Антропогенное воздействие на гидросферу

Содержание

 

Введение 4

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЬЕКТА. 5

1.1 Характеристика  объекта. 5

1.2 Краткие  сведения о природно-климатических  условиях в районе предприятия. 6

2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ОБЪЕМА ВЫЛИВШИХСЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ  ПРИ АВАРИИ НА ОБЪЕКТАХ СИСТЕМЫ  НЕФТЕПРОДУКТООБЕСПЕЧЕНИЯ 3

2.1 Определение  количества нефтепродуктов вылившихся  из резервуаров вследствие аварии  в резервуарных парках 8

3. ОЦЕНКА  СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩеЙ  СРЕДЫ 3

3.1 Оценка  площади загрязнения земель и  водных объектов 3

3.2 Оценка  степени загрязнения земель 4

3.3 Оценка  степени загрязнения водных объектов 4

3.4 Оценка  степени загрязнения атмосферы 6

4 Оценка Факторов  воздействия  на природную  среду при возникновении пожара  разлития нефтепродуктов 10

5 Оценка факторов, связанных со сценарием "Пожар  в резервуаре с нефтепродуктами" 13

6 Оценка факторов, связанных со сценарием "Взрыв  резервуара с нефтепродуктами" 16

7 ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ  ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  ЗЕМЕЛЬ НЕФТЕПРОДУКТАМИ 20

7.1 Оценка  ущерба природной среде от  деградации земель 22

7.2 Размер  ущерба от сверхлимитного размещения  отходов 22

8 ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ  ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  НЕФТЬЮ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ 23

9 ОЦЕНКА УЩЕРБА, ПОДЛЕЖАЩЕГО КОМПЕНСАЦИИ, ОКРУЖАЮЩЕЙ  ПРИРОДНОЙ СРЕДЕ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  АТМОСФЕРЫ НЕФТЕПРОДУКТАМИ 24

10 ХАРАКТЕРИСТИКА  ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ, СЛОЖИВШЕЙСЯ  НА ТЕРРИТОРИИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА 26

10.1 Природно-климатические  условия района в период чрезвычайной ситуации . 26

10.2 Характеристика  чрезвычайной ситуации 26

10.3 Оценка  влияния разлива нефти на населенный  пункт, объекты жизнеобеспечения  и окружающую среду. 28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 30

 

Введение

В ходе выполнения курсовой работы необходимо рассчитать общий объем и массу вылившихся нефтепродуктов вследствие аварии на складе нефтепродуктов, площадь загрязненных нефтепродуктами земель, расчет ущерба за загрязнение нефтепродуктами каждого компонента окружающей природной среды, таких как почва и атмосфера.

Основными факторами, определяющими  величину ущерба, наносимого окружающей природной среде в резервуарных парках, являются: количество вылившейся из резервуара нефти и распределение  ее по компонентам окружающей среды; площадь и степень загрязнения  земель; количество углеводородов, выделившихся в атмосферу.

Плата за загрязнение окружающей природной среды разлившейся  нефтью при авариях в резервуарных парках состоит из ущерба, подлежащего  компенсации, за загрязнение земли и атмосферы.

В результате работы должна быть охарактеризована чрезвычайная ситуация, а также должен быть определен экономический ущерб окружающей природной среде в результате аварийных разливов нефтепродуктов. На генплане предприятия должны быть обозначены границы интенсивности теплового излучения: при пожаре разлития нефтепродуктов, при пожаре 2-х близрасположеных резервуара, содержащих максимальный объем нефтепродуктов, при пожаре резервуара с выбросом горящей жидкости, и границы избыточного давления при взрыве резервуара.

 

 

 

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЬЕКТА.

1.1 Характеристика  объекта.

 

Согласно заданию рассматриваемое  предприятие  расположено в Челябинской  области. На исследуемой территории располагается резервуарный парк по хранению бензина АИ-72 /2/, с плотностью 0,76 г/см³ и температурой вспышки более 28⁰. По вместимости резервуарного парка объект относится к IIIа категории складов нефти и нефтепродуктов /1/, так как на территории базы находится 5 резервуаров объемом 3 м³ общей вместимостью склада 15  м³. По классификации относится к категории «Б» (взрывопожароопасный объект.) /6/. Обвалование резервуары не имеют. Резервуарный парк не имеет дополнительных емкостей для удержания разлива нефтепродуктов.

1.2 Административно хозяйственная зона.

 

Резервуары, находящиеся  на территории предприятия не имеют  обвалования для удержания разлива  нефтепродуктов. Противопожарные разрывы  между зданиями и сооружениями представлены в таблице 1.1.

Таблица1.1 Противопожарные  разрывы между зданиями и сооружениями нефтебазы.

Наименование  сооружения	Расстояние от наземных резервуаров склада /3/
Категория склада	IIIв
1.Насосная станция	10 м
2.Противопожарный  трубопровод	30 м
3.Дороги	45 м

 

1.3 Природно-климатическая  характеристика района 

 

Предприятие расположено  в близи города Челябинск, Челябинской  области, является субъектом Российской Федерации. Климат Челябинской области - континентальный. Зима холодная и  продолжительная, лето относительно жаркое, с периодически повторяющимися засухами. Особенности климата связаны  с расположением области в  глубинах Евразии, на большом удалении от морей и океанов. Максимальная температура в январе составляет -48 градусов по Цельсию, в июле +40 градусов по Цельсию. Среднегодовое количество осадков - 350 мм в год на равнине  и 600 мм в год в горах. По количеству осадков горно- лесная зона является районом избыточного увлажнения, лесостепная-умеренного, степная –  недостаточного увлажнения. В январе—мае, в основном, преобладают ветры  южного и юго-западного направления  со средней скоростью 3—4 м/с. При  метелях максимальная скорость увеличивается  до 16-28 м/с. В июне-августе ветер  дует с запада и северо-запада, средняя  скорость не увеличивается, но при грозах наблюдается кратковременное шквалистое усиление ветра до 16—25 м/с. В сентябре-декабре  ветер поворачивает на южный и  юго-западный, средняя скорость ветра  составляет 3 м/с, максимальная- 18—28 м/с. /7/.

 

 

2  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА  ВЫЛИВШИХСЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ  АВАРИИ НА ОБЪЕКТАХ СИСТЕМЫ  НЕФТЕПРОДУКТООБЕСПЕЧЕНИЯ

 

По заданию известно, что  бензин храниться в резервуаре горизонтально  стальном. Резервуар горизонтально  стальной объемом 3 м³ имеет следующие параметры: D=1,4 м и L=2 м согласно /1/. Из условия известно, что произошло мгновенное разрушение двух близрасположенных емкостей объемами по 3 м³.

                                       V_н.п. = 0,8 V₀ ,                                        (2.1)

 

где V₀ -  вместимость резервуара , м³.

Так как произошло разрушение двух близрасположенных емкостей, то объем берется двух резервуаров.

V_н.п. = 2∙0,8∙3=4,8 м³.

 

3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ  ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩеЙ СРЕДЫ

3.1 Оценка площади загрязнения земель и водных объектов

 

Расчет площади свободного растекания нефтепродуктов ведется  согласно

                                            ,                                        (3.1)

                                         

                                                         ,                                             (3.2)

где d- диаметр свободного растекания нефтепродуктов, м.

 

    

 м,

  м².

3.2 Оценка степени  загрязнения земель

 

Степень загрязнения земель рассчитывается только при свободном  разлитии нефтепродуктов из наземных резервуаров при отсутствии обваловки  или ограждающих стен.

Степень загрязнения земель определяется нефтенасыщенностью грунта.

Нефтенасыщенность грунта или  количество нефти впитавшейся в  грунт, определяется по соотношениям /3/:

                                            ,                                              (3.3)

         где К_н – нефтеемкость грунта

         V_гр – объем нефтенасыщенного грунта,м³

Значение нефтеемкости грунта К_н в зависимости от его влажности принимается согласно /4/.

 

Объем нефтенасыщенного грунта V_гр вычисляют по формуле

                                                                                            (3.4)

где, F_гр- площадь нефтенасыщенного грунта, м²;

 h_cp - средняя глубина пропитки на всей площади нефтенасыщенной земли, м.

V_гр=96,02∙0,35=33,6 м³.

М_вп=0,3∙0,73∙33,6=7,35 кг

3.3 Оценка степени загрязнения атмосферы

 

Масса углеводородов, испарившихся с поверхности земли, покрытой разлитой нефтью, определяется по формуле

                                            .                                       (3.5)

где, М_и.п..- масса летучих низкомолекулярных углеводородов нефти, испарившихся с поверхности почвы, т;

q_и.п.. - удельная величина выбросов углеводородов с 1 м² поверхности нефти, разлившейся на земле, г/м²;

Средняя температура поверхности  испарения определяется по формуле

                                              .                                         (3.6)

где t_и.п. - средняя температура поверхности испарения на земле, °С;

t_воз. - температура воздуха, °С;

t_n, - температура верхнего слоя земли, °С.

t_п.и.=0,5∙(-5+(-4))=-4,5 °С.

Так как t_п.и. < 4 °С, то удельная величина выбросов принимается равной нулю.

М_и.п.=0∙96,02∙10⁶=0

При возгорании разлива учитывается  масса загрязняющих веществ выбрасываемых  в атмосферу при горении. Оценка массы загрязняющих веществ М_α, выбрасываемых в атмосферу при горении нефтепродуктов, производится в соответствии с методикой /8/

                                    M,                                             (3.7)

где k_α - коэффициент эмиссии альфа-го вещества, кг/кг;

k_нп - коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов;

М - масса горящих нефтепродуктов, кг.

Коэффициент полноты сгорания нефтепродуктов  k_нп зависит от типа подстилающей поверхности в зоне горения.

Определяем по таблице  приложения /8/ коэффициенты эмиссии загрязняющих веществ при горении дизельного топлива:

для оксида углерода k_α = 3,11 ∙10^-1;

для сероводорода k_α = 1∙10^-3

для оксидов азота k_α = 1,51∙10^-2

для оксидов серы k_α = 1∙10^-3

для сажи k_α = 1,47∙10^-3

для синильной кислоты k_α = 1∙10^-3

для пятиокиси ванадия k_α = 1∙10^-6

для бензапирена k_α = 6,1∙10^-8

 

получим для оксида углерода:

кг

для сероводорода

 кг

для оксидов азота

кг

для оксидов серы

 кг

для сажи

кг

для синильной кислоты

кг

для пятиокиси ванадия

кг

для бензапирена

кг

Масса горящих  нефтепродуктов М  -  часть  общей  массы разлитых нефтепродуктов, пропорциональная площади области разлива, попавшей на данный тип подстилающей поверхности, М = 7,35 кг. 

4 Оценка Факторов  воздействия  на природную  среду при возникновении пожара  разлития нефтепродуктов

 

Интенсивность теплового  излучения q, кВт/м², рассчитывают по формуле:

,                                         (4.1)

где E_f -среднеповерхностная плотность теплового излучения пламени,кВт/м²;

      F_q — угловой коэффициент облученности;

      t — коэффициент пропускания атмосферы.

      По  таблице  4.1 /2/ определяем  среднеповерхностную плотность теплового излучения пламени в зависимости от диаметра очага и удельную массовую скорость выгорания: для бензина при диаметре резервуара менее 10 м, m = 0,06 кг/м²·с.

Определяем угловой коэффициент облученности F_q по формуле

,                                      (4.2)

Определяем коэффициент пропускания атмосферы t по формуле

t = exp [-7,0 · 10^-4 (r - 0,5d)],                            (4.3)                                          

где r - расстояние от геометрического центра пролива до облучаемого объекта

Рассчитаем эффективный  диаметр пролива d, м, по формуле

 ,                                                 (4.4)                                              

где S — площадь пролива, м², получим:

 м.

Рассчитаем высоту пламени Н, м, по формуле

,                                        (4.5)

где т — удельная массовая скорость выгорания топлива, m = 0,06 кг/м²·с для бензина /2/;

r_в — плотность окружающего воздуха, _в=1,322 кг для t_воз.=-4 °С, согласно приложению /2/.

 м.

Значения F_v и F_н рассчитываются по формулам:

(4.6)

 

 

,    (4.7) 

 

,                                    (4.8)

       ,                                                 (4.9)