Дек 05 2002

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ КАК ПРИЧИНА АВАРИЙ

Опубликовано в 09:33 в категории Транспортная конференция

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ КАК ПРИЧИНА АВАРИЙ

НА СЕТЯХ ТРУБОПРОВОДОВ

И.Л. Учитель1, В.Н. Ярошенко1, Б.Б. Капочкин2

1 ОАО "Одессагаз"

2 Одесский государственный экологический университет

Одной из причин аварий сетях трубопроводов являются быстропротекающие деформации земной коры. Их учет позволяет проводить диагностирование сетей с целью обеспечения безопасной эксплуатации. Установлено [1], что пространственно-временная изменчивость аварий газопроводов отражает, с одной стороны, деформационные процессы пластического характера, связанные с прохождением приливов в твердом теле Земли и, с другой стороны, перед- (пост-) сейсмические деформационные процессы, отражающие моменты перехода от пластических деформаций к разрывным.

Наиболее часто аварии происходят вдоль линий, азимуты которых согласуются с азимутами простирания зон делимости земной коры на блоки. Выявлена согласованность азимутов линейных проявлений аварийности с деформационными процессами, отражающимися линейными элементами облачного покрова, фиксируемыми на снимках с ИСЗ. Деформационные волны, двигающиеся в направлении соответствующем одному из азимутов блоковой делимости литосферы (отражающиеся линеаментами облачного покрова) – обычно трассируются линейно связанными авариями газопроводов той же ориентированости [1]. Характерно, что разгерметизация газопроводов происходит обычно в тех районах, которые по морфоструктурным признакам согласуются (совпадают либо перпендикулярны) с направленностью фронта деформационной волны. Этот тезис подтверждается и наблюдениями за аварийностью на магистральных трубопроводах [2], где аварии происходят только в том случае, если трубопровод пересекает геодинамическую линию вкрест простирания.

Реже аварии образуют локальные зоны диаметром ~500 м. Такие ситуации возникают обычно в связи с региональными проявлениями сейсмичности в условиях сжатия (суточное количество аварий не бывает большим).

Выявлены исключительно редкие, экстремальные случаи, когда аварии охватывают цельные блоки, а суточное их количество становится катастрофическим, превышая +3s. Таких случаев за последние 10 лет выявлено два. Интересно, что в день первого случая, 17 ноября 1998 г., сформировалось историческое наводнение в Закарпатье [1], в день второго – катастрофическое наводнение в Краснодарском крае [3]. Такие совпадения не могут быть неслучайными и требуют отдельного изучения с гидрометеорологических позиций. Важно то, что редкие экстремальные проявления пространственно-временных вариаций аварийности сетей трубопроводов согласуются во времени с редкими экстремальными проявлениями других природных процессов. В таких случаях обычно существует общая причина, которая формирует аномальную аварийность сетей трубопроводов, наводнения, неадекватные количеству выпавших осадков, землетрясения и пр. Такой причиной могут быть геодеформации.

Установлено, что 17-18 ноября аварии одесских газопроводов попеременно охватывали то ортогонально сориентированный блок азимуты 0º и 270º (центральная часть города), то диагонально сориентированный блок азимуты 35º и 305º жилмассив Черемушки [3]. 24 июня 2002 г. аварии охватили другой блок – застройку поселка Котовского в северной части города. 17 ноября 1998 года и 24 июня 2002 года – даты максимальных планетарных деформаций, обусловленных сизигийным приливом в твердом теле Земли. Второй случай попадает на дату летнего солнцестояния, когда существенно возрастает степень влияния астрономических факторов на геодеформационные процессы.

К сожалению, применение статистических методов неприемлемо для изучения единичных случаев, катастрофического увеличения суточного количества аварий, пространственно охватывающих отдельные блоки. В настоящее время ситуация 17-18 ноября 1998 года в отличие от ситуации 24 июня 2002 года еще не обеспечена достаточным объемом спутниковой и сейсмологической информации. В связи с этим рассматривается ситуация экстремального проявления аварийности 24 июня 2002 года.

Планетарные деформационные процессы обусловлены плитовой тектоникой. Движения плит идентифицируются сейсмическими проявлениями в районах спрединга и могут предваряться активизацией мантийных процессов. В Европе очаг мантийных землетрясений расположен в Румынских Карпатах. Попытаемся обосновать тезис о том, что редкая экстремальная геодинамическая ситуация 24 июня обусловлена плитовой тектоникой. На рис.1 показаны изменения во времени сейсмических проявлений.

Установлено, что в конце первой декады июня прошли мантийные землетрясения, с 12 по 20 июня активизировался спрединг. Раздвижение плит обычно заканчивается сильными землетрясениями, которые прошли в Европе 22-26 июня. Наиболее сильные деформации возникли в Кавказском районе табл.1. Сильное сжатие было спровоцировано спредингом в Северной Атлантике и 18 июня в Красноморской рифтовой зоне (см. таб. 1). Изложенное подтверждает, что 24 июня интенсивное сжатие в Кавказском регионе было спровоцировано плитовыми движениями планетарного масштаба.

Рис.1. Изменения во времени накопленных сумм землетрясений в Румынских Карпатах (а), накопленных сумм землетрясений в зонах спрединга (б), накопленных сумм сильных землетрясений в Европе и на Ближнем Востоке (в). Дата проявления в поле облачности деформационных волн (г).

Рассмотрим такой показатель сейсмических проявлений, как суточное количество землетрясений, произошедших на Земном шаре. На рис.2 показано, что с 16 по 19 июня, во время спрединга наблюдалось увеличение числа землетрясений, превысив 18 июня 40 сейсмических событий в день.

Таблица 1. Параметры землетрясений в Кавказском регионе 07.06.02-01.07.02 г.

Дата

Время

Широта

Долгота

Глуб.

М

Регион

1

2

3

4

5

6

7

2002.07.01

08:20:50

27.23N

54.54E

33

4,7

Ю.Иран

2002.06.23

02:43:24

29.73N

51.35E

10

4,6

Ю.Иран

2002.06.22

14:27:16

35.52N

49.13E

10

4,8

З.Иран

2002.06.22

06:45:34

35.64N

48.91E

10

5,1

З.Иран

1

2

3

4

5

6

7

2002.06.22

03:32:49

40.00N

43.80E

33

4,6

Грузия

2002.06.22

03:31:51

35.20N

50.10E

33

4,3

С.Иран

2002.06.22

02:58:20

35.63N

48.95E

10

6,5

З.Иран

2002.06.19

15:48:25

27.28N

54.04E

33

4,6

Ю.Иран

2002.06.18

10:44:16

14.45N

42.17E

10

4,6

Красноморский рифт

2002.06.18

03:19:24

33.24N

45.93E

33

5,1

Ирак-Иран

2002.06.07

14:18:46

30.50N

53.99E

33

4,0

С.Иран

Рассмотрим данные по аварийности одесских газопроводов 16-19 июня. В этот период наблюдалась отрицательная аномалия аварийности, характеризующая обстановку регионального сжатия. Перед сжатием, 16 июня, в Черноморском регионе прошли предсейсмические деформации в виде деформационной волны (рис.3а). Методические вопросы выделения таких деформаций по полю облачности рассмотрены в работе [4]. Сжатие

Рис. 2. Изменение во времени суточного количества аварий газовых сетей ОАО "Одессагаз" (а), суточного количества землетрясений на Земле (б). Даты проявления в поле облачности деформационных волн (г)

продолжалось с утра 18 июня до утра 23 июня. Днем 23 июня в предгорьях Кавказа прошла постсейсмическая деформационная волна рис.3б. В Одессе геодинамическими процессами были спровоцированы аварии газопроводов в пределах отдельного блока, сориентированного в соответствии со спредингом в Красноморском рифте, с направлением зоны вспарывания, трассируемой эпицентрами змелетрясений в Кавказском регионе, согласованно с азимутами простирания фронтов деформационных волн 16 и 23 июня 2002 года. В Краснодарском крае, по-видимому, деформационные процессы привели к изменению инженерно-геологических свойств грунтов. Снизилась их способность к поглощению влаги и в результате небольшого количества осадков, выпавших накануне, произошло наводнение с катастрофическими последствиями. Рассмотрим особенности деформационных волн, трассируемых линейными зонами элементов облачного покрова. Как видно на рис.3, 16 июня наблюдалась линейная зона повышенной температуры (безоблачная), формируемая нисходящими потоками воздуха. 23 июня наблюдалась линейная зона облаков, характеризующаяся восходящими потоками воздуха. Эта зона охватывала район Западного Причерноморья, Крыма, Кавказа. В связи с известными принципами [1], можно предположить, что предсейсмическая деформационная волна 16 июня формировалась положительной гравитационной аномалией, что обычно связывается с условиями растяжения на земной поверхности. 23 июня прошла отрицательная аномалия поля силы тяжести, что обычно связывается с условиями сжатия. Рассматриваемые условия имеют аналоги. В первой декаде ноября 2001 года прекратились аварии воздушных линий газопроводов, отражающие интенсивность пластических деформаций, а процессы, отражающие непластические деформации – активизировались (разрыв аммиакопровода в районе п. Южный, обрушение части здания № 24 по ул.Ген. Цветаева 8 ноября в 0 час 25 мин, аварии газопроводов в местах выхода из земли 9 ноября в 15 час 20 мин и в 16 час 00 мин). 5 и 7 ноября через регион прошли деформационные волны, отражающиеся линейными зонами облаков.

Выводы: Катастрофический рост аварий, охватывающих цельные блоки, происходит на периферии зоны интенсивного сжатия в условиях направленного растяжения, согласующегося с ориентированностью блоковой структуры. Такие условия до настоящего времени возникали нечасто, однако, именно они представляют максимальную опасность, и не только для газовых сетей, но и для воздушных линий трубопроводов химических предприятий, терминалов и т.п.

Рис. 3. ИК изображения Черноморского региона 16 и 23 июня 2002 г.

Литература

1. Учитель И.Л., Ярошенко В.Н., Гладких И.И, Капочкин Б.Б. Основы неогеодинамики, газовые сети как элемент деформационного мониторинга.- Одесса.- Астропринт.-2000 г.-144с.

2. Мычак А.Г., Теременко А.Н., Щепец Н.С. Прогноз аварийных ситуаций на трубопроводах по материалам космических съемок.- Матеріали Третьої Української наради користувачів аерокосмічної інформації (20-24 листопада 2000 р.), Київ.- Київ, "Знання України".- 2001.- с 128-131.

3. Ярошенко В.Н., Капочкин Б.Б. Геодинамический мониторинг в Одессе, как элемент глобального мониторинга окружающей среды.- Екологічні проблеми Чорного моря.- Одеса.- ОЦНТЕІ, 2002, с.306-311.

4. І.А.Гусєв, Б.Б.Капочкин, Н. В.Кучеренко, В.В.Лісоводський Оперативний моніторинг небезпечних явищ погоди геодинамічного генезису для забезпечення безпеки польотів авіації Матеріали IV Міжнароднї науково-технічної конференції "АВІА 2002" 23-25 квітня 2002 р. Київ с.21.63-21.67.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.