Оценка и прогноз стратегических рисков в техногенной сфере

Радаев Н.Н.

Также рекомендуем прочитать (для перехода нажмите на название статьи):

В каждом "Boeing" есть доля боинга

Снижение рисков и смягчение последствий ЧС на муниципальном уровне

От Чернобыля до Вечности

Внутренние угрозы экологической безопасности современной России и меры по их нейтрализации

Исключительной особенностью России на современном этапе ее развития оказалось сосредоточение основных причин и источников угроз в области технологической безопасности. Технологическая безопасность становится доминантой обеспечения техногенной безопасности. Только развитие высоких производственных и интеллектуальных технологий на наступающем третьем и четвертом этапе научно-технического прогресса способно изменить резко негативные тенденции в потере и размывании основ национальной безопасности России - в политической, социально-экономической, демографической, оборонной, техногенной, информационной сферах.

По степени потенциальной опасности, приводящей к подобным катастрофам в техногенной сфере гражданского комплекса, можно выделить объекты ядерной, химической, металлургической и горнодобывающей промышленности, уникальные инженерные сооружения (плотины, эстакады, нефтегазохранилища), транспортные системы (аэрокосмические, надводные и подводные, наземные), перевозящие опасные грузы и большие массы людей, магистральные газо- и нефтепродуктопроводы. Сюда же относятся опасные объекты оборонного комплекса - ракетно-космические и самолетные системы с ядерными и обычными зарядами, атомные подводные лодки и надводные суда, крупные склады обычных и химических вооружений.

Аварии и катастрофы на указанных объектах могут инициироваться опасными природными явлениями - землетрясениями, ураганами, штормами. Сами техногенные аварии и катастрофы при этом могут сопровождаться радиационными и химическими повреждениями и заражениями, взрывами, пожарами, обрушениями. Типы и параметры поражающих факторов при этом могут изменяться в весьма широких пределах.

При анализе безопасности и риска сложных технических систем сформулированы три основных сценария и вида аварийных ситуаций: проектные, запроектные и гипотетические (см. таблицу). В его основе лежат такие параметры, как локальные напряжения а и деформации е, числа циклов N, температура / и время t эксплуатации. В зависимости от типа потенциально опасных объектов чрезвычайно широкая вариация этих параметров (10° < N < 1012, 270 °С < / < 10 000 "С, 100 с < t < 80 лет) приводит к тому, что проектные аварийные ситуации, как правило, охватывают области исследования накопления повреждений классическими теориями сопротивления материалов, теории упругости, пластичности и ползучести. Расчетные и экспериментально определяемые напряжения и деформации при этом остаются на уровне предела упругости.

При переходе к запроектным авариям анализируются нелинейные закономерности деформирования и разрушения, при этом напряжения становятся менее информативными параметрами, чем деформации. Повреждения от вибраций и усталости переходят в повреждения от малоцикловой усталости. Еще большее возрастание а и е обусловливает переход к гипотетическим авариям и катастрофам. При этом теоретической основой анализа таких ситуаций является статическая и динамическая нелинейная механика разрушения.

Стратегические риски в техногенной сфере создаются преимущественно при сценариях перехода проектных аварийных ситуаций в запроектные и гипотетические.

Бурное развитие научно-технического процесса в гражданском и оборонном комплексах во многих странах мира, особенно в период и после второй мировой войны, привело к существенному разрыву между экспоненциально возрастающими угрозами в природно-техногенной сфере и способностью отдельных стран и мирового сообщества в целом противостоять этим угрозам.

Степень защищенности человека, государства, человечества, а также среды обитания и жизнедеятельности от постоянно нарастающих опасностей техногенных катастроф, несмотря на предпринимаемые усилия во всем мире, пока не повышается. В силу целого ряда важнейших политических, социальных, экономических, демографических факторов последнего десятилетия и особенно последних десяти лет угрозы национальной безопасности России в техногенной сфере в ближайшей перспективе могут стать одними из доминирующих. Техногенные катастрофы, в свою очередь, способны создавать и усиливать угрозы в указанных выше социально-политической, экономической, демографической и военно-стратегической сферах.

Техногенные катастрофы характеризуются исключительно высокими градиентами усиления факторов, поражающих население и окружающую среду в моменты их возникновения и развития. Времена прямого воздействия поражающих факторов могут измеряться долями секунд и часами, а их негативные последствия могут проявляться сотни и тысячи лет.

Карл Брюллов. Последний день Помпеи

На основе анализа последствий и периодичности техногенных аварий и катастроф можно выделить их следующие классы: планетарные, глобальные, национальные, региональные, местные, объектовые. По мере развития человечества и его возможностей в промышленной и военной сферах, все больше возрастают стратегические риски техногенных аварий и катастроф первых четырех типов.

Планетарные катастрофы с возможностью гибели жизни на Земле связываются с такими катастрофическими природными явлениями, как столкновение Земли с крупными астероидами, имеющими скорость движения до 80 км/сек, а также с полномасштабными военными действиями с применением современного ядерного и химического оружия массового поражения.

Глобальные катастрофы могут затрагивать территории ряда сопредельных стран. Периодичность таких катастроф оценивается в 30-40 лет и более, число пострадавших в них - более 100 тыс., а экономический ущерб может превышать 100 млрд. долларов. Такие последствия связываются с крупномасштабными техногенными катастрофами на ядерных реакторах гражданского и военного назначения с расплавлением активной зоны, на предприятиях ядерного цикла, на ядерных боеголовках, на мощных ракетах-носителях, на атомных подводных лодках и надводных судах, на складах с химическим оружием и на крупных химических предприятиях с большими запасами сильно действующих ядовитых отравляющих веществ.

Национальные катастрофы затрагивают территории отдельных стран; их периодичность может характеризоваться временами 15-20 лет; при этом число жертв и пострадавших - не менее 10 тыс. человек, а экономические ущербы достигают 10 млрд. долларов и более. Такие катастрофы могут возникать на указанных выше объектах, а также при транспортировках больших масс людей и опасных грузов, на пересечениях магистральных трубопроводных систем с транспортными линиями и линиями электропередачи, при пожарах на крупнейших промышленных и гражданских комплексах, при падениях самолетов на опасные объекты, при разрушениях крупных плотин и дамб.

Техногенные катастрофы регионального масштаба захватывают территории целых республик, краев и областей; их периодичность оценивается в 10-15 лет. Число жертв и пострадавших в них может превышать тысячу человек, а экономический ущерб - 1 млрд. долларов. Такого рода катастрофы вызываются теми же причинами и последствиями, что и национальные катастрофы. Дополнительно к ним можно отнести взрывы и пожары на объектах с опасными веществами, при крушениях поездов, судов и самолетов, при взрывах на металлургических комплексах, элеваторах, шахтах.

Локальные (местные) аварии и катастрофы создают ущербы для городов и районов. Частоты их возникновения существенно выше - менее одного года; пострадавшими в них оказываются сотни людей, а экономический ущерб достигает 100 млн. долларов. Спектр основных причин и источников локальных аварий и катастроф дополняется обрушениями и пожарами на промышленных и гражданских сооружениях, при локальных выбросах радиоактивных и отравляющих веществ.

Объектовые аварии и катастрофы ограничиваются территориями санитарно-защитных зон объекта; частота таких аварий и катастроф характеризуется временами до одного месяца; число жертв и пострадавших находится на уровне десятков, а экономический ущерб — на уровне миллиона долларов. Наиболее частыми здесь являются: пожары, взрывы, столкновения и крушения транспортных средств, обрушения, провалы.

Такая классификация аварий и катастроф позволяет более целенаправленно вести разработки методов и систем их анализа, прогнозирования и предотвращения.

Анализ потенциально опасных объектов техногенной сферы всех промышленно развитых стран в ушедшем столетии показал, что рост числа и тяжести последствий техногенных катастроф подчинялся экспоненциальному закону. Возможности парирования угроз в техногенной сфере оказались ограниченными, несмотря на выдающиеся достижения научно-технического прогресса, практически во всех областях гражданской и оборонной промышленности.

Пользовательского поиска