Strategicheskie_riski_Rossii (1)

à ë à â à 3

нантой 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 — 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-, 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 (табл. 3.17). В его основе лежат такие параметры, как локальные напряжения и деформации , числа циклов N, температура t и время эксплуатации. В зависимости от типа потенциально опасных объектов чрезвычайно широкая вариация этих параметров (100 ≤ N ≤ 1012, 270 °C ≤ t ≤ 10 000 °C, 100 c ≤ τ ≤ 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.

	Таблица 3.17
Типы аварийных ситуаций и степень защищенности
Аварийные ситуации	Защищенность
Нормальные условия эксплуатации	Повышенная
Отклонения от нормальных условий	Достаточная
Проектные аварии	Частичная
Запроектные аварии	Недостаточная
Гипотетические аварии	Низкая

151

à ë à â à 3

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 и 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 все 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, демографиче- ской 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.

На основе анализа последствий и периодичности техногенных аварий и катастроф можно выделить их следующие классы (рис. 3.5): 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 долл. Такие последствия связываются с крупномасштабными

152

à ë à â à 3

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 долл. 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 1,0 млрд долл. 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 долл. 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 санитар- но-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 долл. Наиболее частыми здесь являются: пожары, взрывы, столкновения и крушения транспортных средств, обрушения, провалы.

Такая классификация аварий и катастроф позволяет более ориентированно 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.

153

à ë à â à 3

Величины частоты Ð для глобальных катастроф составляют 0,02ч0,03 1/год, для национальных — 0,05ч0,1 1/год, для региональных — 0,5ч1 1/год, для местных — 1ч20 1/год, для объектовых — 10ч500 1/год. Величины ущерба U, включающие материальный, нематериальный, прямой, косвенный, экономи- ческий элементы ущербов, для указанных классов катастроф снижаются от 1010÷109 äî 105÷103 долл. на одну катастрофу (рис. 3.4). Таким образом, вариация Ð достигает четырех порядков, а единичных ущербов U — семи порядков. Риски погибнуть или получить увечья в каждой из указанных катастроф измеряются общим числом пострадавших от 106 äî 100, т.е. изменяются на шесть порядков. В соответствии с этими данными совокупные риски от единичных техногенных катастроф могут изменяться в пределах от 2·108 äîëë./ãîä äî 5·105 äîëë./ãîä.

Рис. 3.4. Ущербы и периодичность техногенных катастроф

Вместе с тем важной особенностью техногенных катастроф является число катастроф каждого из указанных выше классов (см. рис. 3.5). Наиболее тяжелые катастрофы глобального или национального масштаба возникают на уникальных объектах техногенной сферы (атомные реакторы, атомные подводные лодки, ракетно-космические системы). По мере снижения тяжести единичной катастрофы число объектов техносферы увеличивается от единичных и мел-

154

à ë à â à 3

косерийных до крупносерийных и массовых. В среднем для России в последние годы на одну национальную катастрофу приходится около 5 региональных, около 100 местных и около 500 объектовых.

Рис. 3.5. Ущербы на одну катастрофу от необеспечения надежности

èбезопасности

Âцелом интегральные риски для техногенных катастроф с учетом их числа

èущербов могут достигать 8ч12 млрд. долл./год, что составляет значительную долю ВВП (до 0,05ч0,07).

По данным государственных докладов о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера, динамика относительного изменения общего числа ЧС и числа техногенных ЧС за последние 10 лет представлена на рис. 3.6. Наметившаяся после 1997—98 гг. тенденция к снижению относительного числа (коэффициента изменения K÷ñ) техногенных катастроф явилась результатом, с одной стороны, значительных усилий по снижению риска чрезвычайных ситуаций, а с другой — общего падения до 0,50ч0,55 ВВП и остановки большинства производств на потенциально опасных объектах. Это привело

êтому, что в России за последнее десятилетие техногенный риск, отнесенный

êединице ВВП, увеличился в 3 раза. Указанное выше снижение K÷ñ в послед-

155

à ë à â à 3

ние годы может вновь возрасти после 2005 г., когда резко снизятся инвести-

ции в промышленность, возрастут износ основных фондов и ущербы от техно-

генных катастроф.

Рис. 3.6. Изменение коэффициента относительного роста числа

чрезвычайных ситуаций

Исходя из общей стратегии экономического развития России, особенностей современных технологических процессов, состояния основных производственных фондов, общего уровня безопасности в техногенной сфере и ряда других факторов, может быть сделан вывод о том, что динамика техногенной опасности по годам нового десятилетия будет неравномерной.

В целом можно прогнозировать некоторый общий рост техногенных опасностей и угроз в переходный период развития экономики. При этом доля ЧС по причине сверхнормативной изношенности основных фондов будет преобладать в суммарной составляющей всех чрезвычайных ситуаций. В то же время доля ЧС, связанных с человеческим фактором, будет уменьшаться по мере усиления государственного регулирования, повышения ответственности за безопасность производства и жизнедеятельности населения.

К концу следующего десятилетия по мере осуществления принятых федеральных целевых программ, выработки эффективных экономических механизмов влияния на безопасность в новых экономических условиях, устране-

156

à ë à â à 3

ния имеющих место причин аварий возможно снижение техногенной опасности по показателю числа катастроф, в среднем до 30 %.

Оценки показывают, что количество техногенных аварий и катастроф в ближайшей перспективе до 2010 года может быть снижено уже по мере вывода из эксплуатации потенциально опасных объектов. Однако при этом снижения объ¸мов возможного ущерба от этих ЧС в связи с сохраняющейся высокой тяжестью последствий не ожидается. Начиная с 2005 г. года темпы роста ущерба от техногенных аварий и катастроф могут составить 3—8 % в год.

Для особо тяжелых ЧС, возникающих на объектах с исключительно высокой потенциальной опасностью, величины риска могут быть очень высокими

èдостигать:

—по атомным реакторам 1·10–3 1/ãîä;

—ракетно-космическим системам 5·10–3 1/ãîä;

—турбогенераторам 3·10–3 1/ãîä;

—самолетам 5·10–3 1/ãîä;

—трубопроводам (1 000 км) 0,5·10–2 1/ãîä.

Âэто же время показатели риска возникновения тяжелых ЧС на потенциально опасных объектах в России на 2—3 порядка выше показателей приемлемых рисков, достигнутых в мировой практике в последние годы.

Âдолгосрочной перспективе (до 20 лет) стратегические риски в техногенной сфере могут коренным образом измениться: на смену техногенным рискам придут технологические риски и основные ущербы могут возникать в связи с разрушением национальной технологической базы.

3.5.5.Возможные последствия глобального изменения климата

Одним из факторов, инициирующих рост частоты и масштабов последствий природных и техногенных ЧС и значимость которого постоянно возрастает, является глобальное изменение климата. По данным доклада II Межправительственной группы экспертов по изменению климата, глобальное потепление может привести к изменению экстремальных метеорологических и климатических явлений (табл. 3.18).

В материалах Третьего национального сообщения Российской Федерации об изменении климата показано, что с большой вероятностью можно ожидать аналогичных изменений и на территории России. Отмечается, что последствия изменения климата могут быть неоднозначны для различных регионов и сфер деятельности. Ожидается, что основная тенденция изменения климата — это потепление, сопровождающееся усилением засушливости. Потепление особо будет заметно зимой и весной. Наиболее интенсивно процесс потепления проявится к востоку от Урала, в то время как вблизи Черного моря возможно похолодание.

Значительные изменения ожидаются в выпадении осадков и гидрологиче- ском режиме стока рек, поскольку водные ресурсы незамедлительно реагируют на изменение климата. Если столетний тренд повышения температуры

157

à ë à â à 3

Таблица 3.18

Прогноз возможных изменений экстремальных природных явлений

Изменения в явлениях	Степень достоверности
Повышение максимальных температур и увеличе-	Весьма вероятно
ние количества жарких дней почти на всех терри-
ториях суши
Повышение минимальных температур, уменьше-	Весьма вероятно
ние количества холодных дней и морозных дней
почти на всех территориях суши
Уменьшение диапазона суточных температур на	Весьма вероятно
большинстве территорий суши
Увеличение интенсивности явлений выпадения	Весьма вероятно на мно-
атмосферных осадков	гих территориях
Увеличение интенсивности сухих условий на кон-	Вероятно на большинст-
тинентах в летний период и связанный с этим	ве территорий		внутри
риск засух	континентов	â	средних
	широтах
Увеличение интенсивности пиковых ветров при	Вероятно на	некоторых
тропических циклонах	территориях
Увеличение интенсивности средних и пиковых	Вероятно на	некоторых
атмосферных осадков при тропических циклонах	территориях

приземного воздуха совпадает с 50-летним, то столетний тренд на повышение по осадкам меняется трендом на снижение. При повышении температуры на 3—5 °С и увеличении осадков на 10—20 % прогнозируется рост годовых стоков Волги и Днепра на 25—40 %, Енисея — на 15—20 %, сток рек в Северный Ледовитый океан — на 15—20 %. Соответственно увеличивается риск опасных паводков рек, где прогнозируется увеличение стока. Увеличение числа осадков ожидается в Южном регионе и Южном Урале (апрель—сентябрь), в Центральном регионе и Приморье (октябрь— март).

Негативные последствия ожидаются также в связи с повышением уровня подземных вод и заболачиванием, что может привести к увеличению числа ЧС на шахтах и других подземных сооружениях.

Прогнозируемый подъем уровня Мирового океана приведет к затоплению низменных прибрежных территорий, увеличению эрозии берегов, увеличению засоленности низовьев рек, что может спровоцировать рост числа техногенных ЧС, за счет интенсификации коррозии оборудования и сооружений.

Растительные зоны реагируют на изменение климата с отставанием, прежде всего за счет адаптационных способностей. На европейской территории России в ближайшие 50 лет ожидаются лишь незначительные изменения.

Âлесном хозяйстве Сибири и Дальнего Востока ожидается повышение продуктивности и одновременно увеличение числа и масштабов лесных пожаров.

Âопределенной степени это связано с прогнозируемым уменьшением осадков в зонах вокруг озера Байкал, а также Средней и Восточной Сибири.

158

à ë à â à 3

По оценке экспертов, наибольшие изменения климата и масштабы последствий следует ожидать в северных регионах. В случае если средняя температура воздуха увеличится на 4 °С, то в районах вечной мерзлоты возникнут необратимые изменения. Уже в настоящее время в Западной Сибири отмечается интенсивное оттаивание мерзлых пород (до 4 см/год). В течение 20—25 лет ожидается, что граница криолитозоны в Западной Сибири сдвинется на север на 30—80 км, а на островах — до 200 км. К 2050 г. зона вечной мерзлоты сдвинется на 150—200 км. Потепление климата приведет к необратимым природным процессам, которые будут иметь негативные последствия для поселений и освоенных территорий. Оттаивание мерзлых пород приведет к росту числа техногенных ЧС из-за обрушения зданий и сооружений, повреждения коммуникаций. Ожидаемые последствия требуют разработки системы адаптационных мер при проектировании, строительстве и эксплуатации, пересмотра нормативов строительства, а также осуществления мониторинга за тепловым состоянием грунтов.

Одним из проявлений климатических изменений может стать увеличение частоты таких краткосрочных экстремальных погодных условий, как сильные снегопады, град, бури, поздние заморозки.

Суммируя результаты прогнозов, можно сказать, что наибольшие последствия следует ожидать в азиатской части страны и северных территориях России (табл. 3.19). В то же время организационные, экономические и природные адаптационные возможности европейской части России оцениваются как более высокие по сравнению с азиатской частью. По оценке экспертов, со средней достоверностью практически все ключевые сектора экономики умеренной зоны азиатской части России имеют высокую уязвимость таких составляющих, как продовольствие, биоразнообразие, водные ресурсы, прибрежные экосиситемы, здоровье человека.

					Таблица 3.19.
	Тенденции изменения опасностей и угроз по федеральным округам
		Тенденции изменения опасностей
	Федеральный округ		Лесные	Деградация	Инициирован-
		Паводки		вечной	ные техно-
			пожары
				мерзлоты	генные ЧС
	Северо-Западный	–	–	↑	↑
	Центральный	–	–	–	–
	Южный	–	–	–	–
	Приволжско-Уральский	↑	↑	↑	↑
	Сибирский	↑	↑	↑	↑
	Дальневосточный	–	↑	↑	↑

↑ — увеличение опасности;

– — без изменения.

159