5.4. Расчет количеств уничтоженного и поврежденного имущества и компонентов природной среды от аварии на линейной части магистрального газопровода

71. На данном подэтапе КолАР для каждого принятого для анализа расчетного сценария C_ij аварии определяются возможные количества (в натуральном выражении) следующих имущественных и природных компонентов (объектов), уничтоженных и поврежденных (но не уничтоженных) в результате аварии на МГ:

зданий и сооружений вблизи трассы МГ;

технологического оборудования линейной части МГ, а также другого оборудования вблизи МГ;

автотранспортных средств и автодорог на пересечениях МГ с автодорогами;

железнодорожного транспорта и железных дорог на пересечениях МГ с железными дорогами;

надземных инженерных коммуникаций, в т.ч. высоковольтных ЛЭП;

лесных угодий;

сельскохозяйственных культур.

Кроме того, для расчета штрафов за загрязнение атмосферы определяются объемы выбросов в атмосферу загрязняющих веществ - природного газа и продуктов его сгорания - при возникновении пожара на МГ.

72. В качестве поражающих факторов аварии, воздействующих на имущественные и природные компоненты (объекты), в общем случае учитываются: разлет осколков, ВУВ, напорное воздействие струи и тепловая радиация. В случае, если авария сопровождается воспламенением газа (группы сценариев C₁ и C₂), при расчетах количеств уничтоженных и поврежденных объектов учитывается только воздействие тепловой радиации.

73. При оценке воздействия на объекты указанных выше поражающих факторов используются 2 типа пороговых критериев поражающего воздействия - детерминированный и дозовый.

Детерминированный критерий задается путем указания пороговых (критических) значений основной физической характеристики поражающего фактора, определяющих диапазон изменения этой характеристики, соответствующий той или иной степени повреждения (в соответствии с принятой шкалой степеней повреждения) объекта или его полному уничтожению (разрушению). Детерминированные критерии для того или иного поражающего фактора рекомендуется использовать в сочетании с построением зон воздействия поражающих факторов, представляющих собой совокупность изолиний заданных значений (в том числе пороговых значений) основной физической характеристики этого поражающего фактора.

Дозовый критерий задается путем указания диапазона изменения дозы (функции физической характеристики поражающего фактора и времени его воздействия на объект), соответствующего той или иной степени повреждения (в соответствии с принятой шкалой степеней повреждения) объекта или его полному уничтожению (разрушению). Дозовые критерии рекомендуется использовать при рассмотрении воздействия тепловой радиации на объекты из негорючих материалов при реализации аварийных сценариев из групп C₁, C₂ в сочетании с построением так называемых "зон полученных доз" (ЗПД) для стационарных (неподвижных объектов).

ЗПД представляет собой совокупность изолиний значений (в том числе критических) доз тепловой радиации, рассчитываемых в каждой точке расчетной сетки вокруг места аварии по переменному во времени потоку теплового облучения в этой точке в течение заданного (фиксированного) времени теплового воздействия. Время теплового воздействия определяется продолжительностью аварийного истечения природного газа с интенсивностью от момента разрыва МГ до момента снижения интенсивности истечения до .

Типы и значения критериев поражающего воздействия для различных поражающих факторов аварии, используемые при расчетах для разных типов имущественных и природных компонентов, и принятые шкалы степеней поражения этих компонентов приведены в таблице N 11.

74. При использовании как детерминированных, так и дозовых критериев поражающего воздействия по результатам расчета для конкретного плана размещения имущественных и природных компонентов (объектов) относительно трассы прохождения МГ должно быть определено количество поврежденных (с данной степенью повреждения) или уничтоженных объектов в результате воздействия каждого поражающего фактора в рамках рассматриваемого сценария аварии, измеряемое числом (шт.) (если объектами являются здания, сооружения, транспортные средства) или площадью (км²) (если объектами являются лесные угодья, сельхозкультуры, почвы, поверхностные экосистемы северных регионов России).

75. Рекомендуемая последовательность определения количества уничтоженных и поврежденных стационарных объектов: зданий, сооружений, наружных установок, металлических конструкций, транспортных средств на стоянке в результате воздействия на них ВУВ или динамического давления струи газа (используется детерминированный критерий поражающего воздействия) следующая:

а) на плане местности вокруг рассматриваемой точки разрыва МГ с нанесенными изображениями указанных стационарных объектов рассчитывается (пункты 56 - 61 Руководства) и строится зона барического воздействия в виде изолиний избыточного давления и динамического давления от максимального значения до 0,5 кПа;

б) для каждого потенциально поражаемого объекта (т.е. объекта, попадающего в зону барического воздействия, ограниченную изолинией 0,5 кПа) в той его точке E(Ex_зд, Ey_зд), которая ближе всего к месту разрыва МГ, определяется значение избыточного и (или) динамического давления , (либо по ближайшей изолинии зоны воздействия, либо непосредственно из расчетных массивов и ;

в) для каждого потенциально поражаемого объекта, производится его идентификация, т.е. отнесение к одному из возможных видов зданий, сооружений, оборудования, транспортных средств, приведенных в таблицах N 1, N 1а, N 5 приложения N 11 к Руководству;

г) с использованием рассчитанных для каждого объекта значений (или ) с помощью тех же таблиц последовательно проверяется следующее условие повреждения объекта (или аналогичное для )

д) (5.14)

Таблица N 11

Критерии поражающего воздействия и принятые

степени поражения имущественных и природных компонентов

(поражаемых объектов)

где , (k = 1, 2, 3, 4) - соответственно нижний и верхний пределы избыточного давления, ограничивающие один из четырех (k-ый) диапазонов давлений, соответствующих 4-м степеням повреждения (от слабого повреждения до полного разрушения). При выполнении условия рассматриваемому зданию (сооружению, оборудованию) "присваивается" соответствующая степень повреждения k_повр. Результаты выполнения процедуры для каждого объекта заносятся в таблицу, аналогичную таблице N 12.

Таблица N 12

Перечень поврежденных зданий, сооружений, оборудования,

транспортных средств на стоянке в результате воздействия ВУВ

при реализации сценария C₃₄ аварии на n-ом км МГ "A - B", Д_у

1400 мм (рекомендуемый образец таблицы)

76. Рекомендуемая последовательность определения количеств уничтоженных и поврежденных стационарных объектов: зданий, сооружений, транспортных средств на стоянке в результате воздействия на них осколков разрушенного МГ в целом аналогична описанной выше для ВУВ. При этом используются результаты расчета дальности (r_max) разлета осколков с массами (m_оск) (пункты 56 - 61 Руководства). Для определения степеней осколочного повреждения указанных объектов различных видов при попадании в них осколков следует использовать данные таблицы N 2 приложения N 11 Руководства, где приведены пороговые значения детерминированного критерия - M_оск = m_оск / m_об (где m_оск - масса осколка, кг, m_об - масса потенциально поражаемого объекта, кг), соответствующие 4-м различным степеням повреждения. После вычисления значения M_оск и определения соответствующего k-ого диапазона, указанного в таблице N 2 приложения N 11 Руководства, объекту присваивается соответствующая степень повреждения k_повр. К уничтоженным и поврежденным осколками объектам причисляются все объекты, находящиеся в пределах дальности разлета (r_max) осколков с заданными массами (m_оск). Для каждого объекта, расположенного на расстоянии (м) от места аварии рассчитываются условные вероятности P_оск(r) попадания в него осколка по математической модели, изложенной в приложении N 8 Руководства.

Результаты расчетов заносятся в таблицу N 13.

Таблица N 13

Перечень поврежденных зданий, сооружений, оборудования,

транспортных средств на стоянке в результате воздействия

осколков (n_оск-л = 3, m_оск = 5654 кг) при реализации

сценария C₃₄ аварии на n-ом км МГ "A - B", Д_у 1400 мм

(рекомендуемый образец таблицы)

77. При определении количества уничтоженных и поврежденных единиц технологического оборудования, наружных установок осколками принимается, что в случае попадания осколка m_оск массой в конкретный аппарат, установку, находящиеся под давлением, они полностью разрушаются (k_повр = 1) за счет эффектов, обусловленных разгерметизацией аппарата или установки с последующим выбросом и, как правило, воспламенением содержащихся в них опасных веществ. К уничтоженным осколками наружным установкам причисляются все аппараты и установки, находящиеся в пределах дальности разлета осколков с заданными массами (m_оск), и далее для этих установок рассчитываются вероятности попадания в них осколков.

78. Рекомендуемая последовательность определения количества уничтоженных и поврежденных зданий, сооружений и транспортных средств на стоянке, то есть стационарных объектов, включающих горючие элементы и обладающих пожарной нагрузкой, в результате воздействия тепловой радиации от пожара (используется детерминированный критерий поражающего воздействия):

а) для территории вокруг рассматриваемой точки разрыва МГ с нанесенными изображениями объектов рассчитывается распределение удельного теплового потока облучения от пожара на МГ (пункт 56 - 61 Руководства) на момент времени с после начала истечения и строится зона теплового воздействия в виде изолиний тепловых потоков q от максимального значения до 7 кВт/м₂;

б) для каждого потенциально поражаемого объекта (т.е. объекта, попадающего в зону теплового воздействия, ограниченную изолинией 7 кВт/м₂), в той его точке E(x_зд, y_зд), которая ближе всего к месту аварии, определяется значение удельного теплового потока q_об, (либо по ближайшей изолинии зоны воздействия, либо непосредственно из расчетного массива q(x, y), в соответствии с пунктом 61 Руководства);

в) для каждого потенциально поражаемого объекта производится его идентификация, т.е. отнесение к одному из 3-х типов зданий, сооружений, транспортных средств, различающихся по пожарной нагрузке, по таблице N 3 приложения N 11 Руководства.

г) для каждого идентифицированного потенциально поражаемого объекта, характеризуемого рассчитанным тепловым потоком q_об, с помощью матрицы "тепловой поток - тип здания по пожарной нагрузке" и матрицы "тепловой поток - вероятность возгорания") определяется степень поражения объекта при условии возгорания k_пор и вероятность возгорания P_возг объекта с получением в итоге степени его повреждения k_повр в соответствии с пунктами 2.3.2, 2.3.3 приложения N 11 Руководства:

k_повр = k_пор P_возг, (5.15)

д) результаты выполнения процедуры для каждого здания (сооружения) заносятся в таблицу, аналогичную таблице N 14.

79. Если в поврежденном или полностью разрушенном (в результате воздействия какого-либо поражающего фактора аварии) здании находилось технологическое оборудование, транспортные средства или другое имущество, то степень повреждения k_повр этого имущества приравнивается к степени повреждения здания.

80. Количество уничтоженных и поврежденных движущихся транспортных средств при аварии на подземном переходе МГ через автодорогу при воздействии заданного поражающего фактора рассчитывается по формулам:

N_mp-y = N_ад-г / 3, (5.16)

N_mp-n = N_ад-р / 3, (5.17)

где: N_ад-г, N_ад-р - число соответственно погибших и раненых людей в транспортных средствах при воздействии на них заданного поражающего фактора. Для поврежденных транспортных средств при аварии на переходе через автодорогу рекомендуется принимать степень повреждения k_повр = 0,2.

Полученные по формулам (5.17), (5.18) дробные (в общем случае) значения количеств уничтоженных и поврежденных транспортных средств следует округлять до ближайших больших целочисленных значений. Так, при расчетном значении N_mp-y = 1,3 значение N_mp-y для дальнейшего использования принимается равным 2.

81. Количество уничтоженных N_ваг-у и поврежденных (кроме уничтоженных) N_ваг-п вагонов движущегося поезда при аварии на подземном переходе МГ через железную дорогу при воздействии заданного поражающего фактора рассчитывается по формулам:

, (5.18)

, (5.19)

где: L_100(в) - протяженность участка железной дороги в пределах зоны 100%-го поражения вагонов превалирующим поражающим фактором аварии, км (для теплового излучения от пожара внешней границе зоны соответствует удельный тепловой поток 35 кВт/м²);

L_1(в) - протяженность участка железной дороги в пределах зоны 1%-го повреждения вагонов превалирующим поражающим фактором аварии, км (для теплового излучения от пожара внешней границе зоны соответствует удельный тепловой поток 7 кВт/м²);

N_ваг(пп) - среднее количество вагонов в пассажирском составе, ед. (рекомендуется принимать 15 ед.);

N_ваг(тп)) - среднее количество вагонов в товарном составе, ед. (рекомендуется принимать 60 ед.);

- средняя интенсивность движения пассажирских составов на участке, ед./ч;

v_пп - средняя скорость движения пассажирских составов на участке, км/ч (рекомендуется принимать 90 км/час);

- средняя интенсивность движения товарных составов на участке, ед./ч;

v_тп - средняя скорость движения товарных составов на участке, км/ч (рекомендуется принимать 40 км/ч).

Для поврежденных вагонов при аварии на переходе через железную дорогу рекомендуется принимать степень повреждения k_повр = 0,2.

82. Рекомендуемая последовательность определения по дозовому критерию перечня и количеств уничтоженных и поврежденных наружных установок, металлических конструкций, железных дорог (т.е. стационарных объектов без горючих элементов и не обладающих пожарной нагрузкой) в результате воздействия тепловой радиации от пожара на МГ:

а) на плане местности вокруг рассматриваемой точки разрыва МГ с нанесенными изображениями указанных стационарных объектов на основании рассчитанного ранее (пункт 61 Руководства) массива значений тепловых потоков на прилегающей к территории рассчитывается и строится зона полученных доз за время (пункт 73 Руководства) в виде изолиний тепловых доз от максимального значения до 5000 (кВт/м²)·с. При этом тепловая доза в каждой точке с координатами (x, y) рассчитывается по формуле:

; (5.20)

б) для каждого потенциально поражаемого объекта (т.е. объекта, попадающего в ЗПД, ограниченную изолинией 5000 (кВт/м²)·с), в той его точке E(x_об, y_об), которая ближе всего к месту разрыва МГ, определяется значение полученной им тепловой дозы D_об (либо по ближайшей изолинии ЗПД, либо непосредственно из расчетного массива D(x, y));

в) с использованием рассчитанных значений D_об последовательно проверяется принадлежность каждого потенциально поражаемого объекта к тому или иному классу чувствительности к тепловому воздействию из числа приведенных в таблице N 6 приложения N 11 Руководства, и определяются соответствующие установленному для рассматриваемого объекта классу чувствительности значения нижней D_пор и верхней D_гиб пороговых доз из той же таблицы;

г) по формулам (9) приложения N 11 Руководства путем подстановки в них значений D_об, D_пор и D_гиб для рассматриваемого объекта определяется степень его повреждения в виде значений k_повр, отождествляемая с отношением стоимости поврежденной части объекта к общей его стоимости;

д) результаты выполнения процедуры для каждого объекта заносятся в таблицу, аналогичную таблице N 13 Руководства, приведенной в пункте 76.

83. Рекомендуемая последовательность определения по детерминированному критерию площадей уничтоженных и поврежденных лесных угодий в результате теплового воздействия:

а) для территории вокруг рассматриваемой точки разрыва МГ с нанесенным контуром лесных угодий рассчитывается распределение удельного теплового потока облучения (пункт 61 Руководства) на момент времени с после начала истечения газа и строится зона теплового воздействия в виде изолинии теплового потока qy = 7 кВт/м²;

б) определяется площадь S_лес-у (га) уничтоженного леса, попадающего в зону теплового воздействия, ограниченную изолинией 7 кВт/м² и контуром лесных угодий (рисунок 3).

Рис. 3. К расчету площади уничтоженного леса в результате теплового воздействия от пожара на МГ

84. Рекомендуемая последовательность определения по характеристическому критерию площадей уничтоженных сельхозкультур S_с/х-у на обрабатываемых землях в результате теплового воздействия идентична вышеизложенной последовательности для лесных угодий, но при этом рассматриваемая зона уничтожения сельхозкультур ограничена изолинией 5 кВт/м² и из нее не вычитается площадь земли, занимаемая собственно коридором газопроводов.

85. В случае необходимости учета дополнительно выгорающей площади леса или сельхозугодий за счет распространения пожара при ветровой нагрузке рекомендуется воспользоваться известными методиками учета этого фактора, в частности, Методикой оценки ущерба от чрезвычайных ситуаций, утвержденной ведомственным приказом МЧС России.

86. Рекомендуемая последовательность определения по детерминированному критерию площадей уничтоженного тепловым излучением плодородного слоя почвы S_почв-у аналогична вышеизложенной последовательности для лесных угодий, но при этом рассматриваемая зона уничтожения ограничена изолинией 35 кВт/м² и из нее не вычитается площадь земли, занимаемая собственно коридором газопроводов.

87. При авариях на подводных переходах МГ оценка количества уничтоженных и поврежденных элементов имущества и компонентов природной среды выполняется в соответствии с подходами, изложенными в пунктах 71 - 86, с учетом ряда особенностей для переходов разных конструкций и их участков.

Для подводных переходов, выполненных традиционным методом прокладки трубы в траншее по дну водоема, при рассмотрении аварий на береговых, в том числе пойменных, участках оценка количества уничтоженных и поврежденных имущественных и природных компонентов, расположенных в окрестностях точки разрыва МГ (как на суше, так и в прилегающей акватории, включая суда и прочие плавсредства, но исключая биоресурсы водоема), производится в полном соответствии с пунктами 71 - 86 аналогично оценке для сухопутных участков МГ.

Для подводных переходов, выполненных традиционным методом прокладки трубы в траншее по дну водоема, при оценке последствий от аварий на подводных участках МГ в русловой части перехода принимается следующее:

дюкер претерпевает полное разрушение (степень повреждения k_повр = 1), что означает необходимость нового строительства перехода в полном объеме (если методы ремонта не оговорены в технической документации); в противном случае проводится оценка степени повреждения в соответствии с принятой в проекте технологией ремонта;

оценка количества уничтоженных и поврежденных природных компонентов и элементов имущества других (третьих) лиц, включая суда и плавсредства в русловой части перехода, проводится в соответствии с пунктами 71 - 82 Руководства с учетом воздействия на эти компоненты поражающих факторов, характерных для принятых расчетных сценариев для данной конструкции перехода и глубины местоположения аварийного участка МГ (пункты 56 - 61 Руководства);

биоресурсы пересекаемого газопроводом водоема в качестве потенциально поражаемых природных компонентов не учитываются.

Для подводных переходов, выполненных методом горизонтально-направленного бурения с конструкцией "труба в трубе", оценка количества уничтоженных и поврежденных имущественных и природных компонентов производится в соответствии с пунктами 71 - 86 Руководства с учетом принятых для этого случая расчетных сценариев аварии (пункты 56 - 61 Руководства), предполагающих воздействие поражающих факторов аварии только на объекты, находящиеся на суше.

Дополнительно принимается, что степень повреждения дюкера в результате разрыва основного газопровода составляет k_повр = 0,5, что соответствует проведению следующих работ по восстановлению работоспособности дюкера: извлечение поврежденного газопровода из кожуха на полную длину перехода, сварка новой плети и ее обратное протаскивание через кожух, сварочно-изоляционные работы по присоединению плети к сухопутным участкам МГ, испытание отремонтированного перехода.