Управление рисками на водных объектах

      МИНЕСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

      Государственное образовательное учреждение

      Высшего профессионального образования 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Управление рисками на водных объектах 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2011 

Введение

1. Основные понятия  и термины………………………………………………....3

2. Основные положения………………...………………………………………...5

3. Порядок проведения анализа риска аварий гидротехнических сооружений………………………………………………………………………..8

    3.1 Организация  и планирование работ………………………………………9

    3.2 Идентификация  опасностей………………………………………………12

    3.3 Оценка  риска ……………………………………………………………...15

    3.4 Разработка рекомендаций по уменьшению риска………………………17

4. Методы проведения анализа риска аварий гидротехнических сооружений………………………………………………………………………21

5. Требования к оформлению результатов анализа риска аварий гидротехнических сооружений…………………………………………………22

Список литературы………………………………………………………………25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Основные понятия и термины

    Безопасность  гидротехнических сооружений - свойство гидротехнических сооружений обеспечивать защиту жизни, здоровья и законных интересов людей, окружающей среды и хозяйственных объектов

    Декларация  безопасности гидротехнического  сооружения - документ, в котором обосновывается безопасность гидротехнического сооружения и определяются меры по обеспечению безопасности с учетом его класса.

    Критерии  безопасности гидротехнического  сооружения - предельные значения количественных и качественных показателей состояния гидротехнического сооружения и условий его эксплуатации, соответствующие допустимому уровню риска аварии гидротехнического сооружения и утвержденные в установленном порядке федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими государственный надзор за безопасностью гидротехнических сооружений.

      Оценка безопасности гидротехнического сооружения - определение соответствия состояния гидротехнического сооружения и квалификации работников эксплуатирующей организации нормам и правилам, утвержденным в порядке, определенном Федеральным Законом «О безопасности гидротехнических сооружений».

      Допустимый уровень риска аварии гидротехнического сооружения - значение риска аварии гидротехнического сооружения, установленное нормативными документами.

      Обеспечение безопасности гидротехнического сооружения - разработка и осуществление мер по предупреждению аварий гидротехнического сооружения.

      Опасность аварии гидротехнического сооружения - угроза, возможность причинения вреда здоровью, жизни людей, имуществу и окружающей природной среде вследствие аварии гидротехнического сооружения.

      Риск аварии гидротехнического сооружения - мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии гидротехнического сооружения и тяжесть ее последствий для здоровья, жизни людей, имущества и окружающей природной среды.

      Анализ риска аварии гидротехнического сооружения - процесс идентификации опасностей и оценки (качественной и/или количественной) частоты (вероятности) и последствий аварии гидротехнического сооружения для здоровья, жизни людей, имущества и окружающей природной среды

    Оценка  риска аварии гидротехнического сооружения - процесс, используемый для определения частоты (вероятности) и степени тяжести последствий реализации опасностей аварии ГТС для здоровья, жизни людей, имущества и окружающей природной среды. Оценка риска аварии ГТС включает оценку частоты (вероятности) и последствий возможной аварии ГТС и сравнение полученных результатов с допустимым уровнем риска аварии гидротехнического сооружения

    Управление  риском аварии гидротехнического  сооружения - реализация оптимальной системы законодательных, экономических, технических, организационных и социально-психологических мер, направленных на снижение риска аварии гидротехнического сооружения.

     2.Основные положения

    Анализ  риска аварий гидротехнических сооружений является частью системного подхода  к принятию организационно-технических решений, процедур и практических мер по предупреждению или уменьшению опасности аварий гидротехнических сооружений для жизни людей и их здоровья, ущерба имуществу и окружающей природной среде.

      Анализ риска - центральное звено в процедурах обеспечения безопасности гидротехнических сооружений, базирующееся на всей доступной информации о сооружениях и определяющее меры по контролю за уровнем их безопасности. Процедура анализа риска - составная часть декларирования безопасности гидротехнических сооружений, экспертизы деклараций безопасности ГТС, определения критериев безопасности ГТС, расчета вероятного вреда, который может быть причинен третьим лицам в результате аварий, возможных на ГТС, экономического анализа безопасности гидротехнических сооружений по критериям «стоимость - безопасность - выгода», обоснования страховых ставок и тарифов, выбора приоритетов при планировании ремонтно-восстановительных работ и других видов оценки состояния гидротехнических сооружений и уровня их безопасности.

      Методология анализа риска аварий  сложных технических систем успешно  применяется в ряде опасных  отраслей промышленности - атомной  энергетике, нефтехимии, производстве  взрывчатых веществ и т. д.  Широкое распространение методов  анализа и оценки риска аварий в промышленности стало возможным на базе обширных данных об интенсивности отказов стандартных элементов и блоков технологического оборудования и систем противоаварийной защиты.

    Необходимость учета разнообразной по характеру  и полноте исходной информации о природно-климатических и социально-экономических условиях районов размещения ГТС, а также исключительное разнообразие условий их эксплуатации существенно затрудняют формализацию процедуры анализа и оценки риска аварий. При этом, если отказы затворов водосбросных сооружений весьма схожи с отказами оборудования в промышленности, поскольку возникают, как правило, при отказах элементов механического или электрического оборудования, стандартизованного в достаточной мере, то практически все виды отказов плотин и дамб при сверхрасчетных воздействиях на ГТС, а также вследствие нарушений устойчивости и прочности сооружений совершенно непохожи на таковые в промышленности. Особую сложность представляет анализ риска аварий ГТС в результате человеческого фактора (ошибочные действия персонала, запаздывание, бездействие в аварийных ситуациях, ошибки изысканий, проектирования, строительства и т. д.), который не поддается сегодня аналитическому моделированию ни в одной отрасли техногенной деятельности, но остается одной из главных причин аварий и неполадок.

      Основная задача анализа риска  аварий гидротехнических сооружений  заключается в использовании  всей доступной информации о  сооружениях для оценки вероятности  (среднегодовой частоты) и последствий  для отдельных людей, групп населения, имущества и окружающей природной среды от реализации опасностей, свойственных авариям ГТС. По результатам анализа риска при необходимости разрабатываются рекомендации по повышению уровня безопасности анализируемых гидротехнических сооружений (рис. 2.1).

    Анализ  риска в обязательном порядке  включает три основных стадии:

    1) идентификация опасностей - выявление  всех возможных нежелательных  явлений, процессов и событий,  способных привести к аварии  анализируемого сооружения; по результатам идентификации опасностей разрабатывается перечень сценариев аварий, возможных на сооружении;

    2) анализ частоты - оценка (качественная  и/или количественная) среднегодовой  вероятности реализации выявленных  на предыдущей стадии нежелательных  явлений, процессов и событий, а также основных сценариев аварий, возможных на сооружении;

    3) анализ последствий - оценка (качественная  и/или количественная) ущерба (вреда)  от возможных на анализируемом  гидротехническом сооружении аварий, наносимого персоналу объекта,  населению, имуществу и окружающей природной среде.

Рис. 2.1. Основные составляющие процедуры анализа и оценки риска аварий ГТС 

    Результаты  анализа риска аварий гидротехнических сооружений позволяют получить объективную  информацию о состоянии сооружений и уровне их безопасности, данные о наиболее опасных процессах и воздействиях на сооружение, способных привести к его аварии, обоснованные рекомендации по уменьшению риска аварий ГТС.

     3. Порядок проведения  анализа риска  аварий гидротехнических  сооружений

    Для обеспечения качества и согласованности результатов процесс анализа риска аварий гидротехнических сооружений должен включать следующие основные этапы:

-организация и планирование работ;

-идентификация опасностей;

-оценка риска;

-разработка рекомендаций по уменьшению риска.

3.1 Организация и  планирование работ

    На  этапе организации и планирования работ по проведению анализа риска  аварий конкретного гидротехнического  сооружения необходимо:

    1) описать причины и проблемы, вызвавшие  необходимость анализа риска  ГТС;

    2) определить объект исследования - анализируемое сооружение или  природно-техническую систему, формируемую  на базе ГТС (рис. 2), и дать  его описание;

    3) подобрать необходимую группу  исполнителей для проведения  анализа риска аварий гидротехнического  сооружения;

    4) определить и описать источники  информации о ГТС, территории  его размещения, уровне его безопасности;

    5) указать ограничения исходных  данных, финансовых ресурсов и  других факторов, определяющих глубину,  полноту и детальность процесса  анализа риска аварий ГТС;

    6) определить цели анализа риска  аварий ГТС;

    7) выбрать методы анализа риска  с учетом целей исследования, объема и качества исходных  данных о сооружении, состава  группы исполнителей и уровня  их квалификации;

    8) определить (по возможности) критерии допустимого риска аварий ГТС данного типа, класса и назначения.

    Экспертная  группа для проведения анализа риска  аварий гидротехнического сооружения, как правило, должна включать специалистов в области гидрологии, геотехники, проектирования ГТС, представителей эксплуатационного персонала сооружений и т. д. Координация действий рабочей группы должна выполняться специалистами в области анализа риска аварий гидротехнических сооружений.

      Определение и описание источников  информации о гидротехническом  сооружении, территории его размещения, уровне его безопасности должно включать сведения о проектной и исполнительной документации, правилах эксплуатации сооружения, материалы отраслевой системы надзора за состоянием ГТС, данные об имевших место авариях и неполадках на исследуемом ГТС и подобных сооружениях, а также сведения о результатах анализа риска сооружений-аналогов (если таковые существуют).

      Ограничения исходных данных, финансовых  ресурсов и других факторов, определяющих  глубину, полноту и детальность  процесса анализа риска аварий гидротехнического сооружения, должны быть четко зафиксированы и обоснованы (например, отсутствие на объекте проектных и исполнительных документов на ГТС отрицательно скажется на результатах оценки соответствия параметров и состояния сооружения проекту, но при наличии временных и финансовых ресурсов может быть восполнено архивными материалами проектной организации).

      Цели анализа риска аварий  должны быть определены и зафиксированы  на этапе организации и планирования  работ, исходя из причин и проблем, вызвавших необходимость проведения анализа риска, с учетом ограничений исходных данных, финансовых ресурсов и других факторов. На разных этапах жизненного цикла гидротехнического сооружения могут определяться конкретные цели анализа риска.

    На  этапе проектирования гидротехнического  сооружения целью анализа риска  может быть: 

    -идентификация возможных опасностей и априорная сравнительная оценка риска аварий ГТС для различных вариантов его размещения и проектных решений при обосновании оптимального варианта;

    -обоснование допустимости (приемлемости) риска аварий проектируемого ГТС для персонала, населения, имущества и окружающей природной среды территории;

    -обеспечение информацией для разработки инструкций по обеспечению безопасности проектируемого ГТС, планов ликвидации аварийных ситуаций, планов действий в чрезвычайных ситуациях (ЧС) и т. д.;

    -обоснование страховых тарифов и ставок для заключения договора страхования гражданской ответственности объекта - владельца ГТС;

    -разработка декларации безопасности проектируемого сооружения и т. д.

    На  этапе ввода в эксплуатацию гидротехнического  сооружения целью анализа риска  может быть:

    -идентификация возможных опасностей и оценка риска аварий, возможных на этапе ввода ГТС в эксплуатацию, уточнение оценок риска, полученных на предыдущих этапах жизненного цикла объекта;

    -корректировка графика завершения строительства ГТС и уточнение степени готовности сооружений к вводу в эксплуатацию;

    -проверка соответствия условий ввода ГТС в эксплуатацию требованиям безопасности;

    -разработка и уточнение инструкций по вводу в эксплуатацию ГТС;

    -разработка декларации безопасности ГТС на стадии ввода в эксплуатацию;

    -уточнение плана мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций на ГТС, локализации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций и т. д.

    На  этапе эксплуатации и реконструкции  гидротехнического сооружения целью  анализа риска может быть:

    -уточнение информации об основных опасностях (например, при изменении социально-экономической инфраструктуры в нижнем бьефе гидроузла);

    -оценка соответствия состояния ГТС и условий его эксплуатации современным нормам и правилам;

    -определение приоритетных мер по ремонту и реконструкции ГТС, обоснование эффективности затрат на ремонт и реконструкцию;

    -разработка декларации безопасности эксплуатируемого ГТС;

    -расчет вероятного вреда, который может быть причинен в результате аварии ГТС, обоснование страховых тарифов и ставок;

    -квалифицированное расследование причин имевших место аварий и неполадок на ГТС;

    -разработка рекомендаций по организации безопасной эксплуатации ГТС, взаимодействию с органами надзора, страховыми компаниями и т. д.;

    -совершенствование планов локализации аварийных ситуаций и действий в чрезвычайных ситуациях;

    -разработка противотеррористических паспортов объектов и т. д.

    На  этапе вывода из эксплуатации и консервации  гидротехнического сооружения целью  анализа риска может быть:

    -обоснование необходимых и достаточных мер по выводу из эксплуатации и консервации объекта, обеспечивающих его безопасность на указанных стадиях жизненного цикла ГТС;

    -обоснование возможности размещения новых объектов на территории законсервированного сооружения и т. д.

    Критерии  допустимого риска аварий гидротехнических сооружений могут быть заданы нормативно-правовыми  актами или (до выхода в свет нормативов) определены на этапе организации и планирования работ. Основные требования к выбору критериев допустимого риска - их обоснованность и определенность. В общем виде основой для определения критериев допустимого риска являются:

    -отечественное и зарубежное законодательство по безопасности гидротехнических сооружений;

    -правила и нормы безопасности в области гидротехники;

    -дополнительные требования специально уполномоченных органов надзора и контроля за безопасностью ГТС;

    -сведения об имевших место авариях гидротехнических сооружений различных типов и их последствиях;

    -региональные законодательные и нормативные акты;

    -соглашение о допустимости риска аварий ГТС между заинтересованными сторонами;

    -опыт практической деятельности. 
 

    3.2 Идентификация опасностей

    Идентификация опасностей для конкретного гидротехнического  сооружения должна включать следующие основные шаги: 1) предварительный анализ опасностей ГТС; 2) разработка перечня возможных нежелательных процессов и событий, приводящих к аварии ГТС; 3) формирование перечня основных сценариев возникновения и развития аварий и ЧС на ГТС; 4) ранжирование основных сценариев возникновения и развития аварий и ЧС на ГТС по уровню риска для персонала объекта, населения, имущества и окружающей природной среды; 5) выбор дальнейших направлений деятельности по анализу риска аварий ГТС.

      Предварительный анализ опасностей (ПАО) гидротехнического сооружения - первый обязательный шаг идентификации  опасностей выполняется с целью  выявления опасных элементов  и конструкций ГТС и воздействий на них, способных привести к аварии анализируемого сооружения (рис. 3.2.1). Это один из наиболее ответственных этапов анализа риска, поскольку не выявленные на этапе ПАО опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению и исчезают из поля зрения группы специалистов, выполняющих анализ риска аварий ГТС. Результаты ПАО рекомендуется оформить в виде протокола, содержащего так называемую таблицу результатов предварительного анализа опасностей. По результатам ПАО разрабатывается перечень возможных нежелательных процессов и событий, приводящих к аварии анализируемого ГТС, - вероятных причин аварий анализируемого гидротехнического сооружения. При разработке указанного перечня следует учитывать тип и класс сооружения, его назначение, условия размещения и эксплуатации, природно-климатические, социально-экономические и экологические факторы, а также сведения об авариях и ЧС, имевших место на аналогичных сооружениях.

    . На основе анализа вероятных  причин аварий ГТС и результатов ПАО разрабатывается перечень основных сценариев возникновения и развития аварий и ЧС на анализируемом ГТС, учитывающий особенности гидротехнического сооружения и территории возможного аварийного воздействия. Указанный перечень должен быть максимально полным и учитывать по возможности все опасности, способные инициировать аварии ГТС, приводящие к чрезвычайной ситуации. Последнее требование может быть удовлетворено путем обсуждения результатов деятельности группы специалистов, выполняющей анализ риска конкретного ГТС, с экспертами по безопасности ГТС, не участвовавшими в процедуре предварительного анализа опасностей.

           Рис. 3.2.1 Основные шаги процедуры  идентификации опасностей 

      Ранжирование основных сценариев  возникновения и развития аварий и ЧС на ГТС по уровню опасности для персонала, населения, имущества и окружающей природной среды рекомендуется выполнять с помощью матрицы «частота - тяжесть последствий». На этом этапе последствия аварии ГТС целесообразно оценить экспертным путем на качественном уровне.Цель ранжирования - определить, какие элементы и конструкции исследуемого ГТС и воздействия на него наиболее опасны с точки зрения возможности аварии сооружения и какие представляют меньший интерес.

    В ряде практических приложений может применяться матрица качественной оценки риска гидротехнических сооружений ,в которой вместо уровней риска А - D используется понятие категорий аварий по уровню риска.

    По  результатам ранжирования основных сценариев возникновения и развития аварий и чрезвычайных ситуаций на анализируемом гидротехническом сооружении группа исполнителей принимает решение о выборе дальнейших направлений деятельности. Результаты идентификации опасностей весьма полезны при разработке актов комиссионных обследований гидротехнических сооружений конкретных объектов, для обоснования основных сценариев аварий, возможных на ГТС, выявления сценариев аварий ГТС с максимально возможными последствиями или наиболее вероятных сценариев, а также классификации чрезвычайных ситуаций, возникающих в результате таких аварий. 
 

    3.3 Оценка риска

    . Основными задачами оценки риска аварий ГТС являются:

-оценка частот (среднегодовых вероятностей) возникновения и развития аварий ГТС по всем основным сценариям, идентифицированным на стадии предварительного анализа опасностей (ПАО);

-оценка последствий возникновения и развития основных сценариев аварий ГТС;

-обобщение полученных оценок.

                                                                                                              Таблица 3.3.1

Категорирование  по уровню риска аварий, возможных  на ГТС                                                                                 

    Для оценки (количественной и/или качественной) ожидаемых частот аварий гидротехнических сооружений используются следующие подходы: 1)статистический, заключающийся в максимально полном использовании статистики аварий и неполадок, а также данных о надежности объектов-аналогов; 2)графоаналитический, заключающийся в использовании логических методов анализа «деревьев отказов» и «деревьев событий» или расчетных моделей сооружения; 3) экспертный, заключающийся в выработке оценки путем учета мнений специалистов в данной области.

    При этом процедуры анализа риска  аварий гидротехнических сооружений можно подразделить на три категории: анализ, основанный на действующих нормах; качественный анализ и/или количественный анализ.

    Следует отметить, что пределы и степень  детализации анализа риска могут  отличаться для разных подходов, допускающих как качественные, так и количественные оценки.

    Для гидротехнических сооружений ввиду  явного недостатка репрезентативных статистических данных об отказах элементов ГТС  и аварий на объектах-аналогах, уникальности сооружений, отсутствия исчерпывающих  исходных данных о сооружениях, условиях размещения и эксплуатации целесообразно применение сочетания указанных подходов и процедур, адаптированных к специфике целей и задач анализа риска конкретного ГТС.

      Оценка последствий аварий ГТС  (количественная или качественная) включает анализ возможных аварийных воздействий ГТС на основные группы реципиентов риска, к которым относятся:

    -персонал объекта - владельца гидротехнического сооружения или эксплуатирующей организации;

    -население прилегающей территории, попадающей в зону затопления при гидродинамической аварии или лишенной энергоснабжения при остановке электростанции в результате аварии ГТС;

    -имущество третьих лиц (предприятия, здания и сооружения промышленных и селитебных зон);

    -окружающая природная среда.

    Для оценки последствий необходимо оценить негативные эффекты аварийного воздействия ГТС - физические (глубина затопления, скорость воды, температура и т.д.), социально-экономические (потери устойчивости затопленных зданий и сооружений, характер и продолжительность прекращения энергоснабжения и т.д.) и экологические (затопление сельхозугодий, ущерб рыбным запасам, загрязнение природных вод, почв, грунтов и т.д.). При оценке последствий аварий ГТС необходимо использовать модели аварийных процессов на ГТС и критерии поражения людей, имущества и окружающей природной среды с учетом неизбежных ограничений в выборе таких критериев.

      Этап оценки риска должен (помимо  оценки частоты и последствий  нежелательных опасных явлений,  событий и процессов, способных  привести к аварии ГТС) включать анализ неопределенностей и точности полученных результатов. Основными источниками неопределенностей при анализе и оценке риска, как показывает практика, являются недостаточность информации о надежности сооружения и его элементов, человеческих ошибках, особенно в нештатных ситуациях, а также неизбежные допущения и ограничения при моделировании аварийных процессов на ГТС. Анализ неопределенностей - это перевод ограничений и допущений, а также недостатка исходных данных, используемых при анализе риска, в погрешность (неопределенность) результатов. Источники неопределенности должны быть идентифицированы и представлены в результатах анализа риска аварий ГТС.