Разработка технологии обеспечения экологической безопасности при транспортировке нефти и нефтепродуктов в прибрежно-морской зоне с использованием карт чувствительности

3.3.4. Чувствительность биоты к нефтяному загрязнению как элемент карт чувствительности. Воздействие на прибрежно-морские экосистемы происходит на всех стадиях обустройства и эксплуатации нефтяного месторождения. Неспособность морских организмов справляться с нефтяными углеводородами по мере их поступления в морскую среду приводит к накоплению данных загрязняющих веществ и, как следствие, к деградации или гибели сообществ. Наиболее опасным нефтяное загрязнение считается для прибрежных холодноводных акваторий, поскольку низкие температуры способствуют замедлению процесса деградации нефти и накоплению нефтяных углеводородов в морских организмах. Нефть и нефтепродукты оказывают губительное влияние на биоту прибрежно-морских зон на различных уровнях организации. Это факт приводит к тому, что информация о биологическом разнообразии, продуктивности участков прибрежно-морской зоны и воздействии на них нефтяного загрязнения в различных частях прибрежно-морской зоны является наиболее обширной и значимой составляющей карт чувствительности. Органический мир прибрежно-морской зоны Дальнего Востока чрезвычайно разнообразен и уникален, и от концентрации биоты на побережье будет зависеть величина чувствительности прибрежно-морской зоны. Так, например, основная масса морских птиц является наиболее чувствительной в период высиживания птенцов. Морские млекопитающие имеют более высокую чувствительность на побережье, нежели в воде, поскольку чаще всего здесь происходит их непосредственный контакт с загрязняющим веществом. Таким образом, чем выше плотность и разнообразие биологических компонентов на участке побережья, тем более высокой чувствительностью он характеризуются.

Однако чаще объекты живой природы подвергаются большему риску при очистных мероприятиях. Согласно статистическим данным не более 20 % птиц и млекопитающих способны к полноценному функционированию после очистки их от загрязнителя, поэтому, определяя приоритеты при ликвидации разливов, следует учитывать и концентрацию здесь живых организмов, особенно ценных и занесенных в Красную книгу. Так, например, популяции морских котиков относятся к категории особо охраняемых, вследствие чего их защита во время разлива нефти является одной из основных.

3.3.5. Объекты природопользования как элемент карт чувствительности. Данный компонент карт чувствительности определяется как пространственно ограниченные комплексы (территориальные сочетания) конкретных предприятий и других хозяйственных образований, использующие располагающиеся в их пределах (или непосредственной близости) природные ресурсы, в рамках имеющихся или планируемых технологий, технических ресурсов, материальных и трудовых ресурсов. К ним относятся: марикультурные, портовые и рекреационные хозяйства, рыбопромысловые участки и предприятия, очистные сооружения и места выброса сточных вод, месторождения минеральных ресурсов, особо охраняемые природные территории и частные постройки. Загрязнение этих объектов приводит к значительному ущербу. Карты чувствительности показывают распределение данных объектов, их состав и особенности специализации. Кроме того, информация об их экономической составляющей позволяет определить не только степень уязвимости и ее сезонные особенности, но и оценить урон в случае нефтяного загрязнения.

Полнота предоставленной информации по объектам природопользования и живой природы определяет величину ущерба в случае аварийного разлива нефти, а также стоимость реабилитации загрязненного участка.

Все составляющие природных комплексов находятся в тесной взаимосвязи, и изменение функционирования одного компонента неизбежно ведет и изменению всей системы. Вследствие этого при определении чувствительности прибрежно-морских зон и разработке мероприятий, связанных с ликвидацией последствий разливов, необходимо использование комплексного подхода и рассмотрение объектов не только как самостоятельных единиц, но и как составляющих прибрежно-морских геосистем. Это дает основание для определения чувствительности природных комплексов прибрежно-морской зоны. В настоящее время этот вопрос находится в стадии изучения. Однако уже сейчас можно говорить о различной степени чувствительности подводных ландшафтных комплексов, являющихся средами обитания для многих ценных объектов живой природы.

Результаты анализа карт чувствительности, используются не только при реагировании на нештатные ситуации, связанные с аварийными разливами нефтепродуктов, но и являются основой мониторинга и экологической экспертизы практической деятельности по освоению ресурсов шельфа, поскольку содержат комплексные сведения о состоянии прибрежно-морской среды.

В диссертационном исследовании выполнена комплексная оценка чувствительности прибрежно-морской зоны острова Сахалин, юга Хабаровского и Приморского краев, которая показала, что наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению являются береговые лагуны, эстуарии и осушки, находящиеся в гидродинамической тени. Это обеспечило информационную основу для разработки и создания Планов ликвидации аварийных разливов нефти и карт чувствительности прибрежно-морской зоны к загрязнению нефтью для следующих нефтедобывающих компаний и предприятий, оперирующих нефтью и нефтепродуктами в пределах сахалинского шельфа: ОАО «НК «Роснефть»-Сахалинморнефтегаз», ЗАО «Элвари Нефтегаз», ABB LGI, Сахалин Энерджи Инвестмент Кампани, Лтд.

Для оптимизации выбора технологии очистки побережья от нефтяного загрязнения автором составлен алгоритм, являющийся частью информационно-аналитической системы обеспечения экологической безопасности, позволяющий с учетом имеющихся сил и средств достичь наиболее эффективного результата.

Глава 4. Карты чувствительности прибрежно-морской зоны как элемент системы предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти

Карты чувствительности могут быть представлены как основа информационно-аналитического ресурса, на который опираются руководящие и исполняющие органы при принятии решений, оценке последствий разлива, а также определении необходимого оборудования и мест дислокации постов ЛАРН, исходя из типичных для данного района условий.

4.1. Принципы создания системы. Методологическая основа информационно-аналитической системы базируется на следующих положениях.

1. При создании информационно-аналитической системы мы учитывали природно-хозяйственные особенности региона. Производится комплексный анализ данных о состоянии окружающей среды, особенностях разработки нефти на континентальном шельфе.

2. Значительный объем данных обуславливает использование их, как локальными, так и распределенными субъектами, что подразумевает различные системы доступа к информации.

3. Оптимизированный совместимый с другими программными продуктами интерфейс системы позволяет вести работу с имеющимися данными, производить обновление. Экспорт-импорт информации осуществляется благодаря открытости системы, что достигается в силу ее модульности и гибкости для развития.

4. Блок создания моделей позволяет вести расчеты, определяющие решение в нештатной ситуации. Использование оперативного анализа сложившейся обстановки дает возможность сократить сроки проведения работ по обоснованию эффективных вариантов.

Система, сформированная на базе карт чувствительности прибрежно-морской зоны к загрязнению нефтью, позволит решать практически любую пространственную задачу, выявлять взаимосвязи и способы их представления, исследовать данные в динамике, что позволяет оптимизировать природопользование в районе разработки нефти. Таким образом, мы представляет данную систему как эффективный инструмент не только для организаций, занимающихся ликвидацией последствий аварийных разливов, но и для природоохранных, муниципальных и других структур.

Информационно-аналитический блок системы поддержки принятия решений обеспечивает:

· накопление и предоставление информации, необходимой для принятия решений в чрезвычайных ситуациях;

· выявление риска загрязнения прибрежно-морской зоны и выбор оптимальных методов ликвидации загрязнения;

· определение экологически уязвимых к нефтяному загрязнению областей прибрежно-морской среды;

· расчет ущерба, нанесенного разливом;

· представление о наиболее ценных объектах, располагающихся в районах нефтяных разработок;

· возможность интегрирования информации для выполнения пространственных операций.

Основные задачи, выполняемые с помощью информационно-аналитической системы, заключаются в следующем:

· инвентаризация ресурсов окружающей среды в районе оперирования нефтью;

· обработка и анализ данных мониторинга с целью оценки экологического состояния и разработки мер по уменьшению негативного воздействия на окружающую среду;

· моделирование и прогноз ситуаций при проведении командно-штабных учений и возникновении аварийных ситуаций.

Разработка и транспортировка нефти в пределах шельфа имеют достаточно высокий риск попадания загрязняющих веществ в Мировой океан. Каждая группа операций, начиная с поиска и разведки и заканчивая транспортировкой конечного продукта и утилизацией нефтеотходов, требует разработки комплекса мер, направленных на обеспечение экологической безопасности и сохранения окружающей среды. Эта проблема не может быть успешно решена без научного обоснования и информационно-методического обеспечения. Комплексное решение данных проблем, подготовка прогнозных сценариев и основных направлений развития, критериев и механизмов их реализации немыслимы без широкой информатизации и оперативного владения информацией по самым различным аспектам деятельности.

Исходя из требований экологической политики, с помощью информационно-аналитической системы мы разработали рекомендации для решения проблем обеспечения экологической безопасности. Так, анализ природно-климатических условий района риска дает основание для определения состава необходимого и достаточного количества средств реагирования. Моделируя поведение пятна при разливе нефти, и выявив побережья, требующие приоритетной защиты, определяется место дислокации команды реагирования, формируются базы экологического мониторинга. В зависимости от задач ее использования происходит выбор параметров и зависимостей, на основе которых строятся модели. Динамичность информации определяет уровень сложности и подробности визуализируемой информации. Использование систем глобального позиционирования и данных дистанционного зондирования позволяет корректировать картографическую модель и вести точные расчеты доставки средств реагирования с учетом местных особенностей. Эффективность деятельности различных блоков информационно-аналитической системы нами был повышен за счет использования распределенных баз данных и создании комплексных моделей. Она включает пять ключевых составляющих: аппаратные средства, программное обеспечение, данные, методы и исполнители. Используемые информационные материалы имеют разную детальность, что обуславливает необходимость их приведения к единой основе. Схема создания картографической модели заключается в следующем. Во-первых, нами создан банк картографических данных, в котором содержатся цифровые карты топографических и навигационных карт района разработки. Во-вторых, установлены функциональные связи между картографической системой и базами данных. Открытость системы позволяет подключение дополнительных баз. С установленной периодичностью ведется проверка достоверности информации, содержащейся в базах данных. Ценность системы определяется возможностью использования накопленной в базах данных информации для решения специальных задач, достижения конкретных целей. На основе набора различных тематических слоев по разработанным алгоритмам созданы производные специальные карты. Таким образом, разработанный нами картографический банк данных, сопрягаемый с любыми пространственно распределенными данными района разработки, стал основой всей системы.

4.2. Геоинформационная основа принятия решений. В системе геоинформационного обеспечения экологической безопасности нефтяных разработок наиболее объемной и значимой представляется содержательная интерпретация данных. При заданном объеме задач достаточной является картографическая интерпретация информации. При анализе карт чувствительности и сопряженной с ними информации о технической базе формируются алгоритмы принятия решений, которые позволяют извлекать новые данные, сопряженные с графической средой. Знания, закладываемые в информационную систему, основаны на классификациях, например, индексах чувствительности.

Основной функцией информационно-аналитической системы обеспечения экологической безопасности транспортировки нефти в прибрежно-морской зоне является принятие решений при аварийных разливах нефти. Результатом работы системы стал не только выбор оптимальных решений, но и прогноз возможных последствий чрезвычайной ситуации, построение карт чувствительности района к нефтяному загрязнению, необходимых для определения приоритетов для оперативного реагирования при ликвидации загрязнения. Это осуществляется в результате работы модулей анализа текущей ситуации, поведения пятна и оптимизации работ по ликвидацию загрязнения в береговой зоне и на море. Огромный массив данных, содержащихся в системе, способствует выявлению новых закономерностей, решаемых на стадии планирования работ.

Функциональный анализ представлен не только определением индексов чувствительности береговой зоны к нефтяному загрязнению, но и проведением функционального зонирования. При этом выявляются свойства и функции каждой функциональной зоны, на основе которых можно выполнять инвентаризационные работы. Геоинформационная основа принятия решений основана на использовании типологии прибрежно-морской зоны, в задачу которой входит систематизация объектов в соответствии с их содержанием извлечение из этого знания новых сведений для принятия решений в чрезвычайной ситуации. Информационно-аналитическая система представляет результаты не только в форме отчета, но и в виде соответствующей тематической карты (рис. 3). Применение информационной системы позволяет алгоритмизировать и частично автоматизировать эти процедуры. В основе типологии лежат разнообразные процедуры распознавания образов объектов.

Информационно-аналитическая система развивается за счет внедрения новых позиций, документов, знаний и данных. Результатом использования информационно-аналитической системы принятия решений в зоне транспортировки нефти в прибрежно-морской зоне является построение ряда тематических карт, выделение участков разной степени защищенности. Это позволяет вести эффективное управление объектом, определять приоритеты при планировании мероприятий по предупреждению и предотвращению загрязнения в результате аварийных разливов, в соответствии с нормативно-правовой базой и природной ситуацией.

Глава 5. Геоинформационная система обеспечения экологической безопасности при добыче и транспортировке нефти и нефтепродуктов в прибрежно-морской зоне юга Дальнего Востока

5.1. Экологическая безопасность при транспортировке нефти. Понятие «экологической безопасности» в нефтегазовом комплексе, в том числе при транспортировке нефти и нефтепродуктов, имеет многогранную структуру, где одинаково важны как природоохранные, так и правовые, социальные и экономические аспекты. Вопросы обеспечения экологической безопасности тесно связаны со стратегией обеспечения устойчивого развития. Угроза загрязнения акватории имеют пространственно-временной аспект. Расположение в прибрежно-морской зоне, т.е. подверженность гидродинамическим процессам Мирового океана, обуславливает возможность перехода угрозы из локальной в региональную, что определяется масштабами разлива. Одной из главных причин возникновения угрозы экологической безопасности является неравномерность экологической и антропогенной нагрузки и нарушение экологического равновесия.

Экологическая безопасность при организации перевозки нефти на акватории зависит от надежности инженерных решений, соблюдения установленных режимов эксплуатации, надежности функционирования технологических систем, организации и соблюдения установленной последовательности выполнения работ и операций. Учитывая выполнение вех работ при непосредственном участии специалистов разных уровней, безопасность принимаемых решений в большей степени зависит от квалификации и исполнительности персонала. Таким образом, уменьшение экологического риска при соблюдении определенных требований и условий вполне выполнимая задача.

Согласно методике Хелком общая вероятность аварийных разливов нефти при транспортировке равна 0.4 на 1000 рейсов. Вероятность риска разлива принимается равной 0,05 на 1000 рейсов в открытом море и 0,25 в опасных местах. С учетом вероятной частоты аварии с посадкой на мель и столкновением средний размер нефтяного разлива может быть оценен как 1/48 от количества перевозимой за рейс нефти.

Экологическая безопасность морского транспорта подразумевает не только предотвращение загрязнения моря с судов в процессе их нормальной эксплуатации, но и готовность к реагированию на чрезвычайные ситуации, связанные с угрозой разливов нефти и их ликвидацией.

5.2. Система предупреждения аварийных ситуаций. Добыча нефти на континентальном шельфе является важным элементом государственной стратегии развития российского Дальнего Востока. Несмотря на меры предосторожности, практически на всех стадиях оперирования нефтью, в том числе и при транспортировке, возможны аварийные разливы нефти, предоставляющие наибольшую опасность. Как показывает статистика, в моря России может попадать от 4 до 20 тыс. т нефти и нефтепродуктов ежегодно.

Заранее предугадать точное место, время и масштабы разливов нефти невозможно. Однако, в целях обеспечения эффективности мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, защиты населения и окружающей природной среды от их вредного воздействия правительством РФ был разработан и утвержден комплекс нормативных документов, регламентирующих деятельность всех предприятий, осуществляющих добычу, транспортировку, переработку и реализацию нефти и нефтепродуктов.

Процесс моделирования системы предупреждения аварийных разливов и обеспечения экологической безопасности при транспортировке включает в себя этап построения модели местности, содержащей различные слои цифровой картографической информации, включая карты чувствительности, а также модель поведения нефти.

Результатом моделирования движения пятна по водной поверхности является расчет наиболее важных характеристик загрязнения, таких как площадь, конфигурация нефтяного пятна и концентрация загрязнителя. Геоинформационное моделирование аварийных разливов нефти и нефтепродуктов является сложным многофакторным процессом, включающим в себя целый ряд самостоятельных моделей. Итогом является оценка и расчет вредного воздействия аварийных разливов на население, территорию, биологическую составляющую окружающей среды, а также планирования мероприятий по ликвидации последствий этого разлива: утилизации разлившейся нефти и почвы, расчета сил и средств для этих работ.

Информационная система позволяет также оптимизировать и отображать в картографической форме маршруты выдвижения сил и средств в зону разлива, места складирования и утилизации, создавать схемы оповещения и связи для локализации и ликвидации последствий аварийных разливов нефти (рис. 4).

Применение ГИС для решения задач прогнозирования возможных разливов нефти и оценки воздействия этих разливов на население и прилегающие территории позволяет заблаговременно принять меры по снижению рисков и обеспечению безопасности населения и территорий. В целях организации эффективного предупреждения и оперативной ликвидации последствий таких разливов принято выполнять прогнозирование, которое позволяет с высокой эффективностью спланировать мероприятия, направленные на предупреждение аварийных разливов и определить оптимальное количество сил и средств, необходимых для оперативной ликвидации их последствий. Так, внедрение нами информационно-аналитической системы в работу управления магистральными нефтегазопроводами ОАО «НК Роснефть - Сахалинморнефтегаз» позволило своевременно выявить факторы, ведущие к аварийным ситуациям. Например, статистический материал, содержащийся в базах данных системы, служит источником информации для модуля моделирования и прогнозирования ситуации, а также помогает организовать адекватные меры по предупреждению аварийных разливов.

По установленным нормам время готовности к выдвижению аварийной бригады составляет 1 час. Принимая во внимание особенности трассы, погодных условий и расстояние до объекта, время доставки сил и средств ликвидации разлива до места назначения составляет в среднем 3 - 5 часов. Зная количество пересекаемых нефтепроводом рек в районе аварии и скорость распространения загрязнения, рассчитывается средняя скорость доставки необходимых средств реагирования. Линейный размер разлива зависит от объема вытекшей жидкости и условий растекания. Однако в настоящее время в различных точках трассы условия растекания установить невозможно, по причине отсутствия картографического материала должного масштаба. В этом отношении продолжает вестись работа. Данный сценарий апробирован для Корпоративного плана по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти для объектов ОАО «НК Роснефть - Сахалинморгефтегаз». Апробирование информационной системы, включающей в себя карты чувствительности, было проведено во время командно-штабных учений в Приморском крае в июне 2003 года. Прогноз движения нефтяного пятна способствовал определению приоритетов в организации защитных мероприятий. Получение и анализ данных с помощью информационного модуля позволили руководству компании оперативно оценить ситуацию.

Так, согласно данным о текущем изменении погодных условий, нефтяное пятно в течение двух часов должно было достичь высокочувствительного побережья, где отмечается не только высокая концентрация биоты, но и марикультурные хозяйства, специализирующиеся на выращивании товарного бентоса. Для предотвращения значительного ущерба бурсировщиками были выставлены боновые заграждения каскадным способом для отклонения нефтяного пятна от берега. Локализованное нефтяное пятно было собрано скиммерами с борта специализированных судов.

5.3. Система принятия решений при ликвидации последствий нефтяного загрязнения на побережье. В обеспечении экологической безопасности при аварийных ситуациях в прибрежно-морской зоне важной задачей является выбор приоритетов защиты тех или иных участков при организации ликвидационных мероприятий. Решение ее возможно при использовании карт чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению - основного блока информационно-аналитической системы. Стратегия принятия решений при ликвидации аварийных разливов нефти различается на водной поверхности и непосредственно в береговой зоне. В соответствии с этим информационно-аналитическая система предлагает алгоритмы действий, позволяющие выбрать адекватные ситуации технологии ликвидации разлива. Существующие в настоящее время способы очистки прибрежно-морской зоны можно сгруппировать в три блока: естественное восстановление; физическая очистка, включающая смывание, удаление нефти и обработку на месте и химическая /биологическая очистка.

При освоении нефтяных месторождений, транспортировке, хранении весьма остро встают проблемы загрязнения окружающей среды. Наибольшее воздействие при этом испытывает береговая черта, являющаяся областью напряженного взаимодействия всех основных оболочек Земли. Чувствительность прибрежно-морской зоны к нефтяному загрязнению определяет наиболее оптимальные способы ликвидации нефти. Для некоторых побережий наиболее приемлемым способом удаления основной массы нефти может явиться применение техники. В то же время для других ее применение может принести больше вреда для биоты, чем непринятие мер вообще. В данном случае карты чувствительности являются эффективным инструментов для оценки адекватности очистных мероприятий. Выявив на карте участки береговой зоны различной чувствительности, предлагается комбинация способов, оптимальных для данных условий. Так, на берегах, характеризующихся невысокой чувствительностью (индексы 1 и 2), в случае загрязнения сырой нефтью или мазутом, наиболее оптимальны технологии смывания. Для берегов, представленных индексами 3 и 4 (песчаные побережья), подходит механическая уборка, просеивание, а при локальных разливах выемка. Берега, оцененные индексом 6, следует обрабатывать органическим сорбентом. В таблице 2 представлена матрица рекомендаций по выбору технологий ликвидации загрязнения для различных типов нефтей.

Решение задачи выбора наилучшей технологии очистки побережья представлено последовательностью операций, позволяющих алгоритмизировать данную процедуру. Очень важно, чтобы каждый участок береговой черты, представленный на карте, был отнесен к определенному индексу, чтобы пользователь имел возможность выбрать адекватную технологию. Заполнив предлагаемую модулем форму, включающую данные об объеме и типе пролитой нефти, пользователь в результате получает обоснование выбора технологии, наиболее приемлемой в данных условиях. Такая работа была выполнена для прибрежно-морской зоны акваторий юга Дальнего Востока.

Карты чувствительности, разработанные для северо-восточного побережья о. Сахалин, где находится поисковая скважина № 1 на площади Пела-Лейч (индивидуальный рабочий проект № 31ИМ), позволили определить зоны потенциального загрязнения береговой зоны. В данный район попадают участки береговой черты, имеющие различную чувствительность к нефтяному загрязнению. Рассмотрим процедуру выбора технологии при следующих начальных условиях.

В пределах береговой зоны наименьшей чувствительности к загрязнению (индекс 1) происходит разлив светлых нефтепродуктов локального значения (до 500 т). В течение первых 12 часов в зону загрязнения, имеющую ограниченную доступность со стороны суши, выдвигается команда реагирования. Погодные условия гипотетического разлива оцениваются следующим образом: температура воды и воздуха +20оС, временами дождь, ветер 2 балла (незначительное волнение). Легкие типы топлива высокотоксичны для прибрежно-морской биоты, отмечается тенденция быстрого испарения. На подводные комплексы практически не влияют. Последовательность мероприятий по ликвидации разлива в данном случае следует организовать следующим образом: оперативное ограждение бонами проблемного участка для избегания попадания нефтепродуктов в незагрязненные области и следующий сбор.

Таблица 2

При незначительных разливах экономически благоприятной будет использование стратегии невмешательства (естественного восстановления), поскольку дождь способствует смыванию загрязненных пород. Другие технологии уборки нецелесообразны вследствие высокого риска воспламенения. Разлив при этих же условиях сырой нефти определяет необходимость следующих решений. Как и в предыдущем случае, необходимо оперативное ограждение бонами загрязненного участка, при слабых осадках возможно применение промывки под напором и сбор образовавшейся в воде эмульсии скиммером или вакуумными насосами. В соответствии с представленной ситуацией алгоритмы стали основанием выбора технологических решений, позволяющих минимизировать ущерб от нефтяного загрязнения.

Согласно характеристике потенциальных аварийных ситуаций в рассматриваемой области может произойти загрязнение дизельным топливом и сырой нефтью. Поскольку наибольшая протяженность береговой линии в рассматриваемом районе представлена наиболее чувствительными к нефтяному загрязнению берегами (индексы 9 и 10, 412 и 290 км соответственно), то согласно алгоритму при разливе дизельного топлива (II тип нефти) и оперативном реагировании, наиболее оптимальными технологиями ликвидации является биоремидиация. При ограниченном доступе в данные районы нами рекомендуется технология естественного восстановления (невмешательства), т.к. во-первых, существуют сложности с доставкой техники и повышенным риском для безопасности персонала. Во-вторых, наличие техники на болотистых участках может привести к усугублению ситуации и разрушению ранимых болотных экосистем, в-третьих, относительно высокая испаряемость дизельного топлива делает эту стратегию более рентабельной. Аналогичны технологии и при разливе незначительных объемов сырой нефти. Использование химических реагентов способствует оперативной первичной очистке загрязненных болотных угодий. Более экологичной является биоремидиация. Наличие загрязненной болотной растительности обуславливает организацию ее уборки (скашивания). При неблагоприятных погодных условиях (штормовом ветре, ограниченном доступе, интенсивных осадках) наилучшими стратегиями будут биологические технологии и естественное восстановление. Имеющиеся в рассматриваемом районе берега с наименьшей чувствительностью протяженностью около 60 км (индекс 2) предполагают организацию следующих процедур. Загрязненный участок рекомендуется обоновать во избежание распространения нефти. При благоприятных погодных условиях и доступе к месту разлива (разлив дизельного топлива) нами рекомендуются следующие технологии: смыв водой и сбор скиммерами, или сбор сорбентами, с последующей механической уборкой имеющимися в наличии техническими средствами. В случае попадания на открытые скальные побережья сырой нефти также необходимо оперативное огораживание зоны бонами с последующим смывом водой (в зависимости от степени загрязненности варьируется ее температурный режим и давление) или сбором сорбентами. Каждая из технологий предваряется сбором мусора и его разделением на загрязненный и незагрязненный нефтью. Ограниченный доступ к месту разлива обуславливает использование диспергентов. Количество задействованной техники и оборудования зависит от объемов объема разлива.

Система принятия решений при авариях на водной поверхности несколько отличается от таковых в береговой зоне. Общая стратегия ликвидации аварийного разлива нефти может быть представлена следующим образом: уведомление об инциденте уполномоченных органов по ликвидации аварийных разливов (предусмотрено Планом ликвидации аварийных разливов нефти), обеспечение техники безопасности персонала, организация мер по предотвращению взрывов и пожара, локализация загрязнения (с учетом времени истечения нефти / нефтепродукта в море и погодных условий), очистка водной поверхности и оборудования (рис. 6). Таким образом, информационное обеспечение экологической безопасности при ликвидации аварийного разлива на открытых участках акватории, позволяет выбрать адекватную технологию реагированию применительно к конкретным условиям окружающей среды и материально-технической базы команды реагирования с целью минимизации экологического и экономического ущерба в прибрежно-морской зоне. Разработанные алгоритмы используются в планах ЛАРН АМП Владивосток, Находка, Восточный.

Картографическое обеспечение экологической безопасности при транспортировке нефти должно быть достаточным для постановки и реализации задач по обеспечению экологической безопасности при нефтяных разработках. При этом учитывается масштаб рассматриваемой территории и наличие особо чувствительных объектов к нефтяному загрязнению.

6.1. Карты чувствительности побережья Сахалинской области. Расширение нефтепромысловых работ на шельфе о. Сахалин и активизация транспортировки нефти определяет необходимость картирования районов потенциального загрязнения прибрежно-морской зоны острова. Карты чувствительности прибрежно-морской зоны Сахалина относятся к локальному и региональному уровням, что по традиционной картографической классификации соответствует масштабам 1 : 10 000 - 1 : 100 000 и 1 : 1 000 000. Карты отражают современное экологическое состояние прибрежно-морской зоны области. Детальное картирование проведено в районах добычи и транспортировки нефти: северо-западное побережье острова и залив Анива.

6.2. Карты чувствительности побережья Приморского края. В рамках декларации о намерениях строительства нефтепровода для транспортировки российской нефти в страны Азиатско-Тихоокеанского региона было принято решение о строительстве нефтепровода Сибирь - Тихий океан. Это обусловливает проведение работ по созданию карт чувствительности прибрежно-морской зоны Приморского края.

В качестве альтернативных вариантов рассмотрены бухты Перевозная (Амурский залив) и Козьмино (залив Находка). Карты чувствительности заливов Амурского и Находка составлены для каждого сезона года. Анализ карт позволил выявить соотношение протяженности берегов высокой и низкой чувствительности, а также распределение областей потенциальных рисков разливов нефти (табл. 3). При этом на долю береговой зоны с низкой чувствительностью (индексы 1 и 2) приходится 11 % (Амурский залив) и 42 % (залив Находка) длины побережья. Протяженность берега с наиболее высокой степенью чувствительности в заливах Амурском и Находка составляет 42 и 27 % соответственно (рис. 7). Карты показывают, что береговая зона Амурского залива является наиболее чувствительной к загрязнению, что и послужило основанием для определения крайней точки нефтепровода в заливе Находка.Глава 6. Общая характеристика карт чувствительности прибрежно-морской зоны Дальнего Востока к загрязнению нефтью

Таблица 3

Характеристика чувствительности береговой зоны к загрязнению нефтью

6.3. Карты чувствительности побережья Хабаровского края. Побережье Хабаровского края является менее освоенным по сравнению с берегами Сахалинской области и Приморского края. Наибольший риск загрязнения нефтью отмечается в районе прохождения трубопровода ОАО «НК - Роснефть - Сахалинморснефтегаз» в проливе Невельского, а также в бухтах Ванино и Советская Гавань и заливе Чихачева. Это - районы интенсивной транспортировки сахалинской нефти. В соответствии с этим карты чувствительности составлены для данных участков. Анализ информации, содержащейся в картах, показывает, что зоной наибольшего риска загрязнения является пролив Невельского и залив Чихачева. По сравнению с берегами Сахалинской области и Приморского края, протяженность побережий высокой чувствительности в Хабаровском крае значительно меньше. Здесь преобладают берега, характеризуемые индексами 1, 2, 6.

6.4. Информационная система управления экологическим состоянием окружающей среды при организации природопользования. В структуре системы управления экологическим состоянием окружающей среды основной составляющей является база данных, обеспечивающая систему информацией и определяющая ее структуру, функции и способности решения управленческих задач, основанных на моделировании ситуации. Значительное количество информации уже организовано в базы данных, особенно это касается информации, содержащей сведения о мониторинге окружающей среды.

Интеграция баз данных различных структур позволила нам использовать систему для решения различных прикладных задач в области управления природопользованием. Принципиальная схема интегрированной системы управления окружающей средой представлена на рисунке 8. Данная система является открытой, следовательно, в зависимости от возникающих задач возможно построение новых модулей, их алгоритмическое и программное обеспечение, а значит, и их визуализация.

Полноценное решение задач управление экологическим состоянием окружающей среды, в частности, в районах разработки и транспортировки нефти, зависит от систематического анализа большого количества разнородных данных, а так же решение множества географических, технологических и производственных задач. Достоверность и своевременность получения необходимой информации часто играет решающую роль в вопросах оптимизации природопользования, что становится весьма важным в условиях интенсификации антропогенной деятельности в прибрежно-морской зоне Дальнего Востока.

Развитие систем управления окружающей средой при организации природопользования на основе современных информационных технологий позволит не только сократить частоту возникновения ситуаций, связанных с загрязнением прибрежно-морской зоны, но и оптимизировать организацию природопользования, поскольку высокая концентрация ресурсов может привести к появлению в смежных районах взаимоисключающих видов антропогенной деятельности. В этом случае система управления экологическим состоянием окружающей среды призвана определить наилучшие варианты развития природопользования с учетом экологических и экономических факторов. Схема предложенной системы управления экологическим состоянием окружающей среды может успешно применяться для решения разнообразных задач по организации и оптимизации природопользования. Использование ее в системе обеспечения экологической безопасности при разработке нефтяных месторождений на шельфе и ее транспортировке - одна из таких задач.

Основные ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ работы сводятся к следующему:

1. В соответствии с поставленной целью разработана геоинформационная система «Карты чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью» для решения задач экологической безопасности при добыче и транспортировке нефти. Результатом работы следует обозначить не только составление карт, но и выбор на их основе оптимальных решений при ликвидации аварийных ситуаций, а также прогноз возможных последствий разливов нефти. Концептуальная модель предложенной информационно-аналитической системы используется при организации природопользования в прибрежно-морской зоне. Методология информационной поддержки принятия решений лежит в основе мероприятий по предотвращению и ликвидации аварийных разливов нефти в прибрежно-морской зоне Дальнего Востока.

2. Определены принципы построения карт чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению с использованием геоинформационных технологий с учетом природных особенностей Дальневосточного региона. При решении задач по анализу воздействия разливов нефти на различные объекты наиболее удобным инструментом являются ГИС, которые дают возможность моделировать последствия аварийных ситуаций, оценивать экономический и экологический ущерб, организовывать мероприятия, позволяющие снизить негативное воздействие на окружающую среду.

3. В процессе апробации подготовлено 35 карт, характеризующих чувствительность прибрежно-морской зоны Дальневосточного региона к загрязнению нефтью и нефтепродуктов. Карты используются в действующих планах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти АМП Владивосток, Находка, ОАО «Роснефть - Сахалинморнефтегаз» и других предприятий, в зоне ответственности которых осуществляется транспортировка нефти и нефтепродуктов. Созданная серия карт чувствительности северо-восточного побережья о. Сахалин и юга Дальнего Востока является основой принятия решений в чрезвычайных ситуациях, при проведении экологического мониторинга и паспортизации акватории и прилегающего к ней участка побережья.

4. Проведена оценка состояния окружающей среды в районах разработки и транспортировки нефти / нефтепродуктов на основе данных мониторинга и дистанционного зондирования. В соответствии с конкретными условиями среды и материально-техническим обеспечением команды реагирования разработана и внедрена система принятия решений для ликвидации аварийных разливов нефти, в основе которой лежат карты чувствительности прибрежно-морской зоны о. Сахалин и юга Дальнего Востока.

5. Разработана методика автоматизированного выбора технологий очистки побережья при ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов, основанная на определении степени экологической чувствительности прибрежно-морской зоны, вариантах реагирования, обеспечивающих наименьшее воздействие на окружающую среду, что позволяет оптимизировать эколого-экономический результат ликвидации аварийных последствий.

6. Предложен и внедрен принципиально новый алгоритм интерпретации результатов мониторинга посредством информационно-аналитической системы обеспечения экологической безопасности. В структуре системы управления экологическим состоянием окружающей среды базовой составляющей является информационно-аналитическая система «Карты чувствительности», содержащая базы данных, концептуальные основы которой разработаны в диссертационном исследовании, обеспечивающая систему информацией и определяющая ее структуру, функции и способности решения управленческих задач, основанных на моделировании ситуации. Полноценное решение задач управление экологическим состоянием окружающей среды, в частности, в районах разработки и транспортировки нефти, зависит от систематического анализа большого количества разнородных данных, а так же решение множества географических, технологических и производственных задач. Достоверность и своевременность получения необходимой информации играет решающую роль в вопросах оптимизации природопользования.

7. Разработанная информационно-аналитическая система позволяет организовать систему управления экологическим состоянием окружающей среды, которая используется в реализации программ NOWPAP и MALITA, а также при проведении командно-штабных учений компаний-операторов нефтедобычи. На примерах АМП Владивосток, АМП Находка и др. представлены алгоритмы выбора технологий для предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефтепродуктов, что подтверждается 7 актами внедрения.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО 65 РАБОТ, НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИМЫЕ ИЗ КОТОРЫХ ПРЕДСТАВЛЕНЫ НИЖЕ

Монографии:

1. Блиновская, Я.Ю. Информационное обеспечение экологической безопасности при разработке нефтяных месторождений на шельфе [Текст] / Я.Ю. Блиновская. - Владивосток: Изд-во МГУ им. Г.И. Невельского, - 2006. - 232 с.

Статьи в центральных периодических изданиях:

2. Блиновская, Я.Ю. Принципы создания информационной системы «Карты чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью» / Я.Ю. Блиновская // Вестник Дальневосточного отделения российской академии наук. - 2004. - № 4. - С. 63 - 73.

3. Блиновская, Я.Ю. Карты чувствительности к нефтяному загрязнению береговой зоны Охотского моря / Я.Ю. Блиновская // Геодезия и картография. - 2005. - № 4. - С. 49 - 53.

4. Блиновская, Я.Ю. Влияние нефтяного загрязнения на побережье Южного Приморья / Я.Ю. Блиновская // Геодезия и картография. - 2005. - № 11. - С. 44 - 47.

5. Блиновская, Я.Ю. Информационная поддержка принятия решений при аварийных разливах нефти / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2005. - № 12. - С. 15 - 18.

6. Блиновская, Я.Ю. Оценка чувствительности береговой зоны Южного Приморья к нефтяному загрязнению / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2005. - № 12. - С. 19 - 20.

7. Блиновская, Я.Ю. Управление системой экологической безопасности в нефтяной отрасли на основе геоинформационных технологий / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -2006. - № 1. - С. 16 - 17.

8. Блиновская, Я.Ю. Картографирование прибрежно-морской зоны для обеспечения экологической безопасности при разработке нефтяных месторождений на шельфе / Я.Ю. Блиновская // Вестник Московского университета. Серия 5. География. - 2005. - № 6. - С. 31 - 37.

9. Блиновская, Я.Ю. Геоинформационный подход в обеспечении экологической безопасности разработки нефти на шельфе / Я.Ю. Блиновская // Геоинформатика. - 2006. - № 1. - С. 52 - 55.

10. Блиновская, Я.Ю. Способы и особенности очистки береговой черты от нефтяного загрязнения / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2006. - № 4. - С. 3 - 6.

11. Блиновская, Я.Ю. Система принятия решений при аварийных разливах нефтепродуктов в береговой зоне / Я.Ю. Блиновская // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2006. - № 5. - С. 19 - 24.

Статьи в научных сборниках:

12. Блиновская, Я.Ю. Амурский залив: зона экологического риска / Я.Ю. Блиновская // Экология. Культура. Общество. - 2003. - № 4. - С. 16 - 17.

13. Блиновская, Я.Ю. Мусорно на берегах Японского моря / Я.Ю. Блиновская, В.В. Сергеев // Экология и бизнес. - 2002. - № 1. - С. 45.

14. Блиновская, Я.Ю. Информационная система «Карты чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью» / Я.Ю. Блиновская, С.Ю. Монинец, В.А. Хованец // ArcReview. - 2003. - № 4 (27). - С. 18 - 19.

15. Блиновская, Я.Ю. Индексация побережий по степени их чувствительности к загрязнению нефтью / Я.Ю. Блиновская // Географические и геоэкологические исследования на Дальнем Востоке. - Владивосток: Дальнаука, - 2004. - С. 90 - 96.

16. Блиновская, Я.Ю. Анализ состояния окружающей среды в районе нефтепровода Оха - Комсомольск-на-Амуре (Сахалинская часть) / Я.Ю. Блиновская // Вестник Морского государственного университета. Серия «Теория и практика защиты моря». - Владивосток: Мор. гос. ун-т. - 2004. - № 3. - С. 94 - 108.

17. Блиновская, Я.Ю. Оценка степени загрязненности прибрежно-морской зоны юго-западного побережья приморского края / Я.Ю. Блиновская // Информационно-аналитический бюллетень Центра международных исследований. Владивосток: Мор. гос. ун-т. - 2006. № 2. С. 108 - 115.

Материалы конференций:

18. Блиновская Я.Ю. Структура донных ландшафтов бухт залива Посьета (Японское море) / Я.Ю. Блиновская // Комплексные исследования и переработка морских и пресноводных гидробионтов. Тезисы докладов Всероссийской конференции молодых ученых 22 - 24 апреля 2003 г. - Владивосток: ТИНРО-центр, 2003. - С. 88 - 90.

19. Блиновская, Я.Ю. Оценка чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью / Я.Ю. Блиновская // Экология и безопасность жизнедеятельности. Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2002. -С. 208 - 210.

20. Блиновская, Я.Ю. Оптимизация природопользования в прибрежно-морских областях / Я.Ю. Блиновская // Экология и безопасность жизнедеятельности. Сб. материалов международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2002. - С. 242 - 244.

21. Блиновская, Я.Ю. Птицы как один из наиболее чувствительных объектов живой природы к нефтяному загрязнению / В.Н. Бочарников, Ю.Н. Глущенко, Я.Ю. Блиновская, И.С. Ситникова // Материалы международной научно-практической конференции «Морская экология - 2002». - Владивосток: МГУ, 2002. - С. 22 - 26.

22. Блиновская, Я.Ю. Информационные технологии в исследовании влияния нефтяного загрязнения на прибрежно-морскую зону / Я.Ю. Блиновская // Материалы международной научно-практической конференции «Морская экология - 2002». - Владивосток: МГУ, 2002. - С. 43 - 46

23. Блиновская, Я.Ю. Чувствительность побережья Амурского залива к загрязнению нефтью / Я.Ю. Блиновская // Материалы международной научно-практической конференции «Морская экология - 2002». - Владивосток: МГУ, 2002. - С. 47 - 52

24. Блиновская, Я.Ю. Моделирование воздействия нефтяного загрязнения на окружающую среду / Я.Ю. Блиновская // Труды Пятой Международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов (16 - 18 июня 2003 г.) / Под ред. Ю.В. Полянскова, В.Л. Леонтьева. - Ульяновск: УлГУ, 2003. - С. 27 - 29.

25. Блиновская, Я.Ю. Использование информационных технологий в туризме / В.Н. Бочарников, Я.Ю. Блиновская // Информационные технологии в управлении и учебном процессе вуза. Материалы III Всероссийской очно-заочной научно-практической конференции 16 - 18 октября 2002 г. - Владивосток: изд-во ВГУЭС, 2003. - С. 21 - 23.

26. Блиновская, Я.Ю. ГИС-технологии в обеспечении экологической безопасности нефтяных разработок / Я.Ю. Блиновская // Материалы международной научной конференции 21 - 24 апреля 2004 г. // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики. Часть II. Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды. - Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2004. - С. 25 - 28.

27. Блиновская, Я.Ю. Использование карт чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению при планировании мер по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти / Я.Ю. Блиновская // Устойчивое развитие территорий: геоинформационное обеспечение и практический опыт. Материалы международной конференции. - Владивосток - Чанчунь, 12 - 19 июля 2004 г. - С. 357 - 359.

28. Блиновская, Я.Ю. Эффективность использования информационных систем в медицине / Я.Ю. Блиновская, А.Н. Шестернин // Информационные технологии в образовании, технике и медицине. Материалы международной конференции. - Волгоград: ВолгГТУ, 18 - 22 октября 2004 г. Т. 3. - С. 179 - 180.

29. Блиновская, Я.Ю. Экологическое состояние окружающей среды в районе прохождения нефтепровода Оха - Погиби (о. Сахалин) / Я.Ю. Блиновская // Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке. Материалы второй международной научной конференции молодых ученых и специалистов 6 - 9 декабря 2004 г. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2004. - С. 13 - 15 с.

30. Блиновская, Я.Ю. Сравнительная оценка рисков для альтернативных вариантов строительства нефтяного терминала на юге Приморского края / Я.Ю. Блиновская, С.Ю. Монинец, А.А. Лентарев // Морская экология - 2005. Материалы международной научно-практической конференции 5 - 7 октября 2005 г. - Владивосток: МГУ им. адм. Г.И. Невельского, 2005. - С. 12 - 18.

31. Blinobskaya, Y.Y. Primorsky kray shoreline pollution monitoring methods and results / Y.Y Blinovskaya // First International workshop on marine litter in the Northwest Pacific Region 14 - 15 November 2005. - Ministry of the environment of Japan. 2005. - P. 98 - 104.

32. Blinovskaya, Y.Y. Principals of arrangements for litter monitoring in harbor waters / Y.Y. Blinovskaya // The 1st NOWPAP Workshop on Marine Litter 8 - 9 June 2006. - Korean Ministry of Maritime Affairs and Fisheries. - P. 75 - 79.

33. Блиновская, Я.Ю. Структура и характеристика информационно-справочной системы защиты моря / Я.Ю. Блиновская // Материалы 3-го семинара пользователей программных продуктов ESRI & LEICA GEOSYSTEMS «Использование ГИС для управления территориями, городами, предприятиями» 27-29 апреля 2004 г. - г. Анапа // http://www.cbt.ru/conf2004/d22.php

Учебные пособия:

34. Блиновская, Я.Ю. Информационное обеспечение туристической деятельности [Текст]: учеб. пособие / В.Н. Бочарников, Е.Г. Лаврушина, Я.Ю. Блиновская. - М: Флинта:МПСИ, 2008. - 360 с.

35. Блиновская, Я.Ю. Морская экология [Текст]: учеб. пособие / Я.Ю. Блиновская. - Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм. Г.И. Невельского, 2006. - 140 с.