2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение........................................................... 3
1. Защита водных объектов от аварийных сбросов и создание
сетей речной безопасности.......................................... 7
1.1. Опыт разработки и ре&пизации сетей речной
безопасности.............................................. 7
1.2. Анализ моделей переноса загрязняющих веществ для использования в сетях речной безопасности................... 16
Выводы...................................................... 29
2. Сеть речной безопасности бассейна.............................. 31
2.1. Основные компоненты сети.............................. 31
2.2. Комплекс требований к системе прогнозирования.......... 43
Выводы...................................................... 49
3. Система прогнозирования переноса загрязняющих веществ в бассейне реки при аварийных
сбросах как компоненты СРВ........................................ 51
3.1. Общие принципы построения системы прогнозирования переноса примеси. Основные уравнения и методики 51
3.2. Информационная база системы переноса, подготовка
базовых данных системы................................... 70
3.3. Пользовательский интерфейс системы..................... 76
Выводы...................................................... 84
4. Реализация системы прогнозирования переноса
загрязняющих веществ при аварийном сбросе......................... 85
Заключение........................................................ 97
Литература........................................................ 99
3
ПОТ-'ПГ'И 1»Г
1НМ^4,| ,1 I ЙЛЛ^
Актуальность темы. Аварийные сбросы в водные объекты во всем мире стали одним из источников экстремальных экологических ситуаций. Загрязняющие вещества, попадая в водотоки, стремительно распространяются на большие расстояния, загрязняя источники водоснабжения, мешая водопользованию, вызывают гибель рыб и животных, загрязняют заливные луга, орошаемые сельскохозяйственные территории. В зависимости от количества и типа сброшенных веществ, восстановление речной экосистемы после сброса может занять годы.
Загрязнения водных объектов происходят в результате техногенных аварий, масштабы которых по данным статистических исследований увеличиваются за последние десятилетия, как результат развития производства. Аварийное загрязнение может происходить и в результате природных экстремальных явлений, приводящих к чрезвычайным экологическим ситуациям. Примером этого могут являться паводки, наводнения, которые сносят химические склады и шламохранилища, размывают захоронс»гия токсичных веществ. Еще одним источником аварийного попадания в водные объекты загрязняющих веществ является этан их транспортировки: железнодорожный, танкерный, трубопроводный.
Анализ крупных аварий, обзор отечественных разработок, зарубежный опыт разработки и эксплуатации систем предупреждения и защиты речной сети от аварийных сбросов показал, что создание всеобъемлющей системы предупреждения и защиты речной сети и жизненно зависящих от нее населения, промышленного производства, сельского хозяйства от зафязнения аварийными сбросами, которая может быть названа «Сеть Речной Безопасности» - СРВ, является актуальной проблемой. Цель этой системы - повышение безопасности населения и, в частности, источников питьевого водоснабжения в случае аварийных ситуаций, которые могут отразиться на состоянии реки или ее притоков, а также защита окружающей среды от последствий таких аварий.
10
разрабатывалась и эксплуатируется в рамках Международной Комиссии но защите реки Рейн.
Основой Рейнской сети являются центры оповещения, всего таких центров восемь. Каждый центр оповещения ответственен за определенную часть Рейна или его притоки. В случае аварии центр оповещения действует по жестко установленному регламенту, отправляя информацию об аварийном сбросе в виде отчета по определенной форме во все центры оповещения, находящиеся ниже по течению, и в секритариат Комиссии по Защите реки Рейн. В отчете об аварийном сбросе дается оценка и прогноз развития ситуации и. если качеству воды угрожает серьезная опасность, распространяется предупреждение. В этом случае ниже по течению могут быть предприняты превентивные меры, чтобы предотвратить или уменьшить угрозу загрязнения и ущерб.
Для наблюдения за качеством воды в Рейне была создана широкая сеть мониторинга - девять международных автоматизированных станций мониторинга, которые работают 24 часа в сутки и соединены с восьмью центрами оповещения в разных странах. После получения сигнала от станций мониторинга каждый центр оповещения пытается определить, какие вещества были сброшены, где произошел сброс, какое количество веществ попало в реку и как долго продолжался этот сброс. Когда этот материал собран, готовится информация для ввода в компьютерную модель, которая делает прогноз концентрации и времени переноса загрязняющих веществ до важных пунктов, расположенных ниже по течению. В рамках Рейнской сети была разработана и внедрена во всех центрах оповещения компьютерная модель (Рейнская модель) для прогнозирования времени движения волны загрязнений и ожидаемой концентрации загрязняющего вещества вниз по течению реки Рейн [29, 30]. При создании и проектировании Рейнской модели были разработаны специальные методы и алгоритмы для надежного прогнозирования времени переноса и распределения концентрации загрязняющих веществ в Рейнс.
]]
Эта модель была впервые применена в 1989 году и в настоящее время она продолжает дополняться. Модель прошла калибровку и проверку на основе ряда международных исследовательских экспериментов, проведенных как на самом Рейне, так и на его притоках с использованием специального растворимого красителя.
Информационная база Рейнской сети содержит информацию по потенциальным источникам загрязнения и информацию по основным загрязняющим веществам.
СРБ для реки Рейн имеет два компонента: I) систему раннего обнаружения и оповещения; 2) компьютерную модель для прогнозирования переноса загрязнения и выполняет две функции: оповещение и прогнозную.
СРБ для реки Миссисипи.
Хорошим примером СРБ может служить сеть речной безопасности для верхнего течения реки Миссисипи (США). После крупных засух 1988-1989 годов, которые привлекли внимание к уязвимости водоснабжения крупных городов вдоль течения реки, и после крупного сброса нефтепродуктов в 1991 году, было принято решение о необходимости всеобъемлющей сети речной безопасности с целью обнаружения и принятия соответствующих мер в случае аварийных сбросов в реку Миссисипи и создании эффективной системы реагирования на сбросы для безопасности водопользователей и защиты экосистемы реки [31).
Контролируемый сетью речной безопасности район (около 1000 км) простирается от истоков реки Миссисипи по территории 15 округов до Миннеаполиса и муниципальных водозаборов Сент-Пола.
В разработку СРБ верхнего течения реки Миссисипи было вовлечено большое количество организаций, агентств и служб. Сеть включает систему обнаружения и сигнализации, которая состоит из ряда станций мониторинга с автоматическим определением качества воды, расположенных вдоль реки. Станции непрерывно контролируют наиболее
- Київ+380960830922