Расчеты риска в гидротехническом строительстве

• Автор: Тимофеева, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РИСКА И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИНТЕГРАЛЬНОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ РИСКА
1.1 Методы оценки риска при авариях и ЧС различного типа
1.2 Методы оценки риска при решении проблем гидротехнического строительства
1.3 Основные положения интегрального метода оценки риска аварийных ситуаций
2. ОЦЕНКА РИСКА АВАРИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ (ГТС)
2.1 Определение полей поражающих факторов ГТС
2.2 Расчёты доз негативного воздействия на ГТС
2.3 Алгоритмы расчётов вероятности и риска аварий ГТС по данным декларирования их безопасности
3. ОЦЕНКА РИСКА ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ ТЕРРИТОРИЙ
3.1 Определение полей поражающих факторов при затоплении территорий
3.2 Оценка доз негативного воздействия при угрозе затопления территории
3.3 Расчёты вероятности поражения территорий при угрозе их затопления
3.4 Алгоритмы расчёта рисков поражения территорий при их затоплении
4. ОЦЕНКА КОСВЕННЫХ РИСКОВ И ВОПРОСЫ СТРАХОВАНИЯ РИСКОВ
4.1 Оценка риска поражения воздушной ударной волной интегральным методом
4.2 Оценка риска поражения тепловым излучением интегральным методом
4.3 Оценка риска поражения отравляющими химическими веществами интегральным методом
4.4 Анализ риска и страхование
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы :
К настоящему времени разработаны научно-методические основы оценки риска в различных областях деятельности человека. Наибольшие успехи в области оценки риска достигнуты в области задач обеспечения промышленной безопасности - в первую очередь для аварийных ситуаций, связанных с пожарами, взрывами, выбросами отравляющих химических веществ и т.п. В значительной мере разработана методология оценки риска для здоровья и безопасности человека при загрязнении различных элементов окружающей природной среды.
В последнее десятилетие активно проводятся исследования в области «управления рисками» для обеспечения геологической безопасности территорий и в области гидротехнического строительства.
Чрезвычайная важность задач обеспечения безаварийного функционирования гидротехнических сооружений связана с масштабами ущербов, к которым приводят аварии на этих сооружениях.
Годовой ущерб для территорий РФ (данные 2006 г.) от негативного воздействия подземных и поверхностных вод оценивается общей суммой 108.6 млрд.руб., в том числе от паводков, наводнений и затоплений 30 млрд.руб., от водной эрозии и обрушений берегов 23.5 млрд.руб., от водной эрозии почв (с/х угодья, лесное хозяйство, пашни) - 10 млрд.руб. в год. Согласно выполненным исследованиям повреждения различного рода имели место на 7 % зарегистрированных плотин из грунтовых материалов.
Аварии на гидротехнических сооружениях, в ряде случаев, имеют катастрофические последствия, связанные с гибелью значительного числа людей, огромным материальным ущербом, негативным социально-политическим резонансом.
Важность обеспечения безопасности функционирования гидротехнических сооружений получила отражение в ряде законодательных актов, прежде всего в законах: «О ЗАЩИТЕ НАСЕЛЕНИЯ И ТЕРРИТОРИЙ ОТ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА», «О БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ», « О ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ».
Повышение безопасности функционирования гидротехнических сооружений напрямую связано с оценкой текущего состояния сооружений, повышением надежности методов оценки вероятности возникновения аварийных ситуаций, достоверностью прогнозирования сценариев развития и учета социальных, экономических последствий аварийных ситуаций.
Это определяет высокую актуальность выполненных исследований, посвященных разработке методов оценки вероятности возникновения аварий, величины риска и ущерба в зависимости от критериев, определяющих надежность и безопасность функционирования гидротехнических сооружений.

Целью диссертационной работы являлась разработка методов интегральной вероятностной оценки риска аварий на гидротехнических сооружениях и связанных с ними прямых и косвенных рисков и ущербов.
Основные задачи диссертационной работы включали:
-обобщение процедур и алгоритмов вероятностной оценки риска возникновений аварийных ситуаций, связанных с эксплуатацией опасных промышленных объектов;
- разработка математической модели оценки вероятностей возникновения аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях;
- разработка методики интегральной вероятностной оценки риска и ущерба при авариях на гидротехнических сооружениях с учетом основных значимых параметров (превышением допустимых нагрузок и воздействий, проектных решения, условий эксплуатации сооружения, вероятных последствий и др.);
- разработка методики интегральной вероятностной оценки риска и ущерба при затоплении территорий;
- разработка методики вероятностной оценки косвенных рисков и ущербов, связанных с авариями на гидротехнических сооружениях;
- параметрическое обеспечение задач оценки рисков и ущербов в области гидротехнического строительства;
- адаптация разработанных методик оценки риска и ущерба к требованиям руководящих документов по декларированию безопасности гидротехнических сооружений;
- адаптация разработанных алгоритмов оценки риска к задачам страхования;
- апробация и внедрение разработанных методик и моделей в задачах оценки риска на объектах народного хозяйства.
Научная новизна полученных результатов
В представленной диссертационной работе получены следующие результаты, имеющие научную новизну:
- разработана математическая модель оценки вероятности возникновения аварийных ситуаций на гидротехнических сооружениях;
- выполнено теоретическое обоснование и предложена методика вероятностной оценки риска аварий в зависимости от интегральной характеристики состояния гидротехнических сооружений;
- разработаны алгоритмы для определения интегрального состояния гидротехнических сооружений на основе сочетания основных значимых критериев, характеризующих уязвимость сооружения и опасность при аварии;
- разработана методика вероятностной оценки риска и ущерба при затоплении в зависимости от основных значимых критериев, характеризующих уязвимость и опасность для рассматриваемых территорий при затоплении;
- разработаны алгоритмы комплексной оценки риска и ущербы для аварий на гидротехнических сооружениях с учетом косвенных рисков.
Личный вклад соискателя и методический уровень проведенных исследований
Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Ордена Трудового Красного Знамени комплексный научно-исследовательский и конструкторско-технологический инсти-

v= Y, ф[ bi Vo , (1.5)

где:
ф; - коэффициент значимости i-ro показателя уязвимости;
bj - значение кода i -ого показателя уязвимости;
Vo - нормирующий множитель показателя уязвимости.
Расчетные значения коэффициента уязвимости для каждого события, определяемого соответствующим кодом, приведены в таблице 12 работы [99].
Оценка риска аварии производится на основании экспертного анализа уровня опасности аварии и уровня уязвимости ГТС. Для оценки уровня риска аварии вначале рассчитывается коэффициент риска на основе принципа пересечения этих событий, т.е.:
Га = X V , (1.6)
где X - коэффициент опасности для ГТС;
V - коэффициент уязвимости ГТС.
Физический смысл коэффициента га состоит в том, что он представляет собой меру (дозу) опасного воздействия на данное ГТС с установленной степенью уязвимости.
Уровень безопасности ГТС оценивается по величине коэффициента риска га в соответствии с данными таблицы 13 работы [99], приведённой ниже в таблице 1.3.
Таблица
Классификация уровня безопасности ГТС по значению коэффициента риска аварии га
Уровень безопасности ГТС Коэффициен т риска аварии, г„
Нормальный уровень безопасности не более 0
Пониженный уровень безопасности свыше 0,15, но не более 0
Неудовлетворительный уровень безопасности свыше 0,3, но не более 0
Опасный уровень безопасности свыше 0
Диапазоны изменения коэффициента риска назначались таким образом, чтобы была возможность практически увязать степень риска аварии с качественными характеристиками уровня безопасности, регламентированными «Инструкцией о ведении Российского регистра гидротехнических сооружений», утвержденной Министерством природных ресурсов Российской Федерации, Министерством топлива и энергетики Российской Феде-