Umweltausschuss Wiesbaden - Bilgus · 2016-11-12 · L08 L09 L010 L011 L012 L013 L014 L015 L016 L017 L018 L019 L020 L021 L022 L023 L024 L025 L026 L027 L028 L029 L030 L031 L032 L033

Risikoanalyse Industriepark InfraServ und Dyckerhoff

Matthias Schubert, Dr. sc. ETH, Dipl.-Ing RWTH Wiesbaden, 03.12.2013

Umweltausschuss Wiesbaden

Risikoanalyse Stadt Wiesbaden – Flugzeugabstürze

RISIKO = EINTRETENSWAHRSCHEINLICHKEIT x KONSEQUENZEN Einheit: Konsequenzen / Jahr Konsequenzen: Todesfälle


Grundsätze für risikobasiertes Entscheiden

„Deklaration der allgemeinen Menschenrechte“ durch das Kommissariat für Menschenrechte der UNO

Artikel 3 Jeder hat das Recht auf Leben, Freiheit, Sicherheit der Person. Der Staat ist verpflichtet, die Freiheit und Sicherheit seiner

Bewohnerinnen und Bewohner zu schützen und alles mögliche und zumutbare vorzukehren, damit dieses Recht … nicht …verletzt werden kann (Quelle: www. humanrights.ch).



Überblick

1. Systemabgrenzung

2. Risikoermittlung

3. Risikobewertung, Ergebnisse

4. Schlussfolgerungen

5. Fragen, Diskussion


6

Systemabgrenzung

InfraServ

Stadt Wiesbaden

• ca. 1 km2 • 5 km südwestlich des Army Airfield • Schwerpunkt: chemische Industrie

• 5 km nördlich von InfraServ • ca. 280’000 Einwohner


7

Wiesbaden Army Airfield

• Standort der US-Heeresführung in Europa • Genauer Luftfahrzeugbestand derzeit unbekannt:

• 6 Jets • 13 Propellermaschinen (Turboprop C12) • 15 Hubschrauber des Typs UH 60 • Überflüge von anderen Luftfahrzeugen, z.B. Boeing 737 • Derzeit etwa 9’500 Flugbewegungen pro Jahr (Ist-Zustand)

• Steigerung auf 17’000 – 22’000 Flugbewegungen pro Jahr

Systemabgrenzung – inhaltlich


8


Whiskey IF 078°

Whiskey IF 253° Whiskey VF

235°/55°


9

4.2 %

10 % ~ 4 pro Werktag

3 % 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Rel

ativ

e H

äufig

keit



Systemabgrenzung – Szenarien

Toxische Stoffe (analysiert)

Explosionen (abgeschätzt)

Brände (nicht weiter betrachtet)



Toxische Stoffe (analysiert)

Referenzstoff Kategorie

Dimethylsulfat sehr giftig

Chlorbenzol umweltgefährdend

Formaldehyd 37 % giftig

Ammoniakwasser 25 % umweltgefährdend

Schwefeldioxid giftig

Kresole giftig

34 Lagerorte wurden berücksichtigt Total 1’329 [t]



Explosionen (abgeschätzt)

Maximale accum. Mengen wurden betrachtet. Führt zu Sachschäden – nicht zu Domino-Effekten

Referenzstoff Max. accum. Menge [t]

Trimethylbenzol 470

Aceton 330

Butanol 89

Xylol/Testbenzin 122



Brände (nicht weiter betrachtet)

Es lagern grosse Mengen an Kohlenwasserstoff-verbindungen. Die Freisetzung bei einem Absturz und die Entzündung können zu grossen Bränden führen. Abstrahlwärme kann zu weiteren Freisetzungen führen – Domino-Effekte. Genereller Aspekt in chemischer Industrie – nicht absturzspezifisch Werksfeuerwehr.


Systemabgrenzung – Konsequenzen

Es wurde ein Radius von 10 km um das Industriegebiet berücksichtigt. 8 verschiedene Richtungen mit unterschiedlichen Konsequenzen wurden berücksichtigt. Landesgrenzen übergreifend.


Überblick

1. Fragestellung/Problemstellung

2. Risikoermittlung





Risikoermittlung

Risikoermittlung erfolgt mit Bayes‘schen Netzen • Weiterentwicklung von Ereignisbäumen/Fehlerbäumen. • Können Abhängigkeiten berücksichtigen. • Erlauben Modellierung von komplexen Zusammenhängen. • Lassen sich graphisch gut darstellen.

Risikoanalyse Stadt Wiesbaden – Flugzeugabstürze 20% Sichtflug 80% Instrumentenflug 50-25’000 pro Jahr

Log-Gaussverteilung

Jets Hubschrauber Turboprob andere


Abstand von der Landebahn [m]

Late

rale

r Abs

tand

von

der

Flu

grou

te

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

300

400

500

Berechnung der Einschlagwahrscheinlichkeit

• Einschlagsereignis simuliert als Funktion der Flughöhe.

• Bereich des möglichen Einschlagortes wird bei steigender Flughöhe grösser.

• Absturzraten basieren auf Raten aus der zivilen Luftfahrt (Boeing 2011).



Die spezifische Einschlagwahrscheinlichkeit auf dem Gelände der InfraServ wird ermittelt.

Whiskey IF 078°

Whiskey IF 253°



Es hat sich gezeigt, dass die Sichtflugrouten nicht zum Risiko beitragen.



Berechnung Freisetzung

Trefferwahrscheinlichkeit über die Umhüllende der Lagerorte berechnet. Bei Treffer der definierten Lagerorte wird Gefahrstoff freigesetzt. Berücksichtigung der Charakteristiken der Stoffe (Laache, Luftfreisetzung).


Berechnung Ausbreitung

Ausbreitung mittels numerischer Modelle für die verschiedenen Stoffe. Ergebnis sind räumliche und zeitliche Verteilungen von Konzentrationen. Windrichtung und Häufigkeiten wurden berücksichtigt.



Konsequenzen – Todesfallwahrscheinlichkeit

0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00

0 200 400 600 800 1000

Tode

sfal

lwah

rsch

einl

ichk

eit

Konzentration ppm

Formaldehyd

AEGL 3 [60 min]

0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00

0 20 40 60 80 100 120 140

Tode

sfal

lwah

rsch

einl

ichk

eit

Konzentration ppm

Dimethylsulfat

AEGL 3 [60 min]

Todesfallwahrscheinlichkeiten wurden als Funktion der Konzentration in der Luft modelliert. Basierend auf publizierten Ergebnissen von Tierversuchen.


Überblick

1. Fragestellung/Problemstellung

2. Risikoermittlung





Risikobewertung – Ergebnisse/Ist-Zustand

1.00E-11

1.00E-10

1.00E-09

1.00E-08

1.00E-07

1.00E-06

1.00E-05

1.00E-041 10 100 1000 10000

Übe

rsch

reitu

ngsh

äufig

keit

[1/a

]

Todesfälle

ALARP

Der Staat ist verpflichtet, die … Sicherheit seiner Bewohnerinnen zu schützen und alles mögliche und zumutbare vorzukehren, damit dieses Recht … nicht …verletzt werden kann.


Ergebnisse Ist-Zustand (bei 9’500 Flugbewegungen/a)

1.00E-11

1.00E-10

1.00E-09

1.00E-08

1.00E-07

1.00E-06

1.00E-05

1.00E-041 10 100 1000 10000

Übe

rsch

reitu

ngsh

äufig

keit

[1/a

]

Todesfälle

ALARP

Statistisch ist mit einem Absturz auf diesen Routen alle 12’631 Jahre zu rechnen. Statistisch ist mit einer Frei-setzung gefährlicher Stoffe alle 1’300’000 Jahren zu rechnen. Jährliches Todesfallrisiko ist 2.59 10-4.

0.1

1

10

100

1000

10000

100000L01

L02 L03L04

L06L07

L08

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L030

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L033L035L039

MittelwerteAnzahl Todesfällebedingt auf eineFreisetzung

95% Quantil


Risikobewertung – Ergebnisse/Zukunft 17’000 Flugbewegungen/Jahr

1.00E-11

1.00E-10

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Übe

rsch

reitu

ngsh

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[1/a

]

Todesfälle


Ergebnisse Zukunft (bei 17’000 Flugb./a)

Statistisch ist mit einem Absturz auf diesen Routen alle 6’975 Jahre zu rechnen. Statistisch ist mit einer Frei-setzung gefährlicher Stoffe alle 700’000 Jahren zu rechnen. Jährliches Todesfallrisiko ist 4.70 10-4.

1.00E-11

1.00E-10

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1.00E-08

1.00E-07

1.00E-06

1.00E-05

1.00E-041 10 100 1000 10000

Übe

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[1/a

]

Todesfälle


Schlussfolgerungen I / II

Risiko im Ist-Zustand, d.h. bei der derzeitigen Anzahl von Überflügen, ist vollständig im ALARP Bereich und liegt nahe an der oberen Akzeptanzlinie. Daher sind Untersuchungen möglicher Massnahmen zur Risikoreduktion erforderlich. Werden die Flugbewegungen auf 17’000 pro Jahr gesteigert, so ist eine Akzeptierbarkeit gemäss des Kriteriums der Überschreitungswahrscheinlichkeit nicht mehr gegeben.


Es hat sich gezeigt, dass Sichtflugrouten über den IAP Cynthia nicht zum Risiko beitragen. Reduzierung der Anzahl der Instrumentenflüge auf den Flugrouten IF 078° und IF 253° ist eine Risikovermeidungsstrategie.

Schlussfolgerungen II / II

Risikoanalyse Industriepark InfraServ und Dyckerhoff

Matthias Schubert, Dr. sc. ETH, Dipl.-Ing RWTH Wiesbaden, 03.12.2013

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