,8 – 167,8)/(54000– 55000) | = 0,002.

 

Согласно  приложению 4 /2/, А=0,720, С=0,392.

Согласно  профилю участков нефтепровода x_t+1=54000м, x_t=52000м, тогда

ΔV₃=0,720*0,6[1/0,0574+1/0,002]+0,392*0,6(54000-52000)=362,44м³

V₃=0+362,44=362,44м³

        Общий объем вылившейся при  аварии нефти определяется суммой  объемов истечения нефти с  момента возникновения аварии  до прекращения утечки:

                                         V = V₁ +V₂ +V₃                                              (2.11)

V=1705,5+0+362,44=2067,94м³

Определяем массу вылившейся нефти  из нефтепровода при аварии:

                                         М = ρ∙V                                                      (2.12)

М = 830∙2067,94= 1716390,2 кг = 1716,4 т.

 

 

 

3.  ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЕЛЬ

 

Основными факторами, определяющими величину ущерба, наносимого окружающей природной  среде при авариях на нефтепроводах, являются: количество вылившейся из нефтепровода нефти и распределение ее по компонентам  окружающей среды; площадь и степень  загрязнения земель; площадь и  степень загрязнения водных объектов; количество углеводородов, выделившихся в атмосферу.