Цымбал М.Н.*, Ганова С.Д.
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ), e-mail: cimbal_mar@mail.ru), Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ),, e-mail: ganova_s@mail.ru
Аннотация
Освоение нефтяных месторождений на территории Европейского Севера России в настоящее время является одним из важнейших направлений развития отечественной экономики, что связано, в первую очередь, с обеспечением страны топливно- энергетическими ресурсами. При этом одновременно с наращиванием темпов освоения месторождений углеводородного сырья увеличивается антропогенная нагрузка на компоненты окружающей среды, приводящая не только к изменениям природы, но и, в большинстве случаев, к деградации ее составляющих.
Несмотря на довольно жесткое природоохранное законодательство, невозможно учесть все факторы негативного воздействия на окружающую среду, еще сложнее проследить за действием комплекса этих факторов, а тем более за взаимодействием всех объектов, процессов и явлений в пределах актуальной природно-технической системы.
Ключевые слова: нефтяные месторождения, водозаборные сооружения, геоэкологический мониторинг, прогнозная оценка.
Добыча углеводородного сырья оказывает влияние на разные компоненты окружающей среды, в том числе и на поверхностные водные объекты. Многочисленные аварийные разливы нефти способствуют хроническому загрязнению окружающей среды, потому как природные комплексы в северных отличаются особой уязвимостью по отношению к внешним воздействиям и длительным периодом восстановления.
Оптимальное решение возникшей проблемы охраны водных объектов возможно при осуществлении комплекса мер:
- совершенствование нормативной базы по охране вод;
- разработка инструментария для диагностико-прогностических расчетов водохозяйственных задач;
- совершенствование системы контроля и мониторинга;
- планирование и осуществление водоохранных мероприятий [3].
Говоря об обустройстве месторождений или о транспорте продукта, необоснованно мало обращается внимания на объекты, обеспечивающие работу основных производственных узлов в штатном режиме, например, на водоводы и водозаборные сооружения, обеспечивающие бесперебойную подачу воды требуемого количества и качества на площадку промысла.
В состав рассматриваемых объектов, как правило, входят:
- площадка водозаборных сооружений, включающая насосную станцию, расположенную в акватории водного объекта (в нашем случае - озера) и состоящую из водоприемного колодца и блок-бокса водозабора; площадку системы электроснабжения;
- две линии водовода надземной прокладки на строительных опорах от водозаборных сооружений, находящихся в одном коридоре с автодорогой и высоковольтными линиями (ВЛ) и частично с нефтепроводом;
- подъездная автодорога в насыпи от точки врезки к водозаборным сооружениям;
- высоковольтные линии на опорах к водозаборным сооружениям.
На современном этапе для территории исследования характерно существование множественных конфликтов природопользования, носящих комплексный характер [1].
Строительство и эксплуатация этих объектов сопровождаются техногенным воздействием на наиболее уязвимые компоненты природной среды, что сопряжено с определенными рисками, обусловленными природно-климатическими и геологическими условиями территории.
В рамках инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий обследуются зоны санитарной охраны озера, предназначенного для водоснабжения, и его притоков в составе трех поясов, включая территорию водосборного бассейна, а также участок полосы коридора коммуникаций от границы водораздела до площадки потребления воды.
Для выявления источников возможного ухудшения качества воды в озере, определения зон загрязненности и перечня специфических загрязняющих веществ проводится оценка состояния источника водоснабжения, дна озера, донных отложений, гидрологических параметров; прибрежных водоохранных зон, водосборного бассейна; природных и антропогенных условий функционирования природных комплексов и природно-технических систем.
Актуальная территория характеризуется низкими среднегодовыми температурами, коротким периодом положительных температур воздуха, высокой влажностью, продолжительным устойчивым ледоставом на реках и озерах, повсеместным распространением многолетнемёрзлых грунтов (ММГ) различной мощности.
Природно-климатические условия района и наличие ММГ обуславливают развитие процессов термокарста в виде западин и котловин на площадке водозаборной дрены и на участках локальных понижений по трассе коридора коммуникаций. В пределах водораздела развито заболачивание, термоэрозия и эрозия. Кроме того, встречаются многолетние бугры пучения, фиксируется солифлюкция и эоловые процессы.
Гидрогеологические условия района исследований характеризуются распространением подземных вод слоя сезонного оттаивания и вод таликовых зон, представленных грунтовыми водами.
Уровень химического загрязнения территории определен как допустимый, а несколько повышенное содержание железа, марганца, меди, цинка и органических веществ в отдельных пробах поверхностной воды, скорее всего, обусловлено природными факторами, так как вполне сопоставимо с естественным фоном для северных регионов.
По всем показателям качество природной воды соответствует 1 классу, что характерно для низкой степени загрязнения водного объекта, и может быть доведена до питьевого качества в соответствии с существующей технологией подготовки питьевой воды (коагуляция - отстаивание - фильтрование - обеззараживание).
Прогнозирование развития возможных негативных экологических последствий во время строительства, а также последующей эксплуатации коридора коммуникаций позволяет из всего перечня взаимозависимых сред выявить ключевые для данной территории, которые являются формирующими для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителю надлежащего качества.
Природно-климатические условия района определяют особые условия обустройства объектов. Их строительство осуществляется в зимний период с максимально возможным сохранением почвенного и растительного покрова в основании сооружений.
Во время проведения строительных работ зимой, когда озеро находится в подледном состоянии, непосредственное воздействие на водный объект будет проявляться исключительно при обустройстве водозаборного колодца в акватории, которое может привести к взмучиванию донных осадков и увеличению мутности воды в озере, а также к нарушению мест корма рыб в водном объекте, вплоть до гибели гидробионтов.
Остальные водные объекты в зимний период не будут подвержены химическому воздействию. Поскольку основным приемником загрязняющих веществ в период строительства будет являться снежный покров, обладающий высокой сорбционной емкостью, основное загрязнение водных объектов может произойти при снеготаянии.
Возможными факторами загрязнения снега, и опосредовано поверхностных и грунтовых вод, будут размещение строительных, промышленных и бытовых отходов и аварийные разливы ГСМ при эксплуатации автотранспорта и строительной техники, особенно в непосредственной близости от водной акватории.
Совершенно очевидно, что применение комплекса мер экологической защиты позволит свести поступление поллютантов с площади водосбора в озеро и водотоки к минимуму, однако даже при проведении плановых работ по обустройству объектов их невозможно полностью исключить.
Кроме того, площади открытого грунта являются источником песка и пыли, выдуваемой ветром в водный объект.
В период эксплуатации объектов водозаборного узла в штатном режиме химическое загрязнение поверхностных вод происходить не будет, но все же произойдет ухудшение условий жизни и воспроизводства рыб, что приведет к частичной гибели гидробионтов, зообентоса.
По трассе автодороги в результате экранирования потока грунтовых вод может происходить на отдельных участках подтопление территории и ее заболачивание. В свою очередь, заболачивание поверхности приведет к потере отепляющего действия растительного покрова, понижению температуры и уменьшению глубины сезонного промерзания-протаивания. Локальное подтопление, образуемое в результате отсыпки площадки для размещения сооружений водозабора также приведет к нарушению поверхностного стока, преобразованию почвенно-растительного покрова, изменению режима снеготаяния и уровня грунтовых вод. На площадке водозабора подъем уровня грунтовых вод может быть также связан с уменьшения испарения и утечек воды из трубопроводных коммуникаций.
В связи с тем, что для наблюдения за состоянием поверхностных водных объектов с целью их оценки, а также прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях антропогенной деятельности, и, как результат, принятия управляющих решений, необходимы специальные наблюдения, на территории расположения водовода и водозабора должна быть введена постоянно действующая служба геоэкологического мониторинга.
Под геоэкологическим мониторингом необходимо понимать проводимые по установленным программам регулярные наблюдения за природными средами, ресурсами и условиями, растительным и животным миром, источниками техногенного воздействия, позволяющие выявить происходящие в них под взаимным влиянием как неблагоприятные, так и позитивные изменения; обобщение и анализ полученных данных, а также прогноз последствий изменений для состояния объекта наблюдения на основе оценки происходящих перемен [2].
Цели мониторинга могут меняться в зависимости от стадии разработки или конкретных работ, проводимых на данный момент конкретным предприятием.
Кроме того, в процессе геоэкологического мониторинга должна проводиться оценка экономической эффективности с анализом всех платежей за пользование природными ресурсами, а также платежей и штрафов за загрязнения, измерение и оценка эффективности работ по восстановлению природной среды, мер по ослаблению отрицательных воздействий, и документации - журналов, отчетов, фотоматериалов, карт. При мониторинге поверхностных вод ведутся режимные гидрологические и гидрохимические наблюдения на наиболее крупных водных объектах, в местах предполагаемого пересечения акваторий линейными объектами и в зонах их возможного воздействия на водоемы с одновременным отбором проб воды и донных отложений.
Расположение пунктов контроля состояния поверхностных вод выбирается с учетом процессов переноса поллютантов и пространственной ориентации источников загрязнения.
В заключение необходимо отметить, что в процессе проведения мониторинга должен осуществляться контроль только за теми показателями, которые являются взаимозависящими, взаимодействующими и определяющими основные возможные изменения водных объектов и окружающей среды в целом. Из этого следует, что научно обоснованную мониторинговую сеть необходимо закладывать еще на стадии проекта с учетом прогнозных оценок, так как в это время можно расположить посты наблюдения, которые будут использоваться и для определения фонового состояния окружающей среды, и на всех других стадиях строительства, эксплуатации и ликвидации производственных объектов.
Литература
1. Воробьевская Е.Л., Кириллов С.Н., Седова Н.Б., Слипенчук М.В., Тульская Н.И., Цымбал М.Н. Современное природопользование в центральной части Кольского полуострова и основные геоэкологические проблемы// Экология и промышленность России. М. Изд.: Калвис, том 21, № 6, с. 30-35.
2. Пендин В.В., Ганова С.Д. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов транспорта газа в криолитозоне М.: ОАО
«ПНИИИС». 2009, 226 стр.
3. Строков А.А., Андреева И.Ю., Землянов И.В. Разработка нормативов допустимого воздействия на водные объекты в условиях добычи углеводородов//Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. Изд.: Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина (Москва), 2013. № 8. Стр. 32-38.
Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ), e-mail: cimbal_mar@mail.ru), Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго Орджоникидзе (МГРИ),, e-mail: ganova_s@mail.ru
Аннотация
Освоение нефтяных месторождений на территории Европейского Севера России в настоящее время является одним из важнейших направлений развития отечественной экономики, что связано, в первую очередь, с обеспечением страны топливно- энергетическими ресурсами. При этом одновременно с наращиванием темпов освоения месторождений углеводородного сырья увеличивается антропогенная нагрузка на компоненты окружающей среды, приводящая не только к изменениям природы, но и, в большинстве случаев, к деградации ее составляющих.
Несмотря на довольно жесткое природоохранное законодательство, невозможно учесть все факторы негативного воздействия на окружающую среду, еще сложнее проследить за действием комплекса этих факторов, а тем более за взаимодействием всех объектов, процессов и явлений в пределах актуальной природно-технической системы.
Ключевые слова: нефтяные месторождения, водозаборные сооружения, геоэкологический мониторинг, прогнозная оценка.
Добыча углеводородного сырья оказывает влияние на разные компоненты окружающей среды, в том числе и на поверхностные водные объекты. Многочисленные аварийные разливы нефти способствуют хроническому загрязнению окружающей среды, потому как природные комплексы в северных отличаются особой уязвимостью по отношению к внешним воздействиям и длительным периодом восстановления.
Оптимальное решение возникшей проблемы охраны водных объектов возможно при осуществлении комплекса мер:
- совершенствование нормативной базы по охране вод;
- разработка инструментария для диагностико-прогностических расчетов водохозяйственных задач;
- совершенствование системы контроля и мониторинга;
- планирование и осуществление водоохранных мероприятий [3].
Говоря об обустройстве месторождений или о транспорте продукта, необоснованно мало обращается внимания на объекты, обеспечивающие работу основных производственных узлов в штатном режиме, например, на водоводы и водозаборные сооружения, обеспечивающие бесперебойную подачу воды требуемого количества и качества на площадку промысла.
В состав рассматриваемых объектов, как правило, входят:
- площадка водозаборных сооружений, включающая насосную станцию, расположенную в акватории водного объекта (в нашем случае - озера) и состоящую из водоприемного колодца и блок-бокса водозабора; площадку системы электроснабжения;
- две линии водовода надземной прокладки на строительных опорах от водозаборных сооружений, находящихся в одном коридоре с автодорогой и высоковольтными линиями (ВЛ) и частично с нефтепроводом;
- подъездная автодорога в насыпи от точки врезки к водозаборным сооружениям;
- высоковольтные линии на опорах к водозаборным сооружениям.
На современном этапе для территории исследования характерно существование множественных конфликтов природопользования, носящих комплексный характер [1].
Строительство и эксплуатация этих объектов сопровождаются техногенным воздействием на наиболее уязвимые компоненты природной среды, что сопряжено с определенными рисками, обусловленными природно-климатическими и геологическими условиями территории.
В рамках инженерно-экологических и гидрометеорологических изысканий обследуются зоны санитарной охраны озера, предназначенного для водоснабжения, и его притоков в составе трех поясов, включая территорию водосборного бассейна, а также участок полосы коридора коммуникаций от границы водораздела до площадки потребления воды.
Для выявления источников возможного ухудшения качества воды в озере, определения зон загрязненности и перечня специфических загрязняющих веществ проводится оценка состояния источника водоснабжения, дна озера, донных отложений, гидрологических параметров; прибрежных водоохранных зон, водосборного бассейна; природных и антропогенных условий функционирования природных комплексов и природно-технических систем.
Актуальная территория характеризуется низкими среднегодовыми температурами, коротким периодом положительных температур воздуха, высокой влажностью, продолжительным устойчивым ледоставом на реках и озерах, повсеместным распространением многолетнемёрзлых грунтов (ММГ) различной мощности.
Природно-климатические условия района и наличие ММГ обуславливают развитие процессов термокарста в виде западин и котловин на площадке водозаборной дрены и на участках локальных понижений по трассе коридора коммуникаций. В пределах водораздела развито заболачивание, термоэрозия и эрозия. Кроме того, встречаются многолетние бугры пучения, фиксируется солифлюкция и эоловые процессы.
Гидрогеологические условия района исследований характеризуются распространением подземных вод слоя сезонного оттаивания и вод таликовых зон, представленных грунтовыми водами.
Уровень химического загрязнения территории определен как допустимый, а несколько повышенное содержание железа, марганца, меди, цинка и органических веществ в отдельных пробах поверхностной воды, скорее всего, обусловлено природными факторами, так как вполне сопоставимо с естественным фоном для северных регионов.
По всем показателям качество природной воды соответствует 1 классу, что характерно для низкой степени загрязнения водного объекта, и может быть доведена до питьевого качества в соответствии с существующей технологией подготовки питьевой воды (коагуляция - отстаивание - фильтрование - обеззараживание).
Прогнозирование развития возможных негативных экологических последствий во время строительства, а также последующей эксплуатации коридора коммуникаций позволяет из всего перечня взаимозависимых сред выявить ключевые для данной территории, которые являются формирующими для обеспечения бесперебойной подачи воды потребителю надлежащего качества.
Природно-климатические условия района определяют особые условия обустройства объектов. Их строительство осуществляется в зимний период с максимально возможным сохранением почвенного и растительного покрова в основании сооружений.
Во время проведения строительных работ зимой, когда озеро находится в подледном состоянии, непосредственное воздействие на водный объект будет проявляться исключительно при обустройстве водозаборного колодца в акватории, которое может привести к взмучиванию донных осадков и увеличению мутности воды в озере, а также к нарушению мест корма рыб в водном объекте, вплоть до гибели гидробионтов.
Остальные водные объекты в зимний период не будут подвержены химическому воздействию. Поскольку основным приемником загрязняющих веществ в период строительства будет являться снежный покров, обладающий высокой сорбционной емкостью, основное загрязнение водных объектов может произойти при снеготаянии.
Возможными факторами загрязнения снега, и опосредовано поверхностных и грунтовых вод, будут размещение строительных, промышленных и бытовых отходов и аварийные разливы ГСМ при эксплуатации автотранспорта и строительной техники, особенно в непосредственной близости от водной акватории.
Совершенно очевидно, что применение комплекса мер экологической защиты позволит свести поступление поллютантов с площади водосбора в озеро и водотоки к минимуму, однако даже при проведении плановых работ по обустройству объектов их невозможно полностью исключить.
Кроме того, площади открытого грунта являются источником песка и пыли, выдуваемой ветром в водный объект.
В период эксплуатации объектов водозаборного узла в штатном режиме химическое загрязнение поверхностных вод происходить не будет, но все же произойдет ухудшение условий жизни и воспроизводства рыб, что приведет к частичной гибели гидробионтов, зообентоса.
По трассе автодороги в результате экранирования потока грунтовых вод может происходить на отдельных участках подтопление территории и ее заболачивание. В свою очередь, заболачивание поверхности приведет к потере отепляющего действия растительного покрова, понижению температуры и уменьшению глубины сезонного промерзания-протаивания. Локальное подтопление, образуемое в результате отсыпки площадки для размещения сооружений водозабора также приведет к нарушению поверхностного стока, преобразованию почвенно-растительного покрова, изменению режима снеготаяния и уровня грунтовых вод. На площадке водозабора подъем уровня грунтовых вод может быть также связан с уменьшения испарения и утечек воды из трубопроводных коммуникаций.
В связи с тем, что для наблюдения за состоянием поверхностных водных объектов с целью их оценки, а также прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях антропогенной деятельности, и, как результат, принятия управляющих решений, необходимы специальные наблюдения, на территории расположения водовода и водозабора должна быть введена постоянно действующая служба геоэкологического мониторинга.
Под геоэкологическим мониторингом необходимо понимать проводимые по установленным программам регулярные наблюдения за природными средами, ресурсами и условиями, растительным и животным миром, источниками техногенного воздействия, позволяющие выявить происходящие в них под взаимным влиянием как неблагоприятные, так и позитивные изменения; обобщение и анализ полученных данных, а также прогноз последствий изменений для состояния объекта наблюдения на основе оценки происходящих перемен [2].
Цели мониторинга могут меняться в зависимости от стадии разработки или конкретных работ, проводимых на данный момент конкретным предприятием.
Кроме того, в процессе геоэкологического мониторинга должна проводиться оценка экономической эффективности с анализом всех платежей за пользование природными ресурсами, а также платежей и штрафов за загрязнения, измерение и оценка эффективности работ по восстановлению природной среды, мер по ослаблению отрицательных воздействий, и документации - журналов, отчетов, фотоматериалов, карт. При мониторинге поверхностных вод ведутся режимные гидрологические и гидрохимические наблюдения на наиболее крупных водных объектах, в местах предполагаемого пересечения акваторий линейными объектами и в зонах их возможного воздействия на водоемы с одновременным отбором проб воды и донных отложений.
Расположение пунктов контроля состояния поверхностных вод выбирается с учетом процессов переноса поллютантов и пространственной ориентации источников загрязнения.
В заключение необходимо отметить, что в процессе проведения мониторинга должен осуществляться контроль только за теми показателями, которые являются взаимозависящими, взаимодействующими и определяющими основные возможные изменения водных объектов и окружающей среды в целом. Из этого следует, что научно обоснованную мониторинговую сеть необходимо закладывать еще на стадии проекта с учетом прогнозных оценок, так как в это время можно расположить посты наблюдения, которые будут использоваться и для определения фонового состояния окружающей среды, и на всех других стадиях строительства, эксплуатации и ликвидации производственных объектов.
Литература
1. Воробьевская Е.Л., Кириллов С.Н., Седова Н.Б., Слипенчук М.В., Тульская Н.И., Цымбал М.Н. Современное природопользование в центральной части Кольского полуострова и основные геоэкологические проблемы// Экология и промышленность России. М. Изд.: Калвис, том 21, № 6, с. 30-35.
2. Пендин В.В., Ганова С.Д. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов транспорта газа в криолитозоне М.: ОАО
«ПНИИИС». 2009, 226 стр.
3. Строков А.А., Андреева И.Ю., Землянов И.В. Разработка нормативов допустимого воздействия на водные объекты в условиях добычи углеводородов//Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. Изд.: Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина (Москва), 2013. № 8. Стр. 32-38.
Проект "Климат и экология" реализуется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации