Безопасность и риск эксплуатируемых сооружений: методология оперативной оценки

Представлены две методики оценки риска гидротехнических сооружений (плотин): детерминированная и вероятностная. Методика детерминированной оценки риска использует индексы риска (индекс состояния плотины I), а также методы нечеткой логики для объединения исходной количественной и качественной (экспертной) информации о состоянии эксплуатируемой плотины. Применяемый подход соответствует рекомендациям IEC 31010: 2019. «Управление рисками — Методы оценки рисков. NEQ». Детерминированные оценки состояния в форме индексов риска использованы также в качестве исходных данных при оценке вероятности аварии и разработке вероятностной методики оценки риска. Модифицированные в процессе исследований исходная база данных, а также шкала оценки повреждений обобщают опыт обследований и экспертизы деклараций безопасности более 180 гидротехнических сооружений (ГТС) России. Дано описание методик начальной оценки и оцифровки (квантификации) индекса состояния I, а также объединения исходной количественной и качественной (экспертной) информации о различных повреждениях. Показана практическая целесообразность и возможность категоризации (с нечеткими границами) состояний и уровней повреждений ГТС. Применительно к различным состояниям и уровням повреждений даны предложения по практическим действиям по обеспечению безопасности плотин в процессе мониторинга, обследования, разработки проекта реконструкции и его экспертизы. В результате исследований установлена зависимость вероятности аварии pfailure от среднего значения индекса I_ср и представлен график “p_failure – I_ср”, который хорошо описывается экспонентой и удобен для практического применения. Значение I_ср определяется по данным визуального и инструментального контроля состояния плотины, а также по экспертным оценкам. Представлена методология построения указанного графика. Построение указанного графика стало возможным на основе: статистической обработки, доказательства нормальности распределения индексов I и оценки (по построенным для каждого уровня повреждений функциям распределения) вероятности аварии p_failure. График может быть применeн для быстрой оценки вероятности аварии плотины по результатам мониторинга состояния, а также при обследовании и экспертизе проекта. Сформулированы предложения по практическому применению предлагаемых методик оценки риска эксплуатируемых плотин, а также рассмотрена ближайшая перспектива исследований в сфере оценки риска и обеспечения безопасности плотин.

1. Быков А.А., Порфирьев Б. Н. О взаимосвязи риска с родственными понятиями и терминологией риск-менеджмента // Проблемы анализа риска. 2013. Т. 10. № 4. С. 4—10.

2. ГОСТ Р 58771-2019. «Менеджмент риска. Технологии оценки риска», разработанный с учетом основных нормативных положений международного стандарта IEC 31010:2019 “Risk management–Risk assessment techniques”

3. Иващенко И.Н., Радкевич Д. Б., Иващенко К.И. Вероятностная оценка риска аварий плотин по результатам их мониторинга и обследований // Гидротехническое строительство, 2012. № 7. С. 22—28.

4. Иващенко И.Н., Иващенко К.И., Гончаров Е.А., Комельков Л.В. Допустимый риск для эксплуатируемых сооружений: методология оценки // Проблемы анализа риска. 2017. Т. 14. № 4. С. 36—49.

5. Башкин В.Н. Возможность управления рисками ЧС и катастроф // Проблемы анализа риска. Т. 18. 2021. № 3. С. 8—9, https://doi.org/10.32686/1812-5220-2021-18-3-8-9

6. World Bank. 2021. Portfolio Risk Assessment Using Risk Index. Good Practice Note on Dam Safety; Technical Note 6. World Bank, Washington, DC. © World Bank, https://openknowledge.worldbank.org/handle/10986/35490 License: CC BY 3.0 IGO

7. Методика определения критериев безопасности гидротехнических сооружений, РД 153-34.2-21.342-00, РАО «ЕЭС России», 2001.

8. Шахнов И.Ф. Квантификация предпочтений, выраженных в вербальной форме // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 1. С. 77—79.

9. Шахнов И.Ф. Применение метода тернарных сравнений в задачах квантификации // Автомат. и телемех. 2005. № 7. С. 154—163

10. Ivashchenko K.I., Lavrov D.B., Chernilov A.G., Ivashchenko I.N. Expert system: the management of dam safety in operation. Proceed. Int. Conf. & Exhib. Ljubljana, 2008.

11. Project Risk Assessment Process. 2007 MoreSteam.com, LLC. URL: https://www.moresteam.com/university/downloads/RiskAssessmentFlow.pdf

12. Chen Y., Lin P. The Total Risk Analysis of Large Dams under Flood Hazards. Water. 2018;10(2):140, https://doi.org/10.3390/w10020140

13. Tosun H. and Seyrek E. Total risk analyses for large dams in Kizilirmak basin, Turkey, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10, 979—987, https://doi.org/10.5194/nhess-10-979-2010, 2010.

14. Методические рекомендации по оценке риска аварий на гидротехнических сооружениях водного хозяйства и промышленности, 2-е издание. М.: ДАР/ВОДГЕО, 2009, 64 с.

15. Modern technique for dam safety surveillance and evaluation / P. Bonaldi, G. Carrodory, M. Fanelli etc. Int. Water Power and Dam Construction, 1989. Vol. 41. № 4. P. 117—131.

16. Иващенко И.Н. Инженерная оценка надежности грунтовых плотин. М.: Энергоатомиздат, 1993. 141 с. ISBN 5-283-02048-7

17. Беллендир Е.Н., Ивашинцов Д.А., Стефанишин Д.В., Финагенов О.М., Шульман С.Г. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений. СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2003. Т. 1. 556 с.

18. Беллендир Е.Н., Ивашинцов Д.А., Стефанишин Д.В., Финагенов О.М., Шульман С.Г. Вероятностные методы оценки надежности грунтовых гидротехнических сооружений. СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. Т. 2. 2004. 524 с.

19. СТО 70238424.27.14 0.026-2009. Гидроэлектростанции. Оценка и прогнозирование рисков возникновения аварий гидротехнических сооружений. Нормы и требования. Москва. 2009.

20. Кауфман Б.Д., Иванова Т.В., Шульман С.Г. Развитие методов оценки надежности гидротехнических сооружений // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2015. Т. 278. С. 15—22.

21. Ляпичев Ю.П. Методика анализа и оценки риска аварий гидросооружений // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2019. Т. 15. №. 4. С. 327—336. http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-4-327-336

22. Kumamoto H., Henley E.J. Probabilistic Risk Assessment and Management for Engineers and Scientists / H. Kumamoto, E.J. Henley // New York. IEEE Press. 1996. 597 р. https://doi.org/10.1109/9780470546277

23. The use of risk analysis to support dam safety decisions and management. Trans. of the 20-th Int. Congress on Large Dams. Vol. 1. Q. 76. 19—22 September. Beijing-China. 2000. 896 p.

24. International Commission on Large Dams. Australian National Committee. Guidelines on risk assessment / Australian National Committee on Large Dams Inc ANCOLD Australia 2003. URL: https://www.ancold.org.au.

25. Guide to risk assessment for reservoir safety management. Vol. 2: Methodology and supporting information. Repor — SC090001/R2. Published by: Environment Agency, Horison House, Deanery Road, Bristol, BS1 9AH, March2013. URL: https://assets.publishing.service.gov.uk/media/6034c964d3bf7f265824d056/_SC090001_methodology.pdf

26. Federal Guidelines for Dam Safety Risk Management. April 2004. URL: https://www.fema.gov/sites/default/files/2020-08/fema_dam-safety_P-93.pdf

27. Regional Guidelines on Flood Risk Management. April 2016. Pprd-east-2-regional-guidelines-on-floodrisk-management.pdf

28. ГОСТ Р ИСО 5479-2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения. Госстандарт России. Москва. 2020.

29. ISO 5479-97:1997. Statistical methods. Tests for departure of the probability distribution from the normal distribution.

30. Предельно допустимые уровни риска (пояснительная записка) // Проблемы анализа риска. 2006. Т. 3. № 2. С. 163—168.

31. Акимов В.А., Быков А.А., Востоков В.Ю., Долгин Н.Н., Кондратьев-Фирсов В.М., Макиев Ю.Д., Малышев В.П. Методики оценки рисков чрезвычайных ситуаций и нормативы приемлемого риска чрезвычайных ситуаций (Руководство по оценке рисков чрезвычайных ситуаций техногенного характера, в том числе при эксплуатации критически важных объектов Российской Федерации) // Проблемы анализа риска. 2007. Т. 4. № 4. С. 368—404.

32. Малаханов В.В. Техническая диагностика грунтовых плотин. М.: Энергоатомиздат. 1990. 121 с. ISBN 5-283-01975-6

33. Малаханов В.В., Толстиков В.В., Кузнецов Д.В. Информационно-диагностическая программа «Шершневский гидроузел» // Вестник МГСУ. 2006. № 2. С. 97—111.

34. Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Правдивец Ю.П. [и др.] Гидротехнические сооружения: Учеб. для вузов / Под ред. Рассказова Л.Н. Ч. 2. М.: Стройиздат, 1996. 344 с.

35. Ивашинцов Д.А., Соколов А.С., Шульман С.Г., Юделевич А.М. Параметрическая идентификация расчетных моделей гидротехнических сооружений. СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2001. 432 с. ISBN 5-85529- 082-4

36. Загрядский И.И. Анализ поведения бетонных плотин (по данным наблюдений). СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2014.

37. Вульфович Н.А., Гордон Л.А., Стефаненко Н.И. Арочно-гравитационная плотина Саяно-Шушенской ГЭС (Оценка технического состояния по данным натурных наблюдений). СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2012. ISBN 978-5-85529-156-8

38. Волосухин В.А., Бандурин М.А. Программно-технический комплекс для проведения мониторинга и определения остаточного ресурса длительно эксплуатируемых водопроводящих сооружений // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2013. № 1. С. 57—68.

39. Бандурин М.А. Диагностика технического состояния и оценка остаточного ресурса работоспособности водопроводящих сооружений оросительных систем: Монография. 2-е изд., перераб. и доп. Новочеркасск: Лик, 2021. 217 с. ISBN 978-5-906932-03-8.

40. Снежко В.Л., Симонович О.С., Сидорова С.А. Прогноз уровня безопасности низконапорных грунтовых плотин // Природообустройство. 2019. № 2. С. 72—80, https://doi.org/10.34677/1997-6011/2019-2-72-80

41. Волков В.И., Снежко В.Л., Козлов Д.В. Прогноз уровня безопасности низконапорных и бесхозяйных гидротехнических сооружений // Гидротехническое строительство. 2018. № 11. С. 35—41.

42. Административный регламент предоставления фондом социального страхования Российской Федерации государственной услуги по принятию решения о финансовом обеспечении предупредительных мер по сокращению производственного травматизма и профессиональных заболеваний работников и санаторно-курортного лечения работников, занятых на работах с вредными и (или) опасными производственными факторами. Утвержден приказом Фонда социального страхования Российской Федерации от 7 мая 2019 г. № 237.

43. Environmental Liability Directive Protecting Europe’s Natural Resources. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2013, p. 23. URL: https://ec.europa.eu/environment/legal/liability/pdf/eld_brochure/ELD%20brochure.pdf

44. USACE. 2010a. USACE Process for the National Flood Insurance Program (NFIP) Levee System Evaluation. URL: http://publications.usace.army.mil/publications/engcirculars/EC_1110-2-6067.pdf.

45. Федеральный закон № 225-ФЗ «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте».

46. Федеральный закон № 226-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации в связи с принятием Федерального закона “Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте”».

47. Постановление Правительства РФ от 1 октября 2011 г. № 808 «Об утверждении страховых тарифов по обязательному страхованию гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте, их структуры и порядка применения страховщиками при расчете страховой премии».