Методы комплексной оценки экологической чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению (на примере юга Дальнего Востока) (01.03.2010)

Автор: Блиновская Яна Юрьевна

Условные обозначения: - в зависимости от местных условий; - рекомендовано; - не рекомендовано

Карты чувствительности являются эффективным инструментом для оценки адекватности очистных мероприятий. Выявив на карте участки береговой зоны различной чувствительности, определяем комбинацию 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.

Таким образом, важно, чтобы участок береговой черты, представленный на карте, был отнесен к определенному индексу, чтобы пользователь имел возможность выбрать приемлемую технологическую комбинацию методов. Заполнив предлагаемую модулем форму, включающую данные об объеме и типе пролитой нефти, пользователь в результате получает обоснование выбора технологии, наиболее эффективной в данных условиях, поскольку при ликвидации разливов некоторых типов нефтепродуктов на определенных участках побережья существует ряд ограничений, зависящих от местных условий. Такая работа была выполнена для прибрежно-морской зоны акваторий юга Дальнего Востока.

Карты чувствительности, разработанные автором для северо-восточного побережья о. Сахалин, где находится поисковая скважина № 1 на площади Пела-Лейч (индивидуальный рабочий проект № 31ИМ, 2006 г.), 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. Типичные погодные условия гипотетического разлива оцениваются следующим образом: температура воды +10оС, воздуха +15оС, временами дождь, ветер умеренный до сильного (незначительное волнение). Легкие типы топлива высокотоксичны для прибрежно-морской биоты, отмечается тенденция быстрого испарения (в течение первых 2 часов до 25 %). 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.

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 и высокой токсичности разлившегося нефтепродукта. 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 давлением 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 использование биосорбентов. При ограниченном доступе в данные районы 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 экологичным представляется использование биосорбентов. 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 локализовать боновыми заграждениями во избежание распространения нефти. При благоприятных погодных условиях и доступе к месту разлива (разлив дизельного топлива) рекомендуется следующий алгоритм: смыв водой и сбор скиммерами, либо 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. Количество задействованной техники и оборудования зависит от объема разлива и определяется в результате оперативного расчета с помощью информационной системы.

В итоге, 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. Статистический материал, содержащийся в базах данных системы, служит источником информации для блока моделирования и прогнозирования ситуации. В итоге использование системы до 30 % снижает затраты на формирование комплектов быстрого реагирования для организаций, транспортирующих нефть, и приближает время выдвижения аварийной бригады к месту аварии к установленным нормам, что позволяет снизить эколого-экономический ущерб прибрежно-морским ресурсам, находящимся в зоне риска. В результате оперативного моделирования и анализа ситуации с помощью созданной автором информационной системы на основе карт чувствительности проведена оптимизация размещения и выдвижения сил и средств реагирования для основных компаний, транспортирующих нефть / нефтепродукты на юге Дальнего Востока, а разработанные алгоритмы используются в планах ЛАРН АМП Владивосток, Находка, Восточный.

4.3. Информационная система «Карты чувствительности прибрежно-морской зоны юга Дальнего Востока к загрязнению нефтью». Картографическое обеспечение экологической безопасности при транспортировке нефти должно быть достаточным для постановки и реализации задач по обеспечению экологической безопасности при нефтяных разработках. При этом учитывались размер рассматриваемой территории и наличие особо чувствительных объектов к нефтяному загрязнению.

Карты чувствительности побережья Сахалинской области. Расширение нефтепромысловых работ на шельфе о. Сахалин и активизация транспортировки нефти определила необходимость картографирования районов потенциального загрязнения прибрежно-морской зоны острова. Карты чувствительности прибрежно-морской зоны Сахалина отнесены к локальному и региональному уровням, что по традиционной картографической классификации соответствует масштабам 1 : 10 000 – 1 : 100 000 и 1 : 1 000 000. Они отражают современное экологическое состояние прибрежно-морской зоны области. Детальное картографирование проведено в районах добычи и транспортировки нефти: северо-западное побережье острова и залив Анива. Всего для Сахалинской области автором составлено 18 карт, отражающих чувствительность прибрежно-морских ресурсов в различные сезоны года.

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 обусловило 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. Карты показывают, что береговая зона Амурского залива является наиболее чувствительной к загрязнению, что и послужило основанием для определения крайней точки нефтепровода в заливе Находка. 12 крупномасштабных карт показывают различие чувствительности ресурсов побережья Приморского края к нефтяному загрязнению. Всего разработана 41 карта.

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 трубопроводов ОАО «НК – Роснефть – Сахалинморснефтегаз» и «Эксон Нефтегаз Лтд.» в проливе Невельского, а также в бухтах Ванино и Советская Гавань и заливе Чихачева. Это районы интенсивной транспортировки нефти.

Таблица 3

Характеристика чувствительности береговой зоны Приморского края

к загрязнению нефтью

Индекс Длина (км) Характерные участки

зал. Амурский зал. Находка зал. Амурский зал. Находка

1 11 37 Южное побережье

п-ва Ломоносова Мысы Попова и Лихачева

2 33 22 Северное побережье п-ва Брюса Юго-западное побережье

3 14 10 Бух. Нарва Кутовая часть

4 13 – Бух. Табунная –

5 110 18 Южное побережье

п-ва Песчаный Бухта Новицкого

6 65 15 О. Рикорда О. Лисий

7 43 5 Бух. Песчаная Северное побережье

8 50 32 Бух. Новик Бухта Находка

9 56 – Бух. Мелководная –

10 28 – Лагуна Лебяжья –

В соответствии с этим карты чувствительности составлены для данных участков. Анализ информации, содержащейся в картах, показал, 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. Для данного района автором разработаны 4 карты чувствительности.

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 представлено в базах данных, особенно это касается сведений о результатах мониторинга окружающей среды.

Интеграция баз данных различных структур позволила автору использовать систему для решения конкретных задач в области обеспечения экологической безопасности при транспортировке нефти, в частности, выявление районов наибольшей чувствительности к нефтяному загрязнению, определение приоритетов при ликвидации аварийных разливов и т.п. Данная система является открытой, следовательно, в зависимости от возникающих задач возможно построение новых модулей, их программное и информационное обеспечение, а значит, и визуализация.

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, основанная на картах чувствительности, призвана определить наилучшие варианты развития природопользования с учетом экологических и экономических факторов.

Основные ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ работы сводятся к следующему:

В соответствии с поставленной целью разработан геоинформационный метод комплексной оценки обеспечения экологической безопасности при транспортировке нефти с использованием ГИС «Картографирование чувствительности прибрежно-морских зон к загрязнению нефтью».

В результате изучения чувствительности береговой зоны и ключевых объектов живой природы к нефтяному загрязнению было показано, что интегральная чувствительность участков прибрежно-морской зоны, различающихся по литолого-геоморфологической структуре представляет собой сумму индексов чувствительности побережья, биоты и объектов природопользования.

Определены основные методологические подходы и принципы построения карт чувствительности прибрежно-морских зон к нефтяному загрязнению с использованием геоинформационных технологий с учетом природных особенностей Дальневосточного региона. Результатом чего стало обоснование детальность картографического обеспечения районов риска разлива нефти.

На базе разработанной геоинформационной модели составлено 65 карт чувствительности прибрежно-морской зоны о. Сахалин, Приморского и Хабаровского краев для основных сезонов. Разработанные карты легли в основу действующих планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти АМП Владивосток, Находка, ОАО «Роснефть – Сахалинморнефтегаз» и других компаний, в зоне ответственности которых осуществляется транспортировка нефти и нефтепродуктов, и прошли испытания во время командно-штабных учений, проводимых совместно с компаниями-операторами, МЧС, ТОФ и административных структур Дальневосточного региона.


загрузка...