книги2 / 159
.pdfТаблица 68
Входные данные, характеризующие метеорологическую обстановку и прогноз с суточным шагом наблюдения
№ п/п |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
|
1 |
Дата наблюдения |
- |
|
2 |
Наименование или код метеостанции |
- |
|
3 |
Географические координаты места расположения |
- |
|
метеостанции |
|||
|
|
||
4 |
Преобладающая температура воздуха ночью |
°С |
|
5 |
Преобладающая температура воздуха днем |
°С |
|
6 |
Максимальная температура воздуха ночью |
°С |
|
7 |
Максимальная температура воздуха днем |
°С |
|
8 |
Тип осадков |
- |
|
9 |
Количество осадков |
мм |
|
10 |
Температура поверхности грунта |
°С |
|
11 |
Состояние поверхности почвы на участке местности |
- |
|
12 |
Высота снежного покрова |
м |
Состав входных данных, характеризующих свойства хранимой НН, приведен в табл. 69.
Таблица 69
Входные данные, характеризующие свойства хранимой НН
№ п/п |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
1 |
Тип НН |
- |
2 |
Плотность НН |
кг/м3 |
3 |
Кинематическая вязкость НН |
м2/с |
Состав входных данных, характеризующие участок местности возможного РНН, приведен в табл. 70.
Таблица 70
Входные данные, характеризующие участок местности возможного РНН
№ п/п |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
1 |
Продольный уклон местности на участке РНН |
градус |
2 |
Тип грунта местности (за обвалованием) |
- |
3 |
Направление естественного уклона местности, отно- |
градус |
|
сительно точки расположения резервуара |
|
4 |
Температура поверхности грунта |
°С |
5 |
Влажность грунта |
% |
131
№ п/п |
Наименование параметра |
Ед. измерения |
|
6 |
Состояние поверхности почвы на участке местности |
- |
|
7 |
Статус наличия ВО на местности предполагаемого |
{да; нет} |
|
РНН |
|||
|
|
||
8 |
Направление расположения ВО, относительно точки |
градус |
|
расположения резервуара |
|||
|
|
7.2.Прогнозирование последствий разлива нефти
инефтепродуктов
Основными прогнозными параметрами РНН являются: прогнозируемая площадь РНН через время, соответствующее шагу прогноза; прогнозируемая масса вылившейся НН через время, соответствующее шагу прогноза; прогнозирование загрязнения водного объекта, возникновения пожара, взрыва.
Прогнозируемая площадь РНН определяетсяс использованием байесовского классификатора с учетом параметров: расчетная масса разлившейся НН; расчетная площадь, разлива НН.
Масса нефти, вылившаяся из резервуара (Mp, кг), определяется по формуле:
M p t G t t |
ρ g 2 Ahol2 |
t2 , |
(127) |
|
AR |
||||
|
|
|
где:
G(t) –– массовый расход в момент времени, кг/с; t –– период времени истечения, с.
Массовый расход НН, проходящий через аварийное отверстие (G(t), кг/с) в времени t определяется по формуле:
G(t ) G0 |
|
ρ g 2 Ahol2 |
t, |
(128) |
|
AR |
|||||
|
|
|
|
где:
G0 —массовый расход НН через аварийное отверстие в начальный момент времени, кг/с;
132
ρхрнн —плотность НН, при температуре хранения в резервуаре, кг/м3, определяется по табл. 71;
g —ускорение свободного падения, м/с2, g = 9,81 м/с2; μ—коэффициент истечения, μ = 0,61;
Ahol —площадь аварийного отверстия, м2; AR —площадь основания резервуара, м2.
|
Плотность НН |
Таблица 71 |
|
|
|
№ п/п Наименование НН |
Плотность, кг/м³ |
|
|
Нефть |
|
1 |
Ромашкинское |
862 |
2 |
Туймазинское |
852 |
3 |
Мухановское |
840 |
4 |
Узеньское |
860 |
5 |
Трехозерное |
848 |
6 |
Тетерево-Мартымьинское |
825 |
7 |
Правдинское |
854 |
8 |
Салымское |
826 |
9 |
Южно-Балыкское |
868 |
10 |
Мамонтовское |
878 |
11 |
Усть-Балыкское |
874 |
12 |
Лянторское |
887 |
13 |
Зап.-Сургутское |
885 |
14 |
Холмогорское |
860 |
15 |
Покачаевское |
865 |
16 |
Мегионское |
850 |
17 |
Советское |
852 |
18 |
Самотлорское |
851 |
19 |
Варьеганское |
832 |
20 |
Первомайское |
844 |
21 |
Ванкорское |
901 |
22 |
Михайловское |
874 |
23 |
Федоровское |
856 |
24 |
Поточное |
859 |
25 |
Приразломное |
911 |
26 |
Петелинское |
866 |
27 |
Приобское |
775 |
28 |
Тевлинско-Русинское |
851 |
133
№ п/п |
Наименование НН |
|
Плотность, кг/м³ |
29 |
Западно-Угутское |
|
8922 |
30 |
Кетовское |
|
855 |
|
|
Нефтепродукты |
|
Масла моторные, автомобильные для карбюраторных двигателей (ГОСТ |
|||
|
|
10541-78) |
|
31 |
М-63/12-Г1 |
|
900 |
32 |
М-53/10-Г1 |
|
900 |
33 |
M-43/6-B1 |
|
880 |
34 |
М-8-В |
|
905 |
35 |
М-63/10-В |
|
890 |
|
Масла моторные для автотракторных дизелей (ГОСТ 8581-78) |
||
36 |
M-8B2, М-8Г2 |
|
905 |
37 |
М-8Г2К |
|
905 |
38 |
М-10В2, М-10Г2 |
|
905 |
39 |
М-10Г2К |
|
900 |
40 |
М-8ДМ |
|
897 |
41 |
М-10ДМ |
|
905 |
|
Масла моторные для дизельных двигателей (ГОСТ |
12337-84) |
|
42 |
М-10В2С |
|
900 |
43 |
М-14В2, М-14Г2 |
|
910 |
44 |
М-20В2Ф, М-20Г2 |
|
907 |
|
Масла трансмиссионные (ГОСТ 23652-79) |
||
45 |
ТСп-14, ТСп-15К |
|
910 |
4 |
ТЭп-15 |
|
950 |
47 |
ТСп-10 |
|
915 |
48 |
ТСп-14, ТСп-14гип |
|
910 |
49 |
ТАп-15В |
|
930 |
50 |
ТАД-17п |
|
907 |
|
Масла турбинные (ГОСТ 32-74, ГОСТ 9972 |
-74) |
|
51 |
Т-22, Тп-22 |
|
900 |
52 |
Т-30, Тп-30 |
|
900 |
53 |
Т-4б, Тп-46 |
|
905 |
54 |
Т-57 |
|
900 |
|
Топлива для реактивных двигателей ГОСТ 10227-86 |
||
55 |
ТС-1 |
|
775 |
56 |
Т-1С |
|
810 |
57 |
Т-1 |
|
800 |
58 |
Т-2 |
|
755 |
134
№ п/п |
Наименование НН |
Плотность, кг/м³ |
|
Масла авиационные ГОСТ 21743-76 |
|
60 |
МС-14 |
809 |
61 |
МС-20 |
897 |
|
Топливо нефтяное ГОСТ 10585-75 |
|
62 |
Мазут флотский (Ф-5) |
958 |
63 |
Мазут флотский (Ф-12) |
960 |
64 |
Мазут топочный 40 |
965 |
65 |
Мазут топочный 100 |
1015 |
|
Масло моторное ТУ BY300042199.027-2011 |
|
66 |
SAE 5W-30 |
905 |
67 |
SAE 5W-40 |
905 |
68 |
SAE 10W-40 |
905 |
69 |
SAE 15W-40 |
905 |
|
Дизельное топливо ГОСТ 305-2013 |
|
70 |
Дизельное топливо летнее (Л) |
860 |
71 |
Дизельное топливо межсезонное (Е) |
860 |
72 |
Дизельное топливо зимнее (З) |
840 |
73 |
Дизельное топливо арктическое (А) |
830 |
74 |
АИ92 |
760 |
75 |
АИ95 |
750 |
76 |
АИ98 |
780 |
|
Водомасляные жидкости |
|
|
Масла индустриальные (ГОСТ 20799-88) |
|
77 |
И-5А |
870 |
78 |
И-8А |
880 |
79 |
И-12А |
880 |
80 |
И-12А1 |
880 |
81 |
И-20А |
890 |
82 |
И-30А |
890 |
83 |
И-40А |
900 |
84 |
И-50А |
910 |
|
Масла индустриальные (ТУ 0253-053-00151911 |
-2008) |
85 |
ИГП-18 |
880 |
86 |
ИГП-30 |
885 |
87 |
ИГП-38 |
890 |
88 |
ИГП-49 |
895 |
89 |
ИГП-72 |
900 |
135
Массовый расход НН вначальный момент времени (G0, кг/с) следует определять по формуле:
G0 Ahol 2 g h0 hhol , |
(129) |
где: |
|
h0 —начальная высота столба жидкости в резервуаре, м; hhol —высота расположения аварийного отверстия, м.
Начальная высота столба НН в резервуаре (h0, м) определяется по формуле:
h0 |
|
V |
, |
(130) |
|
||||
|
|
AR |
|
где d —диаметр резервуара, м, определяется по табл. 72.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 72 |
|
|
Характеристики цилиндрических резервуаров |
||||||
№ |
|
Тип резервуара |
|
Высота |
|
Диаметр ре- |
|
Площадь сечения |
п/п |
|
|
|
резервуара, м зервуара (d), м |
|
резервуара, м2 |
||
1 |
|
РВС-1000 |
|
9 |
|
12 |
|
113 |
|
|
|
|
|||||
2 |
|
РВС-2000 |
|
12 |
|
15 |
|
177 |
3 |
|
РВС-3000 |
|
12 |
|
19 |
|
284 |
4 |
|
РВС-5000 |
|
12 |
|
23 |
|
415 |
5 |
|
РВС-5000 |
|
15 |
|
21 |
|
346 |
6 |
|
РВС-10000 |
|
12 |
|
34 |
|
908 |
7 |
|
РВС-10000 |
|
18 |
|
29 |
|
660 |
8 |
|
РВС-15000 |
|
12 |
|
40 |
|
1257 |
9 |
|
РВС-15000 |
|
18 |
|
34 |
|
908 |
10 |
|
РВС-20000 |
|
12 |
|
46 |
|
1662 |
11 |
|
РВС-20000 |
|
18 |
|
40 |
|
1257 |
12 |
|
РВС-30000 |
|
18 |
|
46 |
|
1662 |
13 |
|
РВС-50000 |
|
18 |
|
61 |
|
2922 |
14 |
|
РВС-100000 |
|
18 |
|
85,3 |
|
5715 |
15 |
|
РВС-120000 |
|
18 |
|
92,3 |
|
6691 |
Полное время истечения (tполн., с) НН через аварийное отверстие резервуара определяется по формуле:
136
t. |
2AR ( h0 |
hhol ) |
. |
(131) |
Ahol |
|
|||
|
2g |
|
Масса НН (Mоб, кг), перелившаяся за пределы обвалования за период времени, определяется по формуле:
М M p t V · , |
(132) |
где Vобв –– объем площадки обвалования, м3.
Радиус разлития (пятна) НН на подстилающей поверхности при разгерметизации определяется по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
0,06 |
|
|
|
|
G |
|
|
g G |
|
g 2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
ρТ |
|
|
|
|
|
(133) |
||||
L 0, 463 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|||
Т |
|
G |
|
||||||||||
|
|
|
ν2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где:
Lρ—радиус разлития (пятна) НН, представленного в виде приведенного круга, м;
G(t) —массовый расход жидкости через поврежденное отверстие по состоянию на момент времени t после разгерметизации резервуара, кг/с; τ — продолжительность истечения, (принимается равным шагу
прогнозирования), с;
g —ускорение свободного падения, принимается равным 9,81 м/с2; ν—кинематическая вязкость жидкости, при температуре грунта за
пределами обвалования м2/с;
m и n —показатели степени, учитывающие условия растекания нефти (m = 0,08, n = 0,06);
ρТнн —плотность НН при температуре грунта за пределами обвалования, кг/м3.
137
Определение площади РНН при разгерметизации резервуара, расположенного на НТ
а) При уклоне местности до 1% площадь РНН при разгерметизации резервуара, расположенного на НТ, определяется по формуле:
S Lp |
2 . |
(134) |
б) При уклоне от 1 до 3% площадь РНН при разгерметизации резервуара, расположенного на НТ, определяется площадью эллипса по формулам:
b |
К S |
; |
(135) |
||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
а |
|
4 S |
, |
|
(136) |
|
b |
|
|||
|
|
|
|
|
|
где:
bзр —большая полуось эллипса; азр —малая полуось эллипса;
Кук —коэффициент, характеризующий уклон местности, принимается равным 8.
в)При уклоне более 3% площадь РНН при разгерметизации резервуара, расположенного на НТ, определяется по формулам (135) и(136), при этом коэффициент, характеризующий уклон местности, принимается равным Кук = 16.
Определение плотности НН при заданной температуре Плотность НН при заданной температуре (ρннТ , кг/м3) грунта за об-
валованием определяется по формуле Д.И. Менделеева:
Т 20 / (1 p (Т 20)), |
(137) |
где:
ρ20 —плотность НН при 20 °С, кг/м3;
°C; Тгр —температура поверхности грунта за обвалованием резервуара,
138
β—коэффициент объемного расширения, принимаемый в зависимости от плотности НН при температуре 20 °C, 1/°C, определяется по табл. 73.
Таблица 73
Коэффициенты объемного расширения НН (βp) при заданной плотности НН
ρ, кг/м3 |
|
βp, 1/°С |
|
ρ, кг/м3 |
|
βp, 1/°С |
690,0–699,9 |
|
0,00130 |
|
850,0–859,9 |
|
0,00081 |
|
|
|
||||
700,0–709,9 |
|
0,00126 |
|
860,0–869,9 |
|
0,00079 |
710,0–719,9 |
|
0,00123 |
|
870,0–879,9 |
|
0,00076 |
720,0–729,9 |
|
0,00119 |
|
880,0–889,9 |
|
0,00074 |
730,0–739,9 |
|
0,00116 |
|
890,0–899,9 |
|
0,00072 |
740,0–749,9 |
|
0,00113 |
|
900,0–909,9 |
|
0,00070 |
750,0–759,9 |
|
0,00109 |
|
910,0–919,9 |
|
0,00067 |
760,0–769,9 |
|
0,00106 |
|
920,0–929,9 |
|
0,00065 |
770,0–779,9 |
|
0,00103 |
|
930,0–939,9 |
|
0,00063 |
780,0–789,9 |
|
0,00100 |
|
940,0–949,9 |
|
0,00061 |
790,0–799,9 |
|
0,00097 |
|
950,0–959,9 |
|
0,00059 |
800,0–809,9 |
|
0,00094 |
|
960,0–969,9 |
|
0,00057 |
810,0–819,9 |
|
0,00092 |
|
970,0–979,9 |
|
0,00055 |
820,0–829,9 |
|
0,00089 |
|
980,0–989,9 |
|
0,00053 |
830,0–839,9 |
|
0,00086 |
|
990,0–999,9 |
|
0,00052 |
840,0–849,9 |
|
0,00084 |
|
– |
|
– |
Определение вязкости НН при заданной температуре Кинематическая вязкость НН (vннТ м2/с) при заданной температу-
ре грунта за обвалованием резервуара Тгр, определяется по формуле Рейнольдса-Филонова:
Т u Т Т , |
(138) |
где:
vхр –– кинематическая вязкость при температуре хранения НН в ре-
зервуаре Тхр, м2/с;
u –– показатель крутизны вискограммы, 1/К.
139
Показатель крутизны вискограммы (u, 1/К) определяется по формуле:
U 1/ (Т Т ) ln |
|
, |
(139) |
Т
где Тхр –– температура хранения НН в резервуаре на момент РНН, К.
7.3. Выходные данные модели для прогнозирования последствий разлива нефти и нефтепродуктов
Выходными данными ПАМ–РН при среднесрочном прогнозировании являются результаты вероятностной оценки возможности РНН из резервуаров хранения НН втечение периода прогнозирования (10 суток).
Выходными данными ПАМ-РН при краткосрочном прогнозировании являются [66]:
а) данные, реализуемые с применением байесовского классификатора: отклонение фактического значения массы вылившейся НН на участок территории в результате РНН от ее расчетного значения в течение суток через каждые 3 ч; отклонение фактического значения площади загрязненной территории в результате РНН от ее расчетного значения в течение суток через каждые 3 ч; вероятностная оценка возникновения техногенных угроз врезультате РНН; вероятностная оценка загрязнения водного объекта в результате РНН;
б)исходные данные, используемые на каждом шаге прогнозирования.
140