Аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения

Быт и коммунальное хозяйство – это повседневная окружающая среда человека в техносфере, где на людей воздействуют различные опасные технические факторы. В жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) страны задействовано около 4200 предприятий коммунальной энергетики, действуют около 2370 водопроводных и 1050 канализационных насосных станций, свыше 72 тысяч котельных.

Коммунальные системы жизнеобеспечения населенных пунктов представляют собой совокупность коммунальных предприятий, служб, хозяйств и коммунальных сетей по обслуживанию населения городских и сельских поселений[61]. В городах коммунальные системы входят в состав городского хозяйства. Во многих городах
и поселках предприятия коммунального хозяйства обслуживают не только объекты жилого сектора, но и промышленные предприятия, снабжая их водой, электроэнергией, газом и т.д.

Коммунальные системы жизнеобеспечения, обеспечивающие оптимальные условия проживания населения, включают в себя водо- и газоснабжение, канализацию, электроэнергетические и тепловые сети. Они также как и любой технический объект, подвержены поломкам, износу, что приводит к авариям. Подобные ситуации крайне редко приводят к человеческим жертвам, но они способны значительно затруднить жизнь граждан, особенно в зимний период.
В основном это связанно с тем, что существующие мощности систем жизнеобеспечения населенных пунктов в значительной степени изношены практически по всем регионам России и не всегда отвечают нормативным требованиям.

Сети коммунально-энергетического хозяйства имеют свои особенности проектирования, строительства, технического обслуживания и ремонта и должны удовлетворять требованиям в области предупреждения ЧС, снижения риска возникновения аварий.

Одними из важнейших элементов коммунальных систем жизнеобеспечения являются объекты и сети, поставляющие населению воду, газ, электричество и тепло, а также системы водоотведения. Такие объекты по важности для населенного пункта и населения среди общего числа объектов на территории поселения называются объектами жизнеобеспечения, работа которых необходима для создания условий жизнедеятельности людей. В системе мероприятий по предупреждению ЧС особое место занимают предприятия (объекты) жизнеобеспечения, устойчивость функционирования которых важна в ЧС.

Виды объектов жизнеобеспечения населения[62]: объекты водоснабжения; канализации; очистки сточных вод; теплоснабжения; электроснабжения; гидротехнические сооружения.

К объектам в системе жизнеобеспечения населенного пункта можно отнести организации и предприятия, социально-культурного и коммунально-бытового назначения, на которых возможно возникновение ситуаций, влияющих на социальную обстановку в обществе[63]. К объектам коммунально-бытового назначения относятся объекты коммунальной инфраструктуры: котельные, водонапорные башни, тепловые, водопроводные и электрические сети.

Состав объектов жизнеобеспечения населения для каждой конкретной территории РФ определяется специальной комиссией. Проект перечня таких объектов готовится ГУ МЧС России по субъекту РФ. После утверждения главами администраций этого перечня осуществляется контроль за выполнением мероприятий по подготовке объектов к безаварийной работе в ЧС.

Одновременно органы местного самоуправления должны обратить особое внимание на объекты, аварии на которых могут привести к возникновению муниципальной ЧС, так как это наиболее распространенный вид ЧС. Наиболее распространенным примером может служить остановка работы теплоцентрали на территории района или города в результате сбойной ситуации, особенно в холодное время года.

Авария на коммунальных системах жизнеобеспечения – опасное техногенное происшествие на сетях жилищно-коммунального хозяйства, создающее на объекте
и определенной территории угрозу жизни и здоровью людей, вызывающая сбой
в обеспечении населения жилищно-коммунальными услугами[64].

Статистика аварий на коммунальных системах жизнеобеспечения показывает, что ежегодно в РФ происходит не более десяти крупных аварий локального
и муниципального характера. Количество погибших и пострадавших определяется характером возникновения ЧС, при этом материальный ущерб, как правило, исчисляется миллионами рублей. Отдельно в статистике ЧС на сетях коммунального хозяйства выделяют аварии на тепловых сетях в холодное время года. Как правило, таких аварий муниципального уровня не более пяти в год, количество пострадавших составляет тысячи людей, ежегодный материальный ущерб – в среднем около 3,5 млн. рублей.

Причины аварийности на объектах жилищно-коммунального хозяйства[65]:

ветхость сетей, некачественная подготовка инженерной инфраструктуры
к отопительному сезону – 36 %;

несоблюдение правил технической эксплуатации теплоэнергетического оборудования, неквалифицированные действия обслуживающего персонала – 32 %;

вследствие стихийных бедствий – 21 %;

другие причины (нарушение электроснабжения, скачки давления при подаче газа, порыв теплотрассы, взрывы газа, пожары и т.п.) – 11 %.

Помимо материального ущерба такие аварии наносят серьезный моральный ущерб и имеют негативные последствия среди населения.

Аварии на коммунальных системах жизнеобеспечения создают сложности
в жизнедеятельности человека, особенно в зимний период, при авариях на тепло-, водо- и электросетях.

Общими критериями информации для отнесения аварий к ЧС на коммунальных системах жизнеобеспечения являются[66]:

аварийное отключение систем жизнеобеспечения населения в жилых кварталах на 1 сутки и более;

число погибших – 2 чел. и более;

число госпитализированных — 4 чел. и более;

прямой материальный ущерб гражданам – 100 МРОТ и более.

Все многочисленные аварии на коммунальных объектах разделяют на следующие основные группы:

в системах водоснабжения (холодное, горячее водоснабжение);

на канализационных системах (водоотведение);

на тепловых сетях (отопление);

на коммунальных газопроводах (газоснабжение);

на сетях централизованного энергоснабжения (электроснабжение).

Система водоснабжения представляет собой комплекс инженерных сооружений, установок (зданий, технологических сооружений, машин, трубопроводов с арматурой, контрольно-измерительные приборы (КИП) и др.), взаимосвязанных и предназначенных для забора воды, подъема и создания требуемого напора, очистки и подготовки, хранения и транспортировки к месту потребления[67].

Система водоснабжения состоит из следующих основных элементов: водозаборных сооружений, насосных станций (первого, второго, третьего, и т.д. подъемов, станций подкачки и т.п.), водонапорных башен или гидропневматических устройств, резервуаров чистой воды, водоводов, магистральных и разводящих сетей, охлаждающих устройств (для промышленных предприятий) и некоторых других сооружений.

Схемы водоснабжения выбираются исходя из типа наружного водопровода, назначения зданий и ряда других требований (технологических, санитарно-гигиенических, противопожарных), а также технико-экономических расчетов.

Аварией в системе водоснабжения является опасное техногенное происшествие, приводящее к ограничению или прекращению водоснабжения и (или) водоотведения, создающее на централизованных системах водоснабжения и (или) водоотведения, отдельных объектах таких систем, в том числе на водопроводных
и (или) канализационных сетях, угрозу жизни и здоровью людей или приводящее
к нанесению ущерба окружающей среде.

Разрушение отдельных сооружений и элементов системы водоснабжения может привести к полному или частичному прекращению подачи воды в разводящую сеть населенного пункта. Например, при разрушении питающих электроподстанций даже полностью сохранившаяся система водоснабжения обречена на бездействие (разумеется, если нет защищенного резерва энергопитания). К тяжелым последствиям может привести также разрушение насосных станций 1-го подъема. В этих случаях система может сбрасывать воду только из резервуаров чистой воды, которые, как правило, расположены на повышенных отметках и подача воды в сеть возможна самотеком. Полное разрушение насосных станций II-го подъема менее опасно, поскольку насосные станции 1-го подъема обычно смогут подать некоторое количество воды в город, если имеются соответствующие обводные водоводы.

При разрушении очистных сооружений вода также может быть подана
в городскую сеть; здесь следует иметь в виду, что она будет неочищенной.

Аварии в системах водоснабжения нарушают обеспечение населения водой или делают воду непригодной для питья. Подача воды прекращается не только из-за аварии непосредственно на каком-либо трубопроводе, но и при отключении электроэнергии, а резервный источник, как правило, отсутствует. Подземные трубопроводы разрушаются во время землетрясений, оползней и, большей частью, от коррозии и ветхости. Наиболее уязвимы места соединений и вводов в здания.

Аварии на объектах водоснабжения приводят не только к нарушению функционирования системы жизнедеятельности граждан, но и способны вызывать загрязнения воды, поднятие уровня грунтовых вод, вследствие чего происходят подтопления. Крупные аварии в системе водоснабжения могут привести к большому материальному ущербу, если не принять мер по их локализации и ликвидации. При этом крупные аварии носят комплексный характер: повреждение водопровода может повлечь затопление подвалов, где установлено электрооборудование и приборы энергоснабжения, отключение энергопитания может привести к остановке производственного процесса.

Причины аварий на системах жизнеобеспечения, затрагивающих водоразводящие сети, регулирующие узлы и насосные станции, в основном связаны
с их износом и коррозией. Данные коммуникации прокладываются под землей. Из-за этого они подвергаются не только агрессивному воздействию почвы, но
и неравномерному давлению слоев грунта, прогибу, температурному напряжению, гидроударам. Кроме того, они могут засоряться различными отложениями
и зарастаниями. Зачастую от плотности грунта зависит время коррозийных изменений. Сильно плотные породы земли практически не пропускают воздух, что усиливает агрессивность почвы.

Устойчивость работы системы водоснабжения заключается в том, чтобы
в любых условиях обеспечить подачу необходимого количества воды. Для этого следует оборудовать определенное количество отключающих и переключающих устройств, обеспечивающих подачу воды в любой трубопровод, минуя поврежденный. Одним из лучших способов повышения устойчивости водоснабжения является строительство на открытых источниках самостоятельных водозаборов. Отсюда вода может подаваться непосредственно в сеть.

К аварии в системе водоотведения относится факт нарушения режима работы эксплуатации сетей и их закупорка, приводящие к прекращению отведения сточных вод, массовому сбросу неочищенных сточных вод в водоемы или на рельеф, подвалы жилых домов. Разрушения и повреждения городской системы водоотведения могут быть вызваны непосредственным воздействием поражающих факторов при возникновении ЧС природного и техногенного характера.

Аварии на канализационных системах способствуют массовому выбросу загрязняющих веществ и ухудшению санитарно-эпидемиологической обстановки.
В основном эти аварии делятся на две группы:

на очистных сооружениях сточных вод промышленных предприятий
с выбросом более 10 тонн;

на очистных сооружениях промышленных газов с массовым выбросом загрязняющих веществ.

Разрушения и повреждения подземных канализационных коммуникаций носят такой же характер, как и разрушение водопроводных сетей.

Чаще всего аварии происходят на коллекторах и канализационных сетях.
В большей степени, по сравнению с чугунными и стальными, подвержены разрушениям и повреждениям керамические и бетонные трубы (с образованием продольных и поперечных трещин). При разрушении канализационных труб
и коллекторов происходит их закупорка и канализационные воды изливаются на поверхность через близлежащие смотровые колодцы и просачиваются через грунт
в местах повреждения трубопроводов. При этом сточные воды попадают
в водопровод, что приводит к различным инфекционным и другим заболеваниям.

В случае возникновения аварии на станции перекачки происходит переполнение резервуара сточной жидкостью, подъем её уровня и излив наружу.

Чтобы не затоплялась окружающая территория, нужно предусмотреть устройство каналов для сброса стоков из сети в пониженные участки местности. Они должны быть выбраны заранее и согласованы с органами санитарного надзора
и рыбоохраны.

На канализационных станциях перекачки сточных вод очень важно иметь резервный электроагрегат или передвижную электростанцию, которые обеспечили бы минимальную потребность в электроэнергии. Токоприемное устройство устанавливают так, чтобы можно было быстро переключиться на резервный источник электропитания.

Аварийный сброс загрязненных сточных вод в водоемы приводит
к гибели растений, рыб, что негативно сказывается на экологии данной местности. Кроме того загрязненная вода вызывает вспышки инфекционных заболеваний
у людей, негативно сказывается на почве, вызывая гибель или болезнь сельскохозяйственных посевов.

К аварии в системе теплоснабжения относится отказ элементов систем, сетей и источников теплоснабжения, повлекший прекращение подачи тепловой энергии потребителям и абонентам на отопление и горячее водоснабжение на период более
8 часов[68].

Аварии на теплотрассах, в котельных, на ТЭЦ и разводящих сетях приобрели массовый характер, стали проблемой для органов управления территориальных подсистем РСЧС. За последние годы существенно возросло количество ветхих сетей теплоснабжения (до 20%), требующих ремонта и замены. Увеличилось также количество источников теплоснабжения, отработавших расчетный срок службы.
В настоящее время этот показатель составляет: по котлам более 31 %, по сосудам работающим под давлением – 12 %, по трубопроводам пара – 13 %.

Особую тревогу вызывает ситуация с теплоснабжением в северных
и восточных районах России. Основная причина аварий – изношенность трубопроводов, котельного оборудования, оборудования теплоэлектростанций.

Разрушение городских коллекторов, в которых проложены трубопроводы
с горячей водой и паром, может повлечь их затопление и прорыв на поверхность. Характерными повреждениями трубопроводов является разрывы труб, поврежденных внешней коррозией, и повреждения в местах соединения с арматурой и в местах ввода в здания и сооружения.

Прорыв теплотрассы – авария, приводящая к ЧС. Статистика показывает, что случается такая ситуация чаще всего в самые морозные дни, когда увеличиваются давление и температура воды. Отказ котельных в зимнее время делает невозможным проживание людей в своих квартирах. Аварии на тепловых сетях в зимнее время года приводят к необходимости вынужденного временного отселения проживающих
в зоне ЧС.

В настоящее время большинство котельных европейской части страны работает на природном газе. Повреждение газопроводов приводит к тому, что подача газа прекращается, работа останавливается. Чтобы этого не допустить, каждую котельную надо оборудовать так, чтобы она могла работать на нескольких видах топлива: жидком, газообразном и твердом. Переход с одного вида на другой должен проходить в минимальные сроки. Необходимо учитывать, что кроме топлива котельные надо ещё и непрерывно снабжать электроэнергией. Поэтому, целесообразно иметь и резервный электроагрегат, предназначенный для обеспечения работы насосов и систем безопасности.

Газовое хозяйство населенных пунктов состоит из следующих основных сооружений: газораспределительных станций (ГРС) (природный газ) или газовых заводов (искусственный газ), газгольдерных станций, наружных распределительных газопроводов различного давления, газорегуляторных пунктов (ГРП), ответвлений
и вводов на объекты, использующие газ, а также из внутренних газопроводов
и приборов потребления газа.

Газопроводы низкого давления предназначаются для снабжения газом жилых
и общественных зданий, а также жилых промышленных и коммунально-бытовых предприятий.

Газопроводы среднего и высокого (II категории) давления прокладывают для питания распределительных газопроводов низкого и среднего давления (через регуляторные пункты, а также промышленных и коммунально-бытовых предприятий (через местные регуляторные установки).

Газопроводы высокого давления (с давлением газа более 6 кгс/см²) предназначены для подачи газа к городским газорегуляторным пунктам, местным газорегуляторным пунктам крупных предприятий, а также к предприятиям, технологические процессы которых требуют применения газа высокого давления.

Повреждения газовых сетей и сооружений, наблюдаемые в настоящее время при повседневной эксплуатации и приводящие к образованию отдельных мест утечек газа, происходят от разных причин: коррозии трубопроводов, нарушения плотности соединений в арматуре, в резьбе и фланцах трубопроводов, переломов труб, появления трещин и от других причин.

Особое место занимают аварии на магистральных газопроводах. Массовые утечки газа могут иметь место при разрушениях зданий через образовавшиеся неплотности в соединениях газовой сети и в результате разрывов домовых газопроводов.

Аварии на коммунальных газопроводах возникают вследствие разрушения газопроводов, выхода из строя газового оборудования ГРС, ГРП, ГРУ, газгольдерных и автозаправочных станций сжиженного газа, которые приводят к угрозе взрыва газа в жилых зданиях или к перерывам газоснабжения квартир и домов в населенном пункте.

Большую опасность представляют аварии на газопроводах низкого давления
в разводящих сетях жилых домов. Число взрывов бытового газа в жилых домах растет. Основная причина – разрывы подводящих газопроводов, в основном по причине чрезмерного износа, самовольного подключения к газовым сетям, неисправности газового оборудования в жилых домах и несоблюдения жильцами элементарных правил обращения с газовым оборудованием и газовыми приборами.

Авария энергоснабжения – нарушение нормального режима всей или значительной части энергетической системы, связанное с повреждением оборудования, временным недопустимым ухудшением качества электрической энергии или перерывом в электроснабжении потребителей.

Почти при всех стихийных бедствиях – землетрясениях, наводнениях, оползнях, селях, снежных лавинах, ураганах, бурях, смерчах – страдают, воздушные линии электропередачи, реже здания и сооружения трансформаторных станций
и распределительных пунктов. При обрыве проводов почти всегда происходят короткие замыкания, которые, в свою очередь, приводят к пожарам. Основные причины и характер проявления аварийных ситуаций на сетях электроснабжения населенных пунктов аналогичны авариям на электроэнергетических системах
(раздел 2.4.7). Статистика аварий на коммунальных системах жизнеобеспечения свидетельствует об их увеличении с каждым годом, перечень примеров довольно велик.

В 1990 г. в Ростовской области произошел прорыв канализационной насосной станции «Северная-1», последствия которой устранялись в течение почти 16 лет. Сточные воды попали в местную реку, что сильно усугубило ситуацию.

На Чукотке в 1996 г. в сильный мороз одновременно вышли из строя все котельные поселка из-за поломки насоса. В результате несколько суток около 70 жилых домов оставались без отопления и электричества.

23 января 2006 года в 21 час 25 минут в районе села Мартыновка Петровского района Ставропольского края произошел порыв магистрального водопровода, находящегося на балансе Светлоградского филиала ГУП «Ставрополькрайводоканал». Вследствие аварии в ряде микрорайонов города Светлограда и близлежащих сел с общим количеством жителей свыше 41 тысячи человек была прекращена подача воды, В полном объеме подача воды возобновлена
в 16 часов 31 января 2006 года.

В 2015 году в Нижнем Новгороде зафиксирован разрыв трубы канализационного коллектора из-за большого количества талых вод. Как следствие – почти полмиллиона жителей были без холодной воды.

16 февраля 2016 года в г. Ярославль произошёл взрыв бытового газа в одной из квартир пятиэтажного жилого дома, в результате чего обрушился весь подъезд с первого по пятый этаж. Количество погибших в результате аварии составило семь человек. Такие происшествия в России не редкость. Например, в январе-декабре 2015 года в жилых домах на территории РФ произошло как 14 взрывов бытового газа, погибло более 10 человек.

Для оценки риска возникновения и прогнозирования ЧС техногенного характера на коммунальных системах жизнеобеспечения населенных пунктов анализируется и оценивается[69]:

устойчивость электроснабжения, подачи газа, пара, воды;

обеспеченность топливом (мазут, уголь, дрова);

изношенность систем канализации;

зависимость от внешних и привозных источников жизнеобеспечения (электроэнергия, газ, вода и т.д.), обеспеченность автономными (резервными) источниками;

минимальный уровень энергоснабжения, обеспечивающий работу в условиях ЧС;

состояние энергетических сетей и коммуникаций (наземных, подземных
в траншеях, в грунте, на стенах и др.);

количество линий электропередачи, источников водоснабжения, раздельных систем канализации, а также источников тепла и пара;

наличие необходимых запасов сырья, обеспечивающих бесперебойную работу объектов ЖКХ;

объемы оборотной воды и надежность водоснабжения;

состояние систем контроля безопасности.

Анализ этих сведений даже без использования методов математического моделирования позволяет своевременно предотвратить перерастание опасной ситуации в ЧС.

В целях предупреждения возможных отказов и снижения вероятности возникновения таких происшествий необходимо проведение комплексных профилактических работ по техническому обслуживанию коммунальных систем жизнеобеспечения. Это основная гарантия стабильности жизнедеятельности города
и экономии средств, выделенных на ремонт инженерных коммуникаций.

Ликвидация аварийных ситуаций на сетях коммунально-энергетического хозяйства населенных пунктов предусматривается и планируется эксплуатирующими организациями. Ликвидация последствий ЧС, вызванных авариями на коммунальных сетях, осуществляется силами территориальных подсистем РСЧС.