Техногенные риски: виды, анализ, последствия
В последние десятилетия из телевизионных передач, новостей и прессы мы все больше узнаем об участившихся катастрофах: авариях автомашин, случаях крушений на железных дорогах, пожарах и неисправностях самолетов (вертолетов), а также теплоходов. Не значит ли это, что жить в мире становится все труднее, а прогресс замещается регрессом? Развиваясь в русле прогресса, сталкиваемся ли мы с растущим риском? Преодолимо ли это и как с этим бороться?
Опасности природного происхождения
Статистические данные
На планете нет такого места, где бы не было крупнейших катастроф. Наибольшее их количество приходится на восточную часть евразийского континента (39 % от общего числа катастроф, случившихся на Земле), далее по убыванию идут обе Америки (25 %), потом Европа (14 %) и Африка (13 %). На Океанию остается 10 %.
Возникает парадокс современной цивилизации: с эпохой НТР жизнь улучшается, средняя продолжительность жизни растет, мир становится безопаснее, но число крупных природных техногенных аварий и катастроф растет.
Итоги Всемирной конференции (Иокогама, 1994 г.) определили, что ущерб от высокоопасных природных проявлений каждый год увеличивается на шесть процентов.
На заре развития человека и общества первая эколого-технологическая катастрофа произошла при переходе от охотничьего образа жизни и собирательства к оседлому земледелию. Здесь причиной катастрофы выступал не разум, а стандарты и навыки «пещерного» мышления. Разум того человека мало отличался от современного. Им мешал накопленный опыт, локальные природные и социальные условия, также они не могли спрогнозировать будущее. Также не раз возникали локальные экологические кризисы: Месопотамия, Древний Египет, древняя Индия.
Что это такое?
Причины возникновения
Очень быстрыми темпами растет количество населения в городах. С 1970 г. численность людей на Земле возрастала на 1,7 % в год, а в городах и вовсе на 4 %. Увеличивался процент переселенцев в городах, они осваивали опасные для проживания места: свалки, склоны городских оврагов, поймы нечистых рек, прибрежные малообжитые участки и трассы тепловых линий, подвалы. Ситуация осложняется отсутствием необходимой инженерной инфраструктуры на новых территориях и на незаконченных стройках зданий и домов, не прошедших экологическую, технологическую экспертизу. Все это указывает на то, что города оказываются в центре стихийных бедствий. Отсюда и беды людей, приобретающие массовый характер.
Состоявшаяся в мае 1994 г. Всемирная конференция в городе Иокогама (Япония) приняла декларацию, констатирующую, что уменьшение ущерба от природных опасностей должно являться приоритетным направлением в государственной стратегии устойчивого развития. Такая стратегия развития (стратегия борьбы с природными опасностями) должна основываться на прогнозировании и своевременном предупреждении населения.
Определение термина
Классификация
Техногенные риски принято делить на внутренние и внешние. К внутренним рискам относятся:
К внешним рискам относятся:
Классы рисков по масштабу
Вследствие различия по видам последствий природно-техногенные риски можно разделить на допустимые классы:
Можем выделить, что катастрофы планетарного масштаба возникают в результате столкновения с крупными астероидами, от последствий «ядерной зимы». Катастрофы планетарного значения также возникают из-за смен полюсов Земли, оледенений огромных территорий, экологических потрясений и иных воздействий.
Национальные и региональные опасности объединим в один ряд: причины их возникновения (и последствия от них) одни и те же. Это сильнейшие землетрясения, наводнения и лесные (степные) пожары. Аварии на магистральных трубопроводах создают дополнительный риск для транспортных линий и линий электропередач. Угрозы при транспортировке больших масс людей и опасных грузов имеют важное значение в регионах.
Локальные местные и объектные аварии имеют большое значение, особенно для городов и окрестных районов. Такие явления, как обрушение зданий, пожары и взрывы на производстве и в гражданском строительстве, выбросы радиоактивных и отравляющих веществ, заметно сказываются на здоровье и жизни людей.
Итак, рассматривая вопрос о технических системах и техногенных рисках, можем резюмировать, что при нахождении в зонах действия ТС человек подвергается воздействию, которое определяется свойствами ТС и длительностью пребывания в опасной зоне. В связи с этим все более актуальной становится проблема надежности систем и технологического оборудования.
Риски техногенного характера классифицируются:
Для чего нужен анализ
Итак, техногенные экологические риски в целом выражают:
Экологические риски принято характеризовать по видам:
Процедура оценивания рисков
Оценка техногенных рисков производится по процедуре, включающей:
Способы уменьшения риска
Снижение техногенного риска зиждется на таких передовых методах, как:
Влияние на экологию
Последствия техногенных рисков в природе проявляются в загрязнении водоемов, почв, атмосферы и питьевой воды. К главным ресурсам питьевой воды относятся подземные грунтовые воды. Основными загрязняющими факторами являются:
Бытовой и строительный мусор, а также пищевые отходы могут быть источниками заболеваний.
Охрана труда
К настоящему времени сложилась достаточно проработанное направление в теории рисков, связанное с оценкой и управлением так называемыми техногенными рисками. Этот вид рисков связан с опасностями, существующими при строительстве, эксплуатации технических систем различной сложности. Различают технические устройства и технические системы.
Последние представляют собой системы различной сложности, состоящие из технических устройств и операторов, объединенных жесткой или гибкой структурой, правилами функционирования. В пределах технических систем осуществляется целенаправленный обмен веществом, энергией, информацией. Цель функционирования технических систем определена заранее.
Функциональная схема технической системы всегда направлена на реализацию поставленной цели и сопутствующих задач. Важной особенностью современных технических систем является их «включенность» в экономику. Помимо технических целей существуют и экономические цели функционирования таких систем. Зачастую в современных условиях технические цели существования этих систем являются подчиненными экономическим целям и сверхцелям.
В любом случае, функционирование технической системы требует материального и финансового обеспечения. Этим технические системы отличаются от природных экосистем, которые способны функционировать самостоятельно, без финансового и материально-технического обеспечения. Вместе с тем, экономическая «подчиненность» современных технических систем экономическим, финансовым и материально-техническим условиям оказалась практически вне поля зрения специалистов по техногенным рискам
Практически все технические устройства и технические системы вписаны в окружающую среду и взаимодействуют с ней, обмениваясь веществом, энергией и информацией. Для большинства сложных и сверхсложных технических систем подобный обмен с окружающей природной средой настолько велик, что оказывает на нее существенное влияние и вызывает в ней адаптивные изменения. Эти изменения могут затрагивать и окружающие экосистемы различного масштаба. В этом случае принято говорить о техноэкосистемах. Существование техноэкосистем различного масштаба также является результатом экономической деятельности человечества
Опасности для человека, связанные с различными техническими устройствами, появились с момента создания и использования этих устройств. Опасности связаны, в первую очередь, с неправильным функционированием этих устройств или неправильным их использованием. Последние опасности связывают с так называемыми ошибками операторов
Роль техногенных рисков весьма велика. В первую очередь их последствия проявляются в самой технической сфере. Ущербы в этом случае связаны с разрушением технических объектов, гибелью и травмами персонала, упущенной выгодой, штрафами, необходимостью ликвидации последствий в технической сфере и восстановительными работами.
Вместе с тем, очевидно, что последствия от этих рисков могут проявляться не только в самой технической сфере. Техногенные риски являются источником опасности для третьих лиц, угрожая им утратой имущества, жизни и здоровья, иными видами ущербов. Часто с ними связаны и экологические, и энвиронментальные риски, поскольку техногенные опасности вызывают появление специфических экологических и энвиронментальных опасностей.
Например, в результате техногенной аварии могут наблюдаться выбросы токсических химических веществ в атмосферу, гидросферу и литосферу. Можно сказать, что генерирование техногенных опасностей для природы и является отличительной чертой человечества как вида живых организмов. Только с человечеством связаны специфические экологические и энвиронментальные риски, обусловленные его технической деятельностью в колоссальных объемах.
Без оценки и управления техногенными рисками невозможно полноценное управление экологическими и энвиронментальными рисками в различных масштабах. Эти масштабы находятся в пределах от индивидуальных до глобальных рисков, влияющих на экономическую деятельность и существование человечества в современном виде в масштабах планеты
В свою очередь, природа также оказывает свое опасное влияние на технические системы. Природные явления являются источниками соответствующих опасностей для технических систем. Некоторые природные явления влияют на правильность функционирования технических систем и могут приводить к различным нештатным ситуациям в них.
Часть этих явлений может влиять на работу операторов и приводить к появлению ошибок операторов. Например, ограничение видимости, связанное с туманом, дождем, метелью, может приводить к ошибкам операторов (водителей автомобилей, пилотов самолетов, рулевых судов и т.п.) и вызвать различные инциденты с техническими средствами и системами
Переход технической системы в нештатное функционирование в такой дисциплине, как БЖД, принято называть инцидентом. Последствия этих инцидентов с техническими системами могут быть различной тяжести, определяемой суммой материального ущерба, количеством погибших, раненных и заболевших людей, площадью поражения окружающей среды, затронутостью субъектов территориального деления социума.
При этом масштаб потенциальных ущербов тесно связан с типом технической системы:
-технические системы серийного, крупносерийного и массового производства с единичной стоимостью 10000-100000 руб. (автомобили, сельскохозяйственные машины, станки, технологические установки и т.п.);
-уникальные технические системы единичного и мелкосерийного производства с единичной стоимостью порядка 10 7 —10 10 руб. (мощные энергоустановки, атомные реакторы, химические и металлургические установки, летательные аппараты, горнодобывающие комплексы, нефте- и газопроводы, плавучие буровые установки и т.п.)
Для технических систем первого рода широко используются традиционные методы проектирования и эксплуатации, большой объем ремонтно-восстановительных работ, относительно небольшие ущербы (1000— 10000 руб.) при отказе единичных экземпляров
Для технических систем второго рода характерно отсутствие опыта предшествующей эксплуатации, большой объем конструкторских разработок, стендовых испытаний и большие материальные (до 10 10 руб.) потери при отказах и авариях, а также значительный энвиронментальный, экологический ущерб
В данном пособии рассматриваются преимущественно техногенные опасности и риски, связанные с техническими системами второго рода. Интересно отметить, что имеющиеся данные по фактической частоте крупных аварий на технических объектах второго рода существенно превышают аналогичные расчетные величины, получаемые методами теории безопасности технических систем
Источниками техногенных рисков принято называть различные опасности, приводящие к нештатному функционированию технических систем или к ошибкам операторов. Различают внешние и внутренние источники для каждого технического устройства и каждой технической системы. Обычно при анализе техногенных рисков ограничиваются внутренними и внешними источниками, связанными непосредственно с функционированием рассматриваемой технической системы или техноэкосистемы
К внешним источникам обычно относятся:
— природные воздействия, связанные с опасными явлениями природы;
— внешние пожары, взрывы;
— внешние техногенные воздействия (столкновения, аварии и катастрофы на других технических объектах и т.п.);
— внешние бытовые воздействия (отключение питания, водоснабжения, протесты населения);
— диверсии, акты терроризма;
К внутренним источникам обычно относятся:
— ошибки собственных операторов;
— отказы технических устройств в составе технической системы;
— разрушения несущих конструкций вследствие дефектов или усталости конструкционных материалов;
— внутренние аварии, вызванные отключением питания, водоснабжения, перерывом технологических процессов и т.п.;
— внутренние пожары, взрывы;
— структура технической системы, наличие узлов и цепочек инцидентов;
Для технических объектов характерно накопление определенных запасов энергии, концентрация энергии на ограниченных пространствах. Освобождение этой энергии порождает специфические опасности, называемые силами или опасностями разрушения. Накопление химической энергии приводит к возрастанию опасностей пожаров и взрывов, выбросов токсических и ксенобиотических веществ в окружающую среду.
Накопление потенциальной энергии воды приводит к возрастанию гидродинамической опасности. Накопление электрической энергии приводит к увеличению опасностей взрывов, поражения током, пожаров, электромагнитных поражений. Иногда эти источники опасностей разрушения выделяют в отдельную группу при факторном анализе
Анализ техногенных рисков при строительстве и эксплуатации мостов в Республике Беларусь Текст научной статьи по специальности « Строительство и архитектура»
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Гулицкая Л. В., Кущ Н. Н., Шиманская О. С.
RISK ANALYSIS DURING THE BRIDGE CONSTRUCTION AND OPERATION IN BELARUS REPUBLIC
In the paper the industrial risk analysis during the bridge construction and operation is presented as well as the recommendations for the risk minimization are proposed.
Текст научной работы на тему «Анализ техногенных рисков при строительстве и эксплуатации мостов в Республике Беларусь»
УДК 624.21:53.085.32 (476)
Л. В. ГУЛИЦКАЯ, Н. Н. КУЩ, О. С. ШИМАНСКАЯ (Белорусский национальный технический университет, Минск, Беларусь)
АНАЛИЗ ТЕХНОГЕННЫХ РИСКОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ МОСТОВ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ
У статп представлено анатз техногенних ризишв при будiвництвi та експлуатаци моспв, а також запро-поновано рекомендацп з мшшзаци ризик1в.
В статье представлен анализ техногенных рисков при строительстве и эксплуатации мостов, а также предложены рекомендации по минимизации рисков.
In the paper the industrial risk analysis during the bridge construction and operation is presented as well as the recommendations for the risk minimization are proposed.
Автодорожные мосты и путепроводы относятся к инженерным сооружениям, которые работают в сложных условиях, несравнимых с основными типами гражданских и промышленных зданий, которые рассчитываются на заранее определенные фактические нагрузки. Даже железнодорожные мосты работают в менее сложных условиях, так как по ним обращаются строго определенные нагрузки, параметры которых не меняются десятки лет. Кроме того, железнодорожные пути располагаются в строго определенном месте моста или путепровода, которое обеспечивает оптимальное загружение пролетного строения.
Иная картина на автодорожных мостах и путепроводах. Автомобили перемещаются не только вдоль моста, но и поперек его. Нередки случаи прохождения сверхнормативных нагрузок, так как не везде есть пункты взвешивания.
При строительстве мостов основной причиной рисков является человеческий фактор. К составляющим такого фактора следует относить:
— ошибки при разработке проектов производства работ и им подобных технологических схем (уравновешенного монтажа, надвижек пролетных строений и т.д.);
— отступления от строительного проекта и грубые нарушения технологии строительства;
— отсутствие должного контроля со стороны производителей работ (мастеров) и представителей технического надзора.
При эксплуатации мостовых сооружений причиной создания аварийных ситуаций могут быть и форс-мажорные обстоятельства, но основной причиной остается человеческий фактор.
Основные причины техногенных рисков при эксплуатации мостов и путепроводов следующие:
— авария моста или путепровода по причине ошибок в проектной документации;
— аварии на мостовых сооружениях в результате некачественного выполнения строительно-монтажных работ;
— повреждение несущих элементов конструкции моста при движении по нему транспортных средств;
— аварии мостов при таранном воздействии речных судов на опоры или пролетные строения;
— аварии путепроводов при недостаточном подмостовом габарите или в результате прохождения транспортного средства с габаритом по высоте больше допустимого;
— аварии на городских мостовых сооружениях в результате нецелевого использования подмостового пространства;
— аварии мостов и путепроводов из-за отсутствия надлежащего ухода за сооружением.
Аварии мостов и путепроводов в результате ошибок в проектной документации на территории РБ не регистрировались, по крайней мере, с
© Гулицкая Л. В., Кущ Н. Н., Шиманская О. С., 2010
конца 60-х годов прошлого века. Залогом этого является достаточно высокое качество проектной документации и широкое использование типовых проектов опор и пролетных строений.
Повреждение элементов мостовых конструкций в результате наезда на них автомобилей были зафиксированы на мостах через р. Припять у г. Мозыря, через р. Березина в г. Борисове. Эти повреждения были своевременно устранены.
Аварии мостов в результате таранных воздействий речных судов на территории РБ случаются редко из-за небольшой интенсивности движения и небольших размеров водных транспортных средств, чаще при этом случаются повреждения элементов опор. Так, в ноябре 2007 года в г. Бресте произошло разрушение стойки опоры моста через р. Мухавец в результате навала баржи. До проведения ремонтных работ по усилению поврежденной опоры было закрыто движение пешеходов по тротуару и ограничено движение автотранспорта по мосту.
При аварии коммуникаций, проложенных по мостовым сооружениям, могут получить серьезные повреждения сами мостовые конструкции вплоть до разрушения. Так, в 2006 году при разрыве трубы теплотрассы, проложенной под крайними балками пролетного строения путепровода по ул. Молодежной в г. Новопо-лоцке, сооружение получило следующие повреждения: размыв конуса опоры, обрушение крайней переходной плиты под тротуаром, разрушение тротуаров на сопряжении путепровода с подходом, нарушение целостности кабелей коммунального назначения, проложенных под тротуаром. По счастливой случайности пешеходы и автотранспорт не пострадали.
ул. Пионерской в г. Бресте занята десятками самовольно установленных гаражей. В случае пожара возможно массовое загорание гаражей со взрывами бензина в баках автомобилей. В г. Москва в 2007 году в результате пожара, произошедшего в торговых киосках, расположенных под эстакадой третьего транспортного кольца, было деформировано стальное пролетное строение, что повлекло за собой его полную замену.
— согласовывать проекты производства работ больших и внеклассных мостов, аналогично требованиям подраздела 9.2 ТКП 453.03-19-2006 «Автомобильные дороги. Нормы проектирования» в отношении мостов через судоходные реки;
— совместно с заинтересованными организациями провести обследование мостов на судоходных участках рек Сож, Днепр, Припять, Западная Двина, Неман на предмет устройства защиты от возможных таранных ударов речных судов;
— согласовывать проекты прокладки коммуникаций по мостам и путепроводам;
— регулярно контролировать состояние подмостового пространства городских транспортных сооружений, не допуская размещения под ними гаражей, складов, автостоянок, торговых точек и т. п., аналогично тому, как это практикуется при соответствующих проверках различных промышленных и гражданских зданий и сооружений.
Приведенный выше анализ показывает, что основной причиной техногенных рисков при строительстве и эксплуатации мостовых сооружений является человеческий фактор. Для снижения ущерба от техногенных рисков, вызванного этим фактором, необходимо:
— строгое соблюдение правил дорожного движения и правил судоходства по рекам;
— при перевозке негабаритных грузов автотранспортом заранее обследовать маршрут перевозки с инструментальным определением подмостовых габаритов;
— составлять схему маршрута перевозки негабаритных грузов с указанием величины подмостовых габаритов;
— организовывать сопровождение спецав-тотехники, перевозящей негабаритные грузы, не допуская отклонение от заданного маршрута;
— строго соблюдать требования проекта при строительстве мостовых сооружений, особая роль при этом возлагается на представителей технического надзора Заказчика;
— неукоснительно выполнять все требования по эксплуатации мостов и путепроводов, особенно это актуально для городских сооружений;
— регулярно повышать профессиональный уровень работников, занятых в сферах строительства и эксплуатации мостов;
— внедрять передовые методы труда и опыт лучших работников, поощрять внима-
тельность и четкость при выполнении своих профессиональных обязанностей в организациях, выполняющих работы по строительству и содержанию мостовых сооружений.