Метою даної роботи є зменшення впливу магістральних нафтопроводів на довкілля шляхом прогнозування екологічного та технічного ризиків. Для досягнення поставленої у дисертації мети були сформульовані такі задачі досліджень: - провести аналіз стану проблеми з екологічної безпеки експлуатації магістральних нафтопроводів; - дослідити процес витікання нафти з метою прогнозування екологічного ризику; - оцінити вплив факторів на перепад тиску в трубопроводі, який пов'язаний з технічним ризиком; - розробити математичну модель для прогнозування технічного ризику при експлуатації неізотермічного нафтопроводу з пересіченим профілем траси; - здійснити комп'ютерне моделювання аварійного розтікання нафти при пересіченому профілі траси; - розробити методичні основи прогнозної оцінки екологічного та технічного ризиків. Об'єкт дослідження', лінійна частина магістральних нафтопроводів. Предмет дослідження: фактори, які впливають на екологічний та технічний ризики при експлуатації нафтопроводів з пересіченим профілем траси. Методи дослідження: при проведенні теоретичних і експериментальних досліджень використовувалися: методи статистичного аналізу експериментальних даних, математичне моделювання досліджуваних процесів і сучасні методи реалізації моделей, а також загальновідомі методи планування та проведення експериментів. ЗМІСТ ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ СТАНУ ПРОБЛЕМИ З ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ МАГІСТРАЛЬНИХ НАФТОПРОВОДІВ 12 1.1. Вплив трубопровідного транспорту на навколишнє середовище 12 1.2. Класифікація дефектів в трубопроводах 23 1.3. Відмови магістральних нафтопроводів 32 1.4. Фізичні основи методів знаходження втрат нафти 35 1.5. Висновки 42 РОЗДІЛ 2 ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИТІКАННЯ НАФТИ ПРИ ВИНИКНЕННІ АВАРІЙНОЇ СИТУАЦІЇ 43 2.1. Обґрунтування вибору напрямку дослідження 43 2.2. Техніка експерименту 52 2.3. Планування експериментів 56 2.4. Методика проведення експериментів 57 2.5.0бробка результатів експериментів 58 2.6.Визначення небезпечних ділянок трубопроводів за допомогою методу рангової класифікації 67 2.7.Визначення об'ємів витікань з трубопроводів 70 2.8.Висновки 75 РОЗДІЛ З ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ФАКТОРІВ НА ТЕХНІЧНИЙ РИЗИК ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ТРУБОПРОВОДІВ 77 3.1 .Аналіз інформативності ознак на показник процесу 78 3.2. Метод побудови регресійних моделей для визначення перепаду тиску в трубопроводі 83 3.3. Перевірка адекватності математичної моделі 88 ЗАВизначення розподілу тисків вздовж трубопроводу 91 3.5.Визначення розподілу тиску при його стрибкоподібній зміні 93 З .б.Висновки 100 РОЗДІЛ 4 УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ ВИЗНАЧЕННЯ РОЗПОДІЛУ ТИСКУ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО РИЗИКУ НА НЕІЗОТЕРМІЧНОМУ ТРУБОПРОВОДІ 101 4.1 .Математичне моделювання повного коефіцієнта теплопередачі для нафтопроводу 103 4.2.Математична модель течії нафти в трубопроводі 111 4.3 .Висновки 120 РОЗДІЛ 5 РОЗРОБКА ТА ВПРОВАДЖЕННЯ КОМП'ЮТЕРНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ МОДЕЛЮВАННЯ ВИТОКУ НАФТИ З ТРУБОПРОВОДУ 121 5.1. Просторове моделювання різних процесів 123 5.2.Комп'ютерне моделювання витоку нафти з трубопроводу та прогнозування зони забруднення 125 5.3.Оцінка об'єму витікання нафти при розливі з дефектного отвору та його впливу на людину 144 5.4.Прогнозування масштабів нафтового забруднення компонентів навколишнього середовища 150 5.5.Прогнозна оцінка екологічного та технічного ризиків 154 5.б.Висновки 157 ВИСНОВКИ 158 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 160 ДОДАТКИ 171 Додаток А 171 Додаток Б 175 Додаток В 182 Додаток Д 186 Додаток Е 190 Додаток Ж 195 Додаток 3 207 Додаток К 208