Задачи комплексного экологического картографирования при проектировании объектов магистрального транспорта газа

Размещено на http://allbest.ru

ПАО "ВНИПИгаздобыча"

УДК 504.05

Задачи комплексного экологического картографирования при проектировании объектов магистрального транспорта газа

Жмакова Марина Александровна, инженер

Шорина Наталья Юрьевна, инженер

Россия, Саратов

Одним из важнейших методов изучения состояния природы и отдельных ее компонентов на сегодняшний момент является эколого-географическое картографирование, применение которого способствует повышению качественного уровня экологических исследований. При планировании природоохранной деятельности необходимость и эффективность современного картографического обеспечения уже не требует доказательств.

В течение многих лет коллектив отдела охраны окружающей среды ПАО «ВНИПИгаздобыча» производит работу по экологическому обоснованию проектов обустройства объектов добычи и транспорта углеводородного сырья.

При проектировании таких значительных по протяженности технических систем, как магистральные газопроводы, необходимо учитывать различные виды воздействий на природную среду и предусматривать мероприятия для минимизации ущерба при их строительстве и последующей эксплуатации объекта.

Кроме этого, в настоящее время, экологическую документацию необходимо разрабатывать в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 16.02.08 № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» (в ред. от 23.01.16 № 29). Также при составлении специальных тематических карт в составе инженерно-экологических изысканий и разработке целевых систем производственно-экологического мониторинга необходимо учитывать требования в области картографического обеспечения охраны окружающей среды СТО Газпром РД 1.8-159-2005 «Основные положения по картографическому обеспечению предпроектной и проектной документации объектов ОАО «Газпром», его дочерних обществ и организаций».

Влияние введенных в эксплуатацию трубопроводов на природные комплексы, как правило, ограничивается узкой полосой вдоль трасс шириной 150-200 м. При прокладке трубопровода в летний период всегда образуется достаточно широкая полоса изрытых техногенных пустошей, лишенных почвенно-растительного покрова. В процессе изыскания трасс, строительства и эксплуатации газопроводов воздействие на все компоненты ландшафта: грунты, почву, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземный слой атмосферы происходит постоянно.

Подготовительные работы при сооружении магистральных газопроводов сопровождаются частичным нарушением почв и уничтожением растительного покрова.

Основная часть нарушений почв (вплоть до разрушения и уничтожения) происходит в ходе выполнения земляных работ. При этом существенно меняется рельеф поверхности. Это влечет за собой изменение условий стока, активизирует экзогенные процессы, что ведет к образованию вторичных форм рельефа (просадок, промоин, оврагов). Еще одним фактором воздействия на почвы и растительный покров является захламление территории незахороненными порубочными остатками, бытовыми и промышленными отходами, а также загрязнение земель в результате разливов нефтепродуктов.

Наиболее комплексному воздействию подвержены участки, где организовываются переходы через водотоки и строятся площадки компрессорных станций. На берегах водных объектов сооружаются специализированные площадки для проведения сварочно-монтажных и изоляционных работ. Для обустройства таких площадок осуществляется почти полное сведение растительности, что приводит к разрушению берегов, увеличению скорости плановых деформаций водотока, развитию эрозии и оползневых процессов.

Исследование компонентов природной среды позволяет оценить и спрогнозировать воздействие на территорию при строительстве участка магистрального газопровода.

Цель данной статьи заключается в обосновании необходимости картографического обеспечения, созданного на основе современных геоинформационных технологий, для определения техногенного воздействия на природную среду при проектировании магистральных трубопроводов. А также для осуществления прогрессивного экологического мониторинга территорий строительства и эксплуатации объектов транспорта газообразного углеводородного сырья.

Картографический блок включается в соответствующие разделы проектов, многократно упрощает описание различных природных и техногенных объектов и явлений, позволяет наглядно представить их размещение и территориальный охват. Стандартизированность и общность принципов построения карт облегчает их практическое применение на местах и сравнительную характеристику различных проектных решений в целом. Карты дают возможность судить о средообразующих, средозащитных, материальных ресурсах местности, получать информацию о первичных характеристиках природной среды (климат, распределение стока, геодинамическая активность) и производных параметрах ландшафтов (морфометрические, лесистость, распаханность, заболоченность, закарстованность).

В зависимости от объекта проектирования, природных условий территории и требований заказчика в проектной документации возможно представление около 20 покомпонентных карт, а также прогнозных карт загрязнения территории и карт-схем размещения сетей мониторинга за компонентами природной среды. Существует рекомендуемый перечень карт в СТО Газпром РД 1.8-159-2005, который не является исчерпывающим и должен уточняться в зависимости от природно-климатических зон и состояния окружающей природной среды в зоне потенциального техногенного воздействия объекта строительства, а также от сложности проектируемого объекта.

В целях снижения затрат на проведение предпроектных изысканий на разработку проектной документации не требуется составления таких карт как:

- карта-схема размещения источников физических воздействий (если не превышается нормативный уровень физических воздействий на окружающую среду);

- карта-схема существующей техногенной нагрузки в зоне воздействия намечаемого объекта (если территория предполагаемого строительства не освоена, мало изменена в результате антропогенных воздействий до начала реализации проекта);

- ландшафтные карты, карты землеустройства (при реконструкции объектов, не связанных с выделением новых земель);

- карты охраны природы (если вблизи проектируемого объекта отсутствуют особо охраняемые территории).

Допускается сокращение числа карт за счет совмещения на одном листе нескольких карт сходного тематического содержания. При этом всегда обязательным условием является умеренная нагрузка и сохранение читабельности карты.

Источниками исходной информации для составления картографического блока являются:

- материалы специально уполномоченных государственных органов в области геодезии и картографии (с целью соблюдения требований национальных стандартов в области картосоставления - единая первичная подоснова, масштабы, условные знаки, разграфки, точность отображения информации, системы координат и высот);

- материалы специально уполномоченных государственных органов в области охраны окружающей среды и их территориальных подразделений;

- опубликованные фондовые материалы научных организаций, данные статистической отчетности, земельного кадастра, экологического мониторинга, в т.ч. имеющиеся региональные ГИС;

- материалы аэрокосмических съемок, отображающие топографическую и тематическую части картографического блока, служащие подосновой тематических карт;

- экологическое дешифрирование данных дистанционного зондирования;

- данные по объектам аналогам, расчеты и модели прогноза;

- результаты полевых маршрутных и стационарных исследований и наблюдений.

Актуальность исходных материалов определяется возможностью их использования для экологического обоснования проектов в соответствии с существующей нормативной базой.

Сооружение каждого объекта требует проведения инженерно-экологических изысканий, которые предоставляют материалы о состоянии природной среды до начала работ. Согласно СП 11-102-97 (п. 4.1) в состав ИЭИ входят:

- сбор, обработка и анализ опубликованных и фондовых материалов и данных о состоянии природной среды, поиск объектов-аналогов, функционирующих в сходных природных условиях;

- экологическое дешифрирование аэрокосмических материалов с использованием различных видов съемок (черно-белой, многозональной, радиолокационной, тепловой и др.);

- маршрутные наблюдения с покомпонентным описанием природной среды и ландшафтов в целом, состояния наземных и водных экосистем, источников и признаков загрязнения;

- проходка горных выработок для получения экологической информации;

- эколого-гидрогеологические исследования;

- почвенные исследования;

- геоэкологическое опробование и оценка загрязненности атмосферного воздуха, почв, грунтов, поверхностных и подземных вод;

- лабораторные химико-аналитические исследования;

- исследование и оценка радиационной обстановки;

- газогеохимические исследования;

- исследование и оценка физических воздействий;

- изучение растительности и животного мира;

- социально-экономические исследования;

- санитарно-эпидемиологические и медико-биологические исследования;

- стационарные наблюдения (экологический мониторинг);

- камеральная обработка материалов и составление отчета.

При использовании такого большого количества разнообразной информации, необходимой для картографирования воздействия магистральных газопроводов на природную среду, целесообразно применять современные методы ее сбора, хранения и предварительной обработки. Инженерно-экологические изыскания, сопровождаются созданием картографических материалов, которые отражают в первую очередь современное состояние и возможные изменения компонентов природной среды, а также процессы и явления, которые могут воздействовать на проектируемый объект и привести к его частичному разрушению.

Как показывает опыт, результативность экологических исследований на данном этапе работ значительно возрастает за счет построения электронных карт на основе современных технических и программных средств, геоинформационных технологий.

Геоинформационная система (ГИС) является оптимальным инструментом для работы с пространственно распределенными данными при оценке и прогнозировании экологического состояния территорий, подверженных антропогенному воздействию. В результате работ над проектом строительства магистрального газопровода создается единая база данных, содержащая всю экологическую информацию, накопленную за время работы. Та информация, которая раньше хранилась в виде отдельных листов карт, чертежей, текстовых описаний, табличных данных, фотоматериалов, объединяется в единую геоинформационную систему.

Создаваемая специалистами нашего проектного института геоинформационная система обладает следующими качествами:

- упрощение задачи составления тематических карт;

- визуализация на экране (а также вывод на твердую копию) как отдельных объектов карты, так и их сочетаний;

- повышение эффективности операций совмещения, наложения, сопоставления различных форм географически привязанной информации;

- широкий набор способов и форм представления информации;

- оперативное обновление и дополнение БД статистической информацией.

В нашей организации такие геоинформационные системы являются инструментом создания картографического блока проекта, используется возможность накопления, хранения и обработки информации, одновременного использования в качестве исходной планово-картографической основы разномасштабного материала. Данная технология отличается высокой гибкостью и доступностью для специалистов различного уровня и квалификации. картографический природоохранный экологический

ГИС позволяет моделировать влияние и распространение загрязнения от точечных и площадных источников на местности, в атмосфере и по гидрологической сети. Результаты модельных расчетов можно наложить на природные карты, например, карты растительности. В результате можно оперативно оценить ближайшие и будущие последствия таких экстремальных ситуаций, как аварийные выбросы вредных веществ, а также влияние постоянно действующих точечных и площадных загрязнителей.

Корректность и взаимосвязанность слоев, общегеографических и тематических данных, позволяет специалистам провести комплексную оценку воздействия на окружающую среду, оценить ущерб, прогнозировать последствия возможных чрезвычайных и аварийных ситуаций. Важной гарантией, исключающей возникновение ошибок в будущем, является соблюдение экологических законов и принципов в области природопользования.

Магистральные газопроводы пересекают различные природные зоны и десятки ландшафтных районов с различными строительными и эксплуатационными условиями. При этом сведения о региональной изменчивости композиций экологически значимых факторов, комплексные характеристики ландшафтных районов позволяют создать информационную базу для разработки системы обеспечения экологической безопасности газотранспортной сети на больших расстояниях.

Практика показывает, что картографический метод позволяет многократно повысить эффективность и оперативность принятия решений в области природоохранной деятельности. Большое значение имеют обобщающие оценочные и прогнозные карты. На них отражают наиболее проблемные с экологической точки зрения районы; они служат основой для анализа состояния окружающей природной среды и определения оптимальных природоохранных мероприятий.

Составление достоверных и информативных прогнозных карт, требует привлечения системы разнообразных методов и сведений из области почвоведения и смежных дисциплин: ландшафтоведения и учения о геосистемах, геохимии ландшафтов, геоморфологии, геоботаники, сельскохозяйственной типологии земель, общей картографии.

Основными методами при составлении прогнозных карт являются сравнительно-географический и ландшафтно-индикационный, а также почвенное дешифрирование, подходы геохимии ландшафтов, учения о структуре почвенного покрова, картографический метод исследования, ГИС-технологии и методы ДЗЗ в почвоведении, методология пространственного геоинформационного анализа геосистем, методы математического моделирования.

В соответствии с действующими в России законами и ведомственными нормами любая производственная деятельность, оказывающая влияние на состояние окружающей природной среды, должна сопровождаться экологическим контролем и мониторингом, т.е. систематическими наблюдениями за источниками антропогенного воздействия, уровнем загрязнения компонентов окружающей среды, влиянием загрязнения на состояние биологических объектов.

В практике достаточно давно используют экологический мониторинг, а также картографическую визуализацию и интерпретацию результатов исследований. В рамках таких работ составлены соответствующие инструкции, нормативы. Важной составной частью являются картографические работы, к ним предъявляются свои требования к содержанию и оформлению картографических материалов.

Картографическое обеспечение, которое сопровождает экологический мониторинг и контроль на протяжении всего периода работ, должно включать в себя серию карт. Вся серия карт делится на 5 блоков: природный, проектных решений, предварительной оценки воздействия, результатов полевых исследований, последствий экологических нарушений.

Первый блок содержит карты, демонстрирующие состояние природной среды в целом и отдельных ее компонентов до начала строительных работ (на основе инженерно-экологических изысканий).

Второй блок показывает объем работ по сооружению линейной части магистрального газопровода, сложность проводимых работ.

Третий блок представляет наиболее вероятные участки негативного воздействия на природную среду и проект сети пунктов экологического мониторинга.

Последние два блока показывают текущее состояние природной среды при строительстве, качество проведения строительных работ с точки зрения воздействия на природную среду, а также дают представление о масштабах воздействия и потенциальных последствиях для природной среды.

Применение современных методов картографирования, геоинформационных систем и баз данных для обеспечения работ по экологическому мониторингу крайне необходимо, так как корректная интерпретация результатов экологического мониторинга позволит решить не только проблемы представления данных, но и более четко структурировать сами работы по экологическому мониторингу, существенно помочь при решении практических и организационных вопросов. Для проведения работ на этапе строительства это особенно важно в связи с интенсивным воздействием и частым изменением экологического состояния природной среды.

На картографических материалах для экологического мониторинга должны быть отражены: почвенный и растительный покров, структура ландшафтов, современные экзогенные процессы, проектируемые объекты и технические решения, участки строительства в зависимости от категории сложности, расположение пунктов сети экологического мониторинга, предполагаемые зоны воздействия, химическое загрязнение компонентов природной среды, результаты экологического контроля, объем полевых работ по экологическому мониторингу.

Часть этих материалов создается проектировщиками, на стадии проекта экологического мониторинга и передается в дальнейшем строительным и эксплуатирующим организациям. Тем самым современные технологии позволяют нам собирать, хранить и передавать информацию, накопленную в процессе проектирования объекта строительства.

Внедрение ГИС на ранних этапах работы позволяет заложить единую основу проектно-изыскательских работ, сохранить первоначальные данные о состоянии природных компонентов на территории месторождения, осуществлять последующее своевременное наполнение базы данных информацией о состоянии окружающей среды, поступающей на этапах строительства и эксплуатации. А, следовательно, дает возможность в динамике проследить изменения компонентов окружающей среды. Такое картографическое и информационное обеспечение может быть использовано не только для реализации экологического мониторинга и контроля участков магистрального газопровода, но и для прочих сооружений нефтегазовой отрасли.

По мере расширения и углубления природоохранных мероприятий одной из основных сфер применения ГИС может стать слежение за последствиями предпринимаемых действий на локальном и региональном уровнях. Источниками обновляемой информации могут быть результаты наземных съемок или дистанционных наблюдений. Использование ГИС эффективно и для выявления причинно-следственных цепочек и взаимосвязей, оценки благоприятных и неблагоприятных последствий предпринимаемых природоохранных мероприятий на экосистему в целом и отдельные ее компоненты, принятия оперативных решений по их корректировке в зависимости от меняющихся внешних условий.

Библиографический список

1. Дончева А.В. Экологическое проектирование и экспертиза. М.: «Аспект пресс», 2003.- 286с.

2. Методическое руководство по картографированию и оценке современных ландшафтов. М.:Изд-во МГУ, 1991 - 37с.

3. Пособие по разработке раздела проектной докумнтации «Охрана окружающей среды» к «Инструкции о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений», СНиП 11-01-95. М.: ГП «ЦЕНТРИНВЕСТпроект». 2000.

4. Постановление Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. N 87 г. Москва "О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию". Опубликовано 27 февраля 2008 г. В «Российской газете»

5. СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»

6. СТО Газпром РД 1.8-159-2005 «Основные положения по картографическому обеспечению предпроектной и проектной документации объектов ОАО «Газпром», его дочерних обществ и организаций». М.: ООО «Информационно рекламный центр газовой промышленности», 2005

7. СТО Газпром 2-1.19-211-2008 «Методические указания по составлению оценочных и прогнозных карт природоохранного назначения в проектных материалах ОАО «Газпром»». М.: ООО «Информационно рекламный центр газовой промышленности», 2005

8. Струман В.И. Экологическое картографирование. М.: «Аспект пресс», 2003.- 251с.

Аннотация

УДК 504.05

Задачи комплексного экологического картографирования при проектировании объектов магистрального транспорта газа. Жмакова Марина Александровна№, Шорина Наталья ЮрьевнаІ

№ПАО "ВНИПИгаздобыча", Россия, Саратов, инженер, e-mail: lagunamari64@gmail.com

ІПАО "ВНИПИгаздобыча", Россия, Саратов, инженер, e-mail: pankraty@mail.ru

В статье рассматриваются вопросы экологического картографирования, как неотъемлемой части природоохранного блока при проектировании объектов транспорта газа. Наглядное графическое представление существующих природных явлений и экологических ограничений в совокупности с намечаемой деятельностью по строительству и эксплуатации магистральных газопроводов позволяет своевременно выявить и минимизировать возможное негативное влияние такой деятельности на окружающую среду.

Ключевые слова: экологическое картографирование, геоинформационные системы, экологический мониторинг, оценка и прогноз.

Annotation

Objectives of comprehensive environmental mapping in engineering of gas transmission facilities. Marina A. Zhmakova№, Natalya Yu. ShorinaІ

№PJSC "VNIPIgazdobycha", Russia, Saratov, engineer,e-mail: lagunamari64@gmail.com

ІPJSC "VNIPIgazdobycha", Russia, Saratov, engineer,e-mail: pankraty@mail.ru

The article considers environmental mapping as an essential part of environmental section of gas transmission facilities engineering. Visual graphical representation of the existing natural phenomena and environmental constraints associated with the planned activities for construction and operation of main gas pipelines enables early identification and minimization of the potential negative impact of such activities on the environment.

Key words: environmental mapping, geo information systems, environmental monitoring, assessment and forecast.

Размещено на Allbest.ru