Влияние окружающей среды на надежность водохозяйственных объектов

Факторы окружающей среды, оказывающие сильно-агрессивное воздействие.

Факторы окружающей среды необходимо учитывать, определяя сроки межремонтных периодов и периодичность проведения обследований.

Совокупность влияния различных факторов окружающей среды на причальные набережные можно определять следующим образом.

1. Вначале проводятся натурные исследования по определению факторов окружающей среды, влияющих на конкретную причальную набережную, затем воздействие каждого фактора оценивается по предлагаемой выше пятибалльной шкале.

2. После этого определяется значение показателя влияния окружающей среды ψ по формуле:

ψ = ΣФ_n /n, (2.1)

где Ф – факторы окружающей среды, влияющие на конструкцию;

N – количество факторов окружающей среды, влияющих

На сооружение.

3. Коэффициент влияния окружающей среды (k_ос) на несущую способность определяется следующим образом:

при ψ = 1, коэффициент равен k_ос > 1,1;

если 1 < ψ < 2, то 1 < k_ос ≤ 1,1;

2 ≤ ψ < 3, 0,7 < k_ос ≤ 1;

3 ≤ ψ < 4, 0,4 < k_ос ≤ 0,7;

4 ≤ ψ < 5, 0,1 < k_ос ≤ 0,4;

ψ = 5, k_ос < 0,1.

Значение коэффициента влияния факторов окружающей среды на несущую способность причальной набережной можно определить, используя график, приведенный на рисунке.

Рисунок – Определение коэффициента влияния окружающей среды

4. Для определения показателя точности, полученного коэффициента влияния факторов окружающей среды, в результате натурного обследования следует определить среднеквадратическое отклонение:

. (2.2)

5. Вероятностная ошибка полученного значения коэффициента влияния окружающей среды определяется как:

. (2.3)

6. Мера точности полученного результата:

. (2.4)

7. Коэффициент вариации (относительной величины среднеквадратической ошибки) определяем по формуле:

. (2.5)

Полученный коэффициент воздействия факторов окружающей среды рекомендуется использовать для определения периодичности обследований причальных набережных и планирования сроков производства ремонтных работ.

Периодичность обследований причальных набережных следует выбирать, основываясь на период в 5 лет. В настоящее время 5 лет – максимальный срок выдачи Технического паспорта причальных набережных. Однако для многих набережных для исключения возникновения непоправимых разрушений необходимо производить промежуточные обследования в период, определяемый с учетом коэффициента, учитывающего влияние окружающей среды на причальные набережные.

 

Сажа — 6,1 кг/т.

Удельный расход дизельного топлива на выработку одного кВт для танкера-накопителя составляет 187 г. Расход топлива при стоянке без выполнения грузовых операций равен 0,0374 т/ч, а при выполнении грузовых операций — 0,2244 т/ч. Расход топлива за навигацию в целом примерно равен 90 т и валовые выбросы вредных веществ за сезон в сумме составят:

сернистый ангидрит — 0,35 т;

оксид углерода — 2,3 т;

окислы азота — 6,1 т;

углеводороды — 1,6 т;

Сажа — 0,6 т.

Для нормального функционирования объекта предусмат­риваются технические решения, направленные на сокращение выбросов в атмосферу.

К ним относятся следующие мероприятия:

закрытый слив и налив нефти при перегрузке;

для перелива танки оборудованы сигнализаторами макси­мального и аварийного уровня, блокировкой по закрытию задвижек на трубопроводах поступления продукта и блокировкой по остановке соответствующего насоса при достижении аварийного уровня этого продукта в танке;

для исключения перегрева и, соответственно, сокращения потерь от испарения танки оборудуются приборами замера температуры и регулирования поступления теплоносителя;

на насосах, перекачивающих нефтепродукты, предусмотре­ны специальные уплотнения;

в сливо-наливных системах применены устройства, которые изготавливаются из материалов, стойких к перекачиваемой среде;

дыхательные трубопроводы танков оборудованы специ­альными клапанами, предотвращающими выплескивание нефтепродуктов.

Предусмотренные мероприятия позволяют обеспечить минимальный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Влияние окружающей среды на надежность водохозяйственных объектов

Для обеспечения экологической безопасности объекта и поддержания качества окружающей среды на определенном уровне реализация любого проекта должна сопровождаться комплексом природоохранных мероприятий. Они позволяют избежать отрицательных воздействий объекта на природную среду и, по возможности, минимизировать ущерб окружающей среде.

Развитие портовой гидротехники всегда сопровождалось оценкой технического состояния существующих причальных сооружений, поскольку опыт эксплуатации всегда служил основным показателем правильности существующих теоретических решений и нормативных документов.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 05.01.95г. «О преобразовании государственных предприятий водных путей и судоходных каналов Министерства транспорта России в государственные бассейновые управления водных путей и судоходства этого Министерства», утвержденным Министром транспорта РФ, типовым положением, в числе других, установлена функция надзора и контроля за технической эксплуатацией портовых гидротехнических сооружений. В настоящее время контроль технического состояния и эксплуатации причалов общего пользования недостаточный, а на причалах, принадлежащих предприятиям и организациям, почти совсем отсутствует. Более того, многолетний опыт обследования набережных необщего пользования показывает, что для обеспечения их дальнейшей нормальной технической эксплуатации большинство таких причалов нуждается в срочном ремонте и усилении несущих конструкций.

Сегодняшнее экономическое положение портов и других собственников, использующих водный транспорт, зачастую не позволяет им строительство новых причалов. Концепция развития внутренних водных путей на период до 2015 г. ставит задачу по реконструкции портов и реформированию портовой деятельности, включает в себя улучшение технического состояния причальных сооружений в портах, а также создание перегрузочных комплексов, прежде всего для переработки контейнеров, минеральных удобрений, химических грузов и сжиженного газа.

Для выбора наиболее рациональных методов по их усилению либо ремонту и реконструкции, необходим тщательный анализ каждой отдельной конструкции, включающий в себя оценку воздействия всех факторов, в том числе окружающей среды.

К настоящему времени накоплен большой опыт по воздействию на сооружения различных нагрузок, таких как ледовое воздействие, водно-воздушное и грунтовое окружение, температурный режим конструкций, воздействие мерзлоты, агрессивное или упрочняющее воздействие перерабатываемых грузов, блуждающих токов.

Перечисленные факторы главным образом влияют на прочностные и деформативные свойства конструкционных материалов. Некоторые из них воздействуют на физико-механические характеристики грунтов оснований и обратных засыпок, что влечет за собой изменение несущей способности конструкций. Прочностные и деформативные характеристики причальных набережных в процессе эксплуатации меняются вследствие старения конструкционных материалов с течением времени, под воздействием факторов окружающей среды.

Хотя при проектировании причальных набережных всегда закладывается запас прочности самой конструкции и составляющих ее элементов, который обеспечивает некоторый запас прочности при возможном изменении действующих нагрузок и расчетных параметров конструкции. Запас прочности не всегда позволяет эксплуатировать причальную набережную в нормальном режиме вследствие влияния факторов окружающей среды.

Однако следует учитывать, что повышение или понижение несущей способности может изменяться с течением времени под воздействием факторов окружающей среды. Причем понижение несущей способности может привести к полной ее потере, в то время как увеличение несущей способности при упрочняющем воздействии окружающей среды возможно лишь на 20-50%.

График изменения несущей способности в зависимости от влияния факторов окружающей среды, представленный на рисунке 1.

 

 

 

 

Рисунок 1 – График изменения несущей способности

во времени под воздействием факторов окружающей среды

 

Прямая 1 на графике соответствует случаю, когда окружающая среда за рассматриваемый период времени t не влияет на несущую способность сооружения.

Кривая 2 - случаю, когда факторы окружающей среды благотворно влияют на несущую способность сооружения, интенсивность роста прочности бетона постепенно снижается с увеличением возраста бетона. Подобное влияние довольно часто наблюдается на бетонные и железобетонные конструкции. Интенсивность роста прочности бетона во времени зависит также и от характеристик примененного цемента, состава бетона, водоцементного отношения, вида и типа добавок.

Кривая 3 отражает случай, когда несущая способность сооружения со временем снижается под воздействием факторов окружающей среды.

Кривая 4 относится к случаю полной потери несущей способности сооружением под воздействием факторов окружающей среды. Подобное явление часто можно наблюдать вследствие коррозии металлических конструкций.

Кривая 5 отвечает примеру, когда сооружение после постройки незначительно теряет несущую способность, а со временем набирает ее даже выше проектной.

Кривая 6 относится к случаю, когда сооружение, наоборот, в некоторый промежуток времени после постройки имеет несущую способность выше проектной, но со временем при изменении факторов окружающей среды теряет ее до уровня, не отвечающего проектному. Такой вариант возможен при магнезиальной коррозии бетона. При взаимодействии сернокислого магния с известью (гидратом окиси кальция) образуется труднорастворимое соединение – гидрат окиси магния. При проникновении раствора в поры цементного раствора в первый период бетон уплотняется, и его прочность может повыситься, а затем прочность падает в результате воздействия иона магния и аниона сульфата.

Кривая 7 – случай незначительного увеличения несущей способности, а затем ее снижения до проектного уровня.

Кривая 8 – случай потери несущей способности сооружением после строительства под воздействием факторов окружающей среды, а затем ее увеличения до проектной при изменении условий работы конструкции.

Несущая способность со временем снижается у конструкций на деформирующихся во времени глинистых основаниях, коррозирующихся стальных сооружений, а также у бетонных и железобетонных конструкций при наличии агрессивной среды. Иногда окружающая среда за рассматриваемый период времени практически не влияет на несущую способность конструкции. Повышение несущей способности часто наблюдается у бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в благоприятных естественных условиях, где прочность бетона постепенно нарастает.

Оценку факторов окружающей среды, влияющих на водохозяйственные объекты, можно производить в зависимости от воздействия на конструкцию:

1 – факторы, благоприятно влияющие на несущую способность ВХО;

2 – факторы, неагрессивно влияющие на конструкцию (нейтральные);

3 – факторы, оказывающие слабоагрессивное воздействие на сооружение;

4 – факторы, оказывающие среднеагрессивное воздействие;