Насыпь , также называемая защитной стенкой , представляет собой сооруженную подпорную стену вокруг хранилища , «где обрабатываются, перерабатываются или хранятся потенциально загрязняющие вещества , с целью сдерживания любой непреднамеренной утечки материала из этой зоны до тех пор, пока не будут приняты меры по устранению последствий». [1]
Термин может также относиться к дамбам , но он часто используется для описания объектов сдерживания жидкости, которые предотвращают утечки и разливы из резервуаров и труб , хотя иногда любой барьер называют обваловкой. Часто жидкости в этих резервуарах и трубах токсичны , и обваловка используется для предотвращения повреждения жидкостью (либо силой, либо ее химией ). Если в большом резервуаре происходит катастрофическая авария, одна только жидкость может нанести значительный ущерб. [2]
Если обваловка сделана правильно, она достаточно большая и прочная, чтобы вместить содержимое целого резервуара, хотя правила могут потребовать, чтобы она была на треть больше. Когда несколько резервуаров делят обваловку, вместимость основана на самом большом резервуаре. Одной из наиболее распространенных конструкций для больших резервуаров является бетонная или каменная стена вокруг резервуара с бетонным полом. [3]
Бетон очень хорошо подходит для многих жидкостей, но он не подходит для некоторых применений, таких как хранение сильных кислот . Использование земляных берм для обваловки не рекомендуется в большинстве ситуаций, хотя для уменьшения проницаемости можно использовать подкладки. Для небольших резервуаров часто используют контейнеры из стали или пластика . Используемый материал зависит от стоимости, химических свойств жидкости и ее плотности . Пластиковые резервуары не могут удерживать очень плотные жидкости на высоких уровнях стенок. Для больших открытых обваловок потребуется дренажный насос или какая-либо другая система для удаления осадков , хотя их также можно использовать для перекачки пролитой жидкости в другой контейнер. Дождевая вода должна быть очищена, если хранимая жидкость токсична, поскольку вокруг резервуара может быть небольшое ее количество. [4]
Насыпь может иметь крышу, чтобы предотвратить попадание осадков, но необходимо принять меры для обеспечения достаточной вентиляции при хранении легковоспламеняющихся жидкостей. Если высота стены превышает метр, может потребоваться лестница или ступеньки, чтобы люди могли быстро покинуть помещение. В другой конструкции используется канал, по которому жидкость стекает во вторичный контейнер. [5]
Когда риск выхода из строя резервуара не так вероятен или когда это не приведет к значительному ущербу, обваловка может быть спроектирована так, чтобы просто удерживать небольшие утечки из шлангов и клапанов . Эта обваловка может не вместить весь объем резервуара. Используются пластик и сталь, но другим распространенным методом является создание горба или выступа по периметру бетонного пола. Некоторые обваловки являются временными, например, краткосрочное хранение химикатов в полевых условиях. Обваловка типа горба или наклона полезна, когда транспортным средствам нужен доступ к этой области. Существует также тип обваловки, которая сжимается , когда транспортное средство проезжает, и расширяется, когда оно проезжает. [ необходима цитата ]
Обваловка является юридическим требованием во многих странах, особенно вокруг резервуаров, емкостей для хранения и других установок, содержащих жидкости, которые могут быть опасными или вредными для окружающей среды. [6] Конкретными примерами, которым уделяется особое внимание в Великобритании, остальной Европе и США, являются резервуары для хранения нефти и топлива и трансформаторы на электрических подстанциях, которые заполняются маслом для целей охлаждения и изоляции. В Великобритании коммерческие установки, превышающие 200 литров, и бытовые установки, превышающие 2500 литров, требуют обвалованного резервуара для соответствия «контролю за загрязнением» Агентства по охране окружающей среды . [7]
Достаточно легко построить «водонепроницаемую» дамбу вокруг основания резервуара или судна. Бетонное основание и герметичная стена из кладки, кирпича, бетона или даже сборной стали обеспечивают удерживающую способность [8]
Почти все правила требуют удерживающей способности 110% от наибольшего резервуара в пределах дамбы или 25% от общей вместимости всех резервуаров в пределах дамбы, в зависимости от того, что больше. Кроме того, дополнительные руководящие принципы в некоторых странах (например, Великобритании) рекомендуют дополнительные меры, такие как обеспечение достаточного «свободного борта» или высоты стенки выше максимальной удерживающей способности для учета динамических факторов, таких как нагон в ситуациях крупного отказа резервуара или штормовых волн в более крупных дамбах. Как правило (и если не действуют особые местные законы) большинство операторов работают с руководством по вместимости 25%/110%. [9]
Как отмечалось выше, трансформаторы подстанций электроснабжения содержат значительное количество масла. Трансформатор мощностью 110 МВА может иметь до 40 000 литров охлаждающего/изоляционного масла, содержащегося в корпусе трансформатора и связанных с ним радиаторах обмотки и резервуарах для хранения. В отличие от обычных резервуаров для хранения топлива, это сложные конструкции с более высокой склонностью к утечке масла. Если использовать в качестве примера Великобританию, то после приватизации электроэнергетической отрасли в 1980-х и 1990-х годах новые электроэнергетические компании были проинформированы о своей ответственности за окружающую среду. [ необходима цитата ] Большинство региональных и национальных компаний осознали, что у них есть несколько тысяч трансформаторов, многие из которых протекали в землю под ними в течение многих лет. [ необходима цитата ] Компании приступили к программе модернизации, включающей строительство «водонепроницаемых» дамб для удержания любой утечки масла и предотвращения дальнейшего загрязнения и заражения. [ необходима цитата ]
Они сразу же столкнулись с проблемой накопления воды из-за дождя, которая удерживается теперь «водонепроницаемой» дамбой; нежелательная дождевая вода снижает удерживающую способность дамбы. Как только уровень воды достигает более 10% удерживающей способности дамбы, она больше не пригодна для использования, и воду необходимо удалить. Вода также, скорее всего, будет, в лучшем случае, умеренно загрязнена небольшой пленкой масла на ее поверхности или, в худшем случае, существенно загрязнена толстым слоем масла. Это хуже для старых, более негерметичных трансформаторов. Это также может относиться к любому резервуару для хранения масла [ требуется ссылка ]
Масло плавает на поверхности воды и, если оно все еще достаточно чистое, чтобы сквозь него было видно, имеет другой показатель преломления, чем вода под ним, что затрудняет оценку границы раздела масло/вода. Это делает ручную откачку сложной и небезопасной. Удаление всего содержимого для утилизации в качестве опасных отходов является дорогостоящим и экологически неприемлемым. Однако, по крайней мере в Великобритании, последние правила [10] требуют внедрения некоторого формального метода для удаления дождевой воды. Одной из рекомендуемых систем является автоматическая насосная система, которая способна различать масло и воду. Хорошая система должна работать непрерывно и автоматически и должна отказывать в безопасности (например, не откачивать). Она также должна обеспечивать сигнализацию для таких условий, как высокий уровень воды (свидетельствующий о выходе насоса или системы из строя) и высокий уровень масла, чтобы предупредить о необходимости принять меры по сбору отработанного масла . Эти автоматические насосные системы обычно называют «BundGuards».
В Великобритании искусственные земляные сооружения иногда возводятся вокруг жилых комплексов , особенно вблизи промышленных площадок. Насыпи земли с растительностью (обычно кустарниками и деревьями) уменьшают шум от промышленной площадки. [11] Затем дамбы создают более естественный ландшафт вместо толстых или высоких барьеров. Они могут быть построены в изогнутой или извилистой форме, в зависимости от ландшафта. Дамбы также используются для защиты жилья от шумных транспортных путей, таких как автомагистрали и железные дороги . [12]
Предположительно, насыпи могут использоваться для удержания дождевой воды на слегка наклонных равнинах, которые потеряли растительность из-за засухи и чрезмерного выпаса скота . Согласно этой теории, полукруглые насыпи будут удерживать дождевую воду, давая ей время проникнуть в почву и увлажнить семена в земле. [13]
В Великобритании случались обрушения дамб, например, в Уоррингтоне , Чешир, в 1994 году. Полипропиленовый резервуар, вмещавший около 30 тонн 40% водного раствора каустической соды, дал течь примерно на полпути вниз по главной стене. [ требуется ссылка ] Коррозионная жидкость вылилась через дамбовую стену, нанеся большой ущерб окружающей фабрике и прилегающим помещениям. Дамба в Бансфилде также не смогла удержать бензин и воду для пожаротушения после первоначального взрыва и последующего пожара. [14]
Обвалованная защитная оболочка, как правило, не рассчитана на вскипание резервуара , поскольку для этого потребовалось бы покрыть огромную площадь, что наглядно продемонстрировали такие аварии, как катастрофа в Такоа . Поэтому это равносильно тому, что вскипание должно быть предотвращено в первую очередь. [15]
Со временем насыпи будут разрушаться (например, в бетонных стенах могут появиться трещины или арматурные стержни могут подвергнуться коррозии) или пострадать (например, от ударов транспортных средств) или в них могли быть внесены изменения. Чтобы насыпи продолжали обеспечивать необходимую защиту от утечек и разливов, насыпи следует периодически оценивать, чтобы убедиться, что они продолжают обеспечивать достаточную целостность (например, не будут протекать).
Национальные и местные правила часто определяют частоту и метод оценки целостности дамбы. В Великобритании для участков, лицензированных Агентством по охране окружающей среды, оценка целостности обычно проводится ежегодно. В Ирландии для участков, лицензированных Агентством по охране окружающей среды, оценка целостности обычно проводится каждые три года. Фактическое разрешение или лицензия на участок обычно указывают интервал оценки.
Используются два метода оценки: гидростатическое испытание и визуальный осмотр. В определенных обстоятельствах могут использоваться оба метода.
Общие принципы гидростатических испытаний описаны в [16] . Эти общие этапы состоят из:
Визуальный осмотр требует, чтобы компетентное лицо осмотрело обваловку, чтобы определить, находится ли обваловка, по их мнению, в подходящем состоянии для удержания содержимого первичной оболочки в случае разлива. Осмотр будет включать визуальный осмотр внутренних и внешних стенок и основания обваловки. В частности, будут осмотрены стыки в стенах и основании, а также места, где трубы проникают в стены обваловки. Отмечаются любые дефекты, которые могут вызвать утечку.
Определение компетентного лица может быть дано в разрешении, но обычно считается, что это дипломированный инженер с соответствующим опытом [1]
Если есть сомнения в целостности, то визуальный осмотр может быть дополнен испытанием на низкое гидростатическое давление.
Все новые дамбы должны быть испытаны перед вводом в эксплуатацию. Методы испытаний обычно указаны в проектном кодексе, используемом для проектирования дамбы. Два проектных кодекса исторически использовались по всей Великобритании и Ирландии, BS8007:1987 и CIRIA163. BS8007:1989 в настоящее время отозван [17] и заменен BS EN 1992-3:2006. [16] Однако этот отозванный стандарт по-прежнему широко используется многими регулирующими органами, и требования к испытаниям идентичны в обоих стандартах. Важно, чтобы это испытание проводилось до того, как резервуары, насосы или другое оборудование будут помещены в дамбу. Это связано с тем, что резервуары могут попытаться всплыть и, таким образом, стать неустойчивыми, а другое оборудование может быть повреждено погружением в воду.
Сборные насыпи, как правило, проходят испытания на заводе, где они изготавливаются, и поэтому должны сопровождаться сертификатом испытаний.
Руководство по оценке существующих дамб существенно различается в Великобритании и Ирландии. В Великобритании визуальный осмотр существующих дамб является предпочтительным методом оценки. [18] Это связано с проблемами устойчивости резервуара и возможностью ускорения коррозии основания резервуара. В Ирландии для участка, регулируемого EPA, гидростатические испытания являются предпочтительным методом, если только нет причин безопасности или практических причин, по которым гидростатические испытания не могут быть проведены [1]
Возможные причины, по которым гидростатическое испытание может быть небезопасным или непрактичным, включают в себя:
В некоторых случаях может потребоваться проверка стыков и мест проникновения в обваловку (например, труб) на водонепроницаемость с использованием пломбировочных плотин или аналогичных средств. [19]
12 декабря 2005 г. [...] дамбы не смогли полностью удержать вытекшее топливо и воду, использованные при тушении пожара [...] 14 декабря 2005 г. Повреждение дамбы, вызванное интенсивным жаром пожара, привело к значительной потере вторичной локализации [...]