Методички, страница 3

Чтобы правильно интерпретировать величины риска,необходимо понимать неопределенности и их причины. Анализнеопределенности – это перевод неопределенности исходных10параметров и предположений, использованных при оценке риска, внеопределенность результатов. Источники неопределенности должны,по возможности, идентифицироваться. Основные параметры, ккоторым анализ является чувствительным, должны бытьпредставлены в результатах.Разработка рекомендаций по уменьшению рискаПроцессрекомендаций.риск-анализазаканчиваетсяразработкойРекомендации могут признать существующий риск приемлемымили указывать меры по уменьшению риска.Меры по уменьшению риска могут иметь технический,эксплуатационный или организационный характер.

В выборе типамер решающее значение имеет общая оценка действенности мер,влияющих на риск.При разработке мер по уменьшению риска необходимоучитывать, что:− в первую очередь разрабатываются и внедряются простейшиеи связанные с наименьшими затратами рекомендации,направленные на повышение безопасности;− степень снижения риска, которая может быть достигнута засчет внедрения той или иной рекомендации, как правило,заранее неизвестна;− ресурсы, направляемые на уменьшение риска, ограничены;− на разработку каждой рекомендации затрачивается многовремени и средств;− значительное вложение средств с целью дополнительногоснижения более или менее «терпимого» риска неразумно.В стадии эксплуатации опасного объекта эксплуатационные иорганизационные меры могут компенсировать ограниченныевозможности для принятия крупных технических мер по уменьшениюопасности.

Это имеет большое значение при проведении риск-анализадействующих объектов.Отчет о риск-анализе должен документировать процесс анализариска. Размеры отчета зависят от целей риск-анализа, однако в немдолжны быть отражены: задачи и цели; исходные данные иограничения, определяющие пределы риск-анализа; описание11анализируемойсистемы;методологияанализа;результатыидентификации опасности; описание используемых моделей, ихисходные параметры и возможность применения; исходные данные иих источники; результаты оценки риска; анализ неопределенностей;рекомендации.Глава 2.

Алгоритмы построения вероятностных зонпоражения при выбросах токсикантов в атмосферу2.1 Количественные показатели рискаСогласно РД 08-120-96 при проведении декларированияопасных производственных объектов следует рассматриватьследующие количественные показатели риска [3]:Индивидуальный риск – частота поражения отдельногоиндивидуума в результате воздействия исследуемых факторовопасности.Коллективный риск – ожидаемое количество смертельнотравмированных в результате возможных аварий заопределенный период времени.Социальный риск – зависимость частоты событий, в которыхпострадало на том или ином уровне число людей, большеопределенного, от этого определенного числа людей.Потенциальный территориальный риск – пространственноераспределение частоты реализации негативного воздействияопределенного уровня.Рассмотрим взаимосвязи между этими показателями.

Припроведении анализа риска определяются различные сценарии аварий.Каждому сценарию аварии предписывается своя частота реализации(λ, 1/год) и вероятностная зона поражения (Р(x,y)), котораярассчитывается исходя из физических процессов протекания аварий ихарактеристики негативного воздействия на человека или другиесубъекты воздействия.

Для получения поля потенциальноготерриториального риска R(x,y) проводится суммирование всехвероятностных зон поражения с учетом частоты их реализации нарассматриваемойтерритории(впредположениималостипроизведения λj*Pj(x,y)):JR(x, y) = ∑ λ j ∗ Pj (x, y)112Для оценки риска необходимо построить распределениеперсонала или населения (N(x,y)) на рассматриваемой территории.Это распределение отражает количество субъектов воздействия,находящихся в конкретном месте в среднем в год. Тогдаколлективный риск (F) определяется какF = ∫ N(x, y) ∗ R(x, y)dsSДля определения среднего показателя индивидуального риска длясубъектов воздействия (N) из всех субъектов следует выделить толькоту часть (NR), которая подвергается риску.

Это связано с тем, чтоопределенная часть субъектов может находиться за пределаминегативного влияния опасного производственного объекта.NR =∫ N ( x , y ) ds , N ( x , y ) ∈ R ( x , y ) > 0SСредний индивидуальный риск оценивается как Rind =F/NR. Кромепоказателя среднего индивидуального риска, зная N(x,y) и R(x,y),можно построить распределение субъектов воздействия по уровнямриска (N(R)), N-R диаграмму.

Эта информация важна для оценкиколичества субъектов, находящихся под высоким уровнем риска.Более того, распределение субъектов по территории весьманеравномерно и по этой причине в ряде случаев все субъекты могутбыть разбиты на группы по их территориальной илипроизводственной специфике. Для каждого территориальногораспределения Nг(x,y) групп субъектов можно определить показателиколлективного (Fг) и индивидуального Rг_ind риска.Показатели социального риска определяются исходя из частотыреализации (λ, 1/год) и вероятностной зоны поражения (Р(x,y)) длякаждого сценария аварии с учетом распределения субъектов N(x,y) нарассматриваемой территории.

Количество пострадавших (N*) приконкретном сценарии аварии рассчитывается по формуле:N * = ∫ N(x, y) ∗ P(x, y)dsSа частота этого события есть λ. Рассчитав количество пострадавшихдля всего спектра сценариев (J), можно построить F-N диаграмму,просуммировав все частоты сценариев аварий, для которыхколичество пострадавших больше наперед заданной величины.132.2Методическиеособенностирасчетараспространения(рассеивания)выбросовватмосфереПроблема турбулентного переноса и рассеивания различныхпримесей в атмосфере относится к числу наиболее сложных проблемсовременной науки. Ее решению посвящено весьма значительноечисло как фундаментальных, так и прикладных исследований, обзоркоторых дан в [5-8].

Поэтому в настоящей работе акцентируетсявнимание только на тех ее аспектах, которые имеют выраженныйметодический характер и непосредственно влияют на достоверностьпостроения полей токсического поражения и расчет показателейриска.Размеры зоны токсической опасности при выбросах токсикантазависят как от мощности выброса, так и от характеристикатмосферного переноса, прежде всего от скорости ветра и откатегории (класса) устойчивости (стабильности) атмосферы.Категории различаются в основном интенсивностью вертикальногоперемешивания воздуха. Наиболее неустойчивая категория “А”отмечается при слабом ветре и сильной солнечной радиации, когдавоздух, нагретый теплом от земной поверхности, всплывает. Обычноэто состояние возникает после полудня или несколько раньше.Категория “С” наблюдается при усилении ветра от умеренного досильного и чаще всего вечером при ясном небе или днем при низкихкучевых облаках, а также летними ясными днями при высоте солнцао15÷30 . Нейтральная категория “D“ соответствует условиям сплошнойоблачности как днем, так и ночью, когда влияние прямых солнечныхлучей незначительно.

Устойчивые категории “E” и “F” фиксируютобычно ночью при чистом небе или слабой облачности, когда земнаяповерхность выхолаживаетсяинаднейустанавливаетсяинверсионный слой. Естественная конвекция при этом подавляется.Стабильность повышается с ростом скорости ветра и снижениеминтенсивности солнечного облучения. Облачность проявляется поразному. Ночью ее снижение усиливает охлаждение Земли,образование температурной инверсии. Днем, наоборот, конвективныепотоки и нестабильность усиливаются.В литературе нет общепринятого критерия определениякатегорий стабильности [9], однако большинство исследователейпользуютсяпростейшейклассификацией(Паскуилла)повертикальному градиенту температур – см. таблицу 1.14Таблица 1Классификация классов устойчивости по ПаскуиллуГрадиентград./100мтемпературы(∆Т/∆Z), Класс устойчивости<-1,9A – сильная конвекция-(1,9÷1,7)B – конвекция-(1,7÷1,5)С – умеренная конвекция-(1,5÷0,5)D – нейтральная-0,5÷+1,5Е – инверсия+(1,5÷4,0) и болееF – сильная инверсияПоскольку состояние устойчивости атмосферы по существуопределяется интенсивностью вертикальных конвективных течений,оно может существенно измениться и в течение суток.

Характерноераспределение стабильности атмосферы в течение дня для среднихширот представлено на рис. 1 для различных времен года. Как видно,распределение состояний устойчивости атмосферы в холодное итеплое время года весьма отличаются. Так, в холодное время годадоминируют нейтральное и стабильное состояния атмосферы, а втеплое время года: ночью – стабильное, а днем – неустойчивое.

Длямощныхвертикальныхвысокоскоростныхвыбросовиливысокотемпературных выбросов, а также в случаях расположенияисточника выброса на значительной высоте от поверхности земливесьма важным является учет зависимости слоя перемешивания(приземный слой атмосферы с примерно постоянным касательнымнапряжением сдвига) от состояния атмосферы.

По даннымзарубежных исследователей высота слоя перемешивания в среднемизменяется от 100 м ночью до 2000 м в дневное время [10]. При этоммаксимальное значение высоты слоя перемешивания достигаетсячерез 3-4 часа после восхода солнца.Для описания зависимости реализации того или иного классаустойчивости атмосферы от скорости ветра “U” былипроанализированы данные станций наблюдений в США [11] и в РФ(Обнинский ИЭМ) [12]. Результаты представлены на рис.2.Значительное их различие свидетельствует о необходимостииспользования только “местной” метеоинформации, строгосоответствующей определенному типу земной поверхности(равнинная, холмистая и т.д.).15Вероятность,%класс А,B98765432129002700250023002100Высота слоя перемешивания, м190017001500130011009007005003001000Вероятность,%класс C,D181614121086422300210019001700Высота слоя перемешивания, м1500130011009007005003001000Вероятность,%60класс E,F5040302010570510450Высота слоя перемешивания, м39033027021015090300Рис.

1. Распределение частоты реализации различной высоты слояперемешивания для различных атмосферных условий16Вероятность , %60А50Класс "A"40Класс "B"Класс "C"30Класс "D"Класс "E"20Класс "F"10022,533,544,555,566,577,58Скорость ветра, U м/сБапрель-сентябрь (IV-IX)Uм/c IVоктябрь-март(X-III)VVIVIIVIII IXXXIXIIIIIIIIABCDEABCDEF0-11.47.029.8 23.7 4.034.1 0.00.15.317.2 20.8 56.62-33.210.5 36.5 28.7 3.817.3 0.00.05.823.0 26.0 45.24-52.212.4 39.6 31.0 3.711.1 0.00.16.426.0 28.1 39.46-74.311.9 39.4 31.5 3.49.50.10.26.727.3 29.0 36.78-104.312.2 40.4 32.8 3.76.60.00.25.926.0 27.2 49.7FРи. 2. Распределение классов устойчивости в зависимости от скоростиветра.(по данным: А – Р.Макнаут, Б – Бызова)17Известно, что скорость ветра существенно изменяется с высотой.В прикладных исследованиях наиболее часто используется степеннаязависимость видаU (z ) = U o (z / z o )ргде Uo – скорость ветра на “стандартной” высоте zo (обычно zo=10 м).Значения показателя “р” также зависят от класса устойчивостиатмосферы и “шероховатости” поверхности ∆о (таблица 2).Таблица 2Зависимость параметра "p" от величины шероховатости поверхностидля различных классов устойчивости атмосферы.Параметр шероховатости ∆о, мКатегория стабильностиатмосферы0,010,113А0,050,080,170,27В0,060,090,170,28С0,060,110,200,31D0,120,160,270,37E0,340,320,380,47F0,530,540,610,69И, наконец, рассмотрим связь между категориями устойчивостиатмосферы и характеристиками турбулентного переноса имасштабами переноса примеси.