Zastosowanie metody PHA do oceny ryzyka uszkodzeń sieci kanalizacyjnej na przykładzie systemu kanalizacyjnego miasta Krakowa

Systemy kanalizacyjne mogą stanowić potencjalne niebezpieczeństwo, zagrażać środowisku, użytkownikom systemu oraz najbliższemu jego otoczeniu. W analizie tych systemów powinno się więc uwzględniać zarówno ocenę niezawodności funkcjonowania, jak również niezawodność bezpieczeństwa. Zwiększająca się liczba awarii, nierzadko ich katastrofalne skutki, uwarunkowania zewnętrzne pracy systemu narzucają takie właśnie podejście w ocenie i zarządzaniu tymi systemami. Ocena niezawodności funkcjonowania najczęściej sprowadza się do zagadnienia określania częstotliwości awarii i usuwania jej przyczyn. Niezawodność generuje bezpieczeństwo systemu, ale bezpośrednio nie określa jego wartości. Rozszerzając badania niezawodności funkcjonowania o badania procesów oddziaływania awarii na środowisko oraz otoczenie, w tym także na społeczność dochodzi się do bezpieczeństwa [1, 13]. Bezpieczeństwo w ujęciu technicznym, czyli bezpieczeństwo techniczne zastępuje więc niezawodność. Bezpieczeństwo (stan niezawodności bezpieczeństwa NB) w skali makro w zakresie systemu kanalizacyjnego można zdefiniować przez analogię do systemów zaopatrzenia w wodę [12] jako stan gospodarki ściekowej umożliwiający zebranie, odprowadzenie oraz oczyszczenie bieżącej i perspektywicznej ilości ścieków sanitarnych (komunalnych) oraz deszczowych, przy zachowaniu wymagań sanitarnych, ochrony środowiska i utrzymania porządku publicznego. Zaprezentowana w pracy ocena ryzyka uszkodzeń sieci kanalizacyjne miasta Krakowa, wykorzystująca metodę wstępnej analizy zagrożeń PHA ma charakter dyskusyjny. Ocenę tą poprzedzono charakterystyką oceny niezawodności i bezpieczeństwa omawianego systemu, jako działań niezbędnych do oceny ryzyka oraz niezbędnymi informacjami o przyczynach i skutkach awarii sieci kanalizacyjnych. Po scharakteryzowaniu procedury metody PHA, wykorzystując matrycę ryzyka, oszacowano ryzyko wystąpienia stwierdzonych rodzajów uszkodzeń (rozszczelnienie kanału, załamanie kanału, odkształcenie kanału, uszkodzenie studni, pękniecie kanału i inne) przy pomocy wskaźnika częstości uszkodzeń, na podstawie zaproponowanych wartości kategorii prawdopodobieństwa i kategorii skutku. Niemożność porównania wyników tej oceny z danymi literaturowymi wynika z braku takich danych w literaturze, odnoszących się do sieci kanalizacyjnych.

Sewage systems may pose a potential danger, threatening the environment, users of the system and its nearest surroundings. The analysis of these systems should therefore take into account both assessment of reliability of functioning, as well as the reliability of safety. Increasing number of failures, often their disastrous consequences, external conditions of the system dictate this approach in assessing and managing those systems. Evaluation of reliability of functioning is mostly simplified to the issue of determining the frequency of failures and removing its causes. Reliability generates safety of system, but does not directly determine its value. Extending tests of reliability of functioning with research on process of failures impact on the environment and surroundings, including the community, leads to safety. Therefore safety in terms of technology, that is technical safety replaces reliability. Safety (the state of safety reliability) at the macro level in the area of sewage system can be defined by analogy to water supply systems as a condition of sewage management enabling collection, transportation treatment of current and prospective quantity of sewage (municipal) and rainwater, at maintaining sanitary, environmental protection and maintenance of public order requirements. The paper evaluates the technical risk for the sewage network of the city of Krakow. The basis for calculations are field studies concerning operation of the said network, with the focus on technical data (network type, length, materials, size) and the failure rate information (type and duration of failure, unwanted event frequency). A two-dimensional matrix for failure risk in the pipelines was prepared with consideration to the type of pipeline and the material, as well as a risk map for pipeline malfunction. Obviously, the number of factors may be extended. In order to perform such analyses and add new factors, an appropriate database is needed, while in the case of sewage systems there is still little data collected. The evaluated risk of failure for the studied network was discovered to be in the tolerated and controlled-risk groups. The matrices and technical risk maps can be useful in the process of optimizing the operation of the sewage network, e.g. in planning and executing repair works.