где он—цена тонны нефти; р—ее плотность; VH— объем несобранной нефти. Объем нефти, впитавшейся в грунт, находится как
V» = Kn-V9, • (2.4)
где Кн—коэффициент нефтеемкости грунта; V2p—объем грунта, загрязненного нефтью, ¥гр = F2p ■ hgp; Fzp—площадь поверхности нефтезагрязненного грунта; Игр—глубина проникновения нефти в грунт.
Значение коэффициента нефтеемкости грунта выбирается в зависимости от его типа и влажности по табл. 2.1.
Таблица 2.1 —Нефтеемкость грунтов [16]
Характеристика грунта
Влажность, %
Гравий (диаметр частиц 2...20 мм)
0,30
0,24
0,18
0,12
0,06
Пески (диаметр частиц 0,05...2 мм)
0,30
0,24
0,18
0,12
0,06
Кварцевый песок
0,25
0,20
0,15
0/10
0,05
Супесь, суглинок (средний и тяжелый)
0,35
0,28
0,21
0,14
0,07
Суглинок легкий
0,47
0,38
0,28
0,18
0,10
Глинистый грунт
0,20
0,16
0,12
0,08
0,04
Торфяной грунт
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
Для оценки площади нефтяного пятна можно воспользоваться зависимостями, предложенными в [17]:
• на горизонтальной поверхности
s-\0,764 0,918 /О <\
Q; -г: ; (2.5)
• на наклонной поверхности (0 < в < 2,5 град)
F = ю,7 (в +1)0'205 • V0'727 • Q/257 • г^'075, (2.6)
где v—кинематическая вязкость растекающейся нефти, м2/с; Qy—расход утечки, м3/с; тр—продолжительность растекания нефти, ч; в—угол наклона поверхности растечения, град.
Расход нефти, вытекающей из работающего трубопровода, описывается известной формулой [ 18]
Qy =jUp-fp^2g-AH, (2.7)
где jup—коэффициент расхода;^,—площадь отверстия; АН—напор, под действием которого происходит истечение.
Величина коэффициента расхода может быть найдена по одной из формул
Таблица 2.2—Расчет площади и характерного линейного размера отверстия
Характеристика отверстия
л
яР
Круглое диаметром d^
<
7idcp
Эллиптическое с размерами осей dminи б/п1ах
0,257tdmin-dmax
0,57r(dmm-dm.J
Протяженное длиной i* и шириной в*
2(&+e.)
Ромбовидное с длинами осей emin и emax
0,5 emin- emax
Разрыв кольцевых швов с расхождением кромок вк
ndeK
2(7t-d + eK)
Разрыв заводских продольных и спиральных швов длиной €ри шириной вр
0,5^«р
Напор, под действием которого происходит истечение, находится как разность между суммарным напором перекачивающих станций, предшествующих месту утечки
Re/AS Re
1,5+ 1,4-Re 0,592+ °'27
при Re < 25
при 25 < Re < 300
при 300 < Re < 10 000
Re11"
Re
4г при Re > 10 000 "0
(2.8)
и потерями напора на пути до нее
то есть
АЯ = hn + zH - zx+ £ Д - <22- • (fie + |>Д
(2.9)
Число Рейиольдса, характеризующее процесс истечения нефти, находится по зависимости
Re =
где L'—характерный линейный размер отверстия
£'= 4 •/,/*,;
хр—периметр отверстия.
Площадь и периметр отверстия в трубопроводе находятся по расчетным формулам, приведенным в табл. 2.2.
где hn— подпор головной НПС; zK, zx— нивелирные отметки головной НПС и места утечки; Ль Bt— коэффициенты в напорной характеристике г-й НПС; F—гидравлический уклон при единичном расходе; х—расстояние от начала трубопровода до места утечки; п{—число НПС, расположенных до места утечки. Производительность нефтепровода Q при наличии утечки находится из уравнения баланса напоров
(2.10)
к+£ д. - в,е2- + х U - Bi (q - Qyf'm] -
=/ • Q2~m• x+ / (Q- Qyf~m (L- x) + Az
hoc
где n—общее количество НПС; L—длина нефтепровода; Az—разность нивелирных отметок конца и начала нефтепровода; hocm—остаточный напор.
чаем
Введя обозначение <р = [Q — QyyQ и решая (2.10) относительно Q, полу-
(2.11)
jrBi+<p2--\f(L-x)+ £ В,
Нв— базовый норматив платы за загрязнение водных объектов нефтью (табл. А.7); Кэв—коэффициент экологической ситуации и экологической значимости состояния водного объекта (табл. А.8); Vm—объем нефти, попавшей в водоемы.
Плата за сверхлимитный выброс загрязняющих веществ вычисляется по формуле (2.13) с применением повышающего коэффициента 5.
Ущерб от загрязнения нефтью атмосферы вычисляется по формуле [16,19]
У, =
(2.14)
Нетрудно видеть, что расчет расхода утечки выполняется методом последовательных приближений. Сначала при ср=\ (когда Qy= 0) по формуле (2.11) находится оценка производительности нефтепровода. Далее по формуле (2.9) находится оценка величины /Ш и по формуле (2.7)—величина расхода утечки QrУточнив величину^?, расчеты Qyповторяют пока уточнение расчетной величины расхода утечки не окажется незначимым.