Мониторинг природной среды в районах нефтегазодобычи Сибири

УДК 630

В.Н. Седых

Западно-Сибирский филиал ИЛ СО РАН, Новосибирск

МОНИТОРИНГ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ СИБИРИ

Слежение за состоянием лесного покрова, накоплением биомассы лесной растительности и ее изменением под воздействием техногенных факторов нефтегазодобычи, может быть эффективным только в том случае, если будет кардинально пересмотрено система сбора информации о лесах и разработка системы слежения за всеми и абиотическими биотическими компонентами. В связи с этим предлагается один из вариантов решения этой проблемы в районах Сибири, который мог бы использоваться в границах горного отвода нефтегазодобывающих компаний.

V.N. Sedykh

West Siberian branch of V.N. Sukachev Institute of forest SB RAS, Novosibirsk

NATURAL ENVIRONMENT MONITORING IN SIBERIAN OIL AND GAS PRODUCTION REGIONS

The monitoring of forests conditions, forest growth biomass accumulation and its modification due to the technogenic factors effect of oil and gas production may be effective only in case the system of forest information collection is revised and all the abiotic and biotic components tracking system is developed. In this connection this problem solution in Siberian regions is offered. It can be applied for oil and gas production companies allotments.

Проведение научно-технических работ по организации мониторинга природной среды в районах производственной деятельности нефтегазодобывающих компаний Сибири обусловлено государственной важностью решения проблемы охраны окружающей среды, провозглашенной в статье № 42 Конституции Российской Федерации, в которой закреплено право каждого человека на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о её состоянии, и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическими нарушениями. Для обеспечения условий эффективной реализации положений этой статьи на территориях нефтедобычи возникает необходимость создания системы мониторинга природной среды с целью получения периодически объективной информации о ее состоянии с целью принятия эффективных мер по предупреждению и своевременной локализации неприемлемых для общества экологических и,

связанных с ними, социальных последствий. В связи с этим, наряду с получением информации о промышленной инфраструктуре и специфике ее воздействия на окружающую среду, мониторинг должен быть ориентирован на получение и обновление сведений о естественной и антропогенной динамике природной среды в показателях и параметрах, достаточных для принятия состоятельных решений по охране природы с пониманием того, к каким экологическим и социально-экономическим последствиям приведет реализация технических проектов промышленной разработки нефтегазовых месторождений.

Периодически проводимые экологические оценки территорий на основе полученной информации дадут возможность корректировать объемы допустимых хозяйственных воздействий на природно-территориальные комплексы, заложенных в технических проектах, что позволит своевременно принимать меры по снижению ущерба, причиненного местным ландшафтам.

Для создания системы мониторинга природной среды, эффективно обеспечивающего решение проблемы охраны природы в районах нефтегазового комплекса края необходимо выполнить работы, имеющие целевое предназначение:

- Оценить фактическое состояние окружающей среды в зоне хозяйственной деятельности предприятий нефтегазовой отрасли края и дать прогноз её изменения;

- Создать информационную базу данных о состоянии окружающей среды и выявленных негативных воздействий работ, связанных с разведкой, добычей и транспортировкой углеводородного сырья;

- Разработать комплекс мер по предотвращению возникновения и развития негативных процессов и явлений, связанных с хозяйственной деятельностью предприятий нефтегазового комплекса.

Для выполнения этой работы по оценке состояния природной среды необходима обширная, всеобъемлющая информация о природной среде, которая должна стать базовой основой для выработки и принятия оптимальных решений по освоению месторождений нефти с минимальным ущербом для местных ландшафтов. После получения этой информации возникнет вопрос о том, как использовать её в системе действующего мониторинга природной среды в течение всего времени эксплуатации месторождений нефти.

Для выявления причин наблюдаемых изменений и выделения из них изменений антропогенного происхождения необходимо заранее знать проявление известных природных воздействий, а также состояние, возникающее в процессе естественного хода развития природной среды и её отдельных компонентов. Такой метод анализа по соотношению воздействий и реакции среды приведет к тому, что мониторинг леса или почвы становится неотделим от мониторинга геологической среды или от общеэкологического мониторинга, так как в каждом отдельном случае возникает необходимость идентификации всех возможных изменений в состоянии отдельного компонента при условии наличия сведений о состоянии других компонентов, связанных с

первым. Эту работу можно выполнить только с использованием аэрокосмических снимков. Практически с помощью аэрокосмических снимков в сочетании с наземной оценкой имеется возможность организовать одновременное наблюдение за всеми компонентами природной среды и антропогенной деятельности на всей территории месторождений (Самойлович, 1953; Киреев, 1979; Виноградов, 1984; Исаев, 1986; Сухих и др.1979; Седых, 1991 и др.).

Слежение за изменениями среды в макропараметрах ландшафтов целесообразно проводить одновременно на территориях всех месторождений. Для решения этой задачи наиболее пригодными будут космические снимки масштаба 1 : 200 000 - 1 : 500 000. Слежение за территориями меньшего размера должно осуществляться на ключевых участках, размещенных в пределах каждого ландшафта. Если при слежении за макропараметрами получен сигнал о происшедших изменениях, то причину этих изменений можно установить на ключевых участках с помощью аэроснимков масштаба 1:50 000 и крупнее, аэровизуальных наблюдений в сочетании с наземными

обследованиями. В связи с этим должна использоваться изначальная

информация обо всех компонентах природной среды, которая содержала бы и дешифровочные признаки, позволяющие идентифицировать различные

состояния природной среды дистанционными методами.

Для этого необходимо решить задачи:

1.4 На основе аэрокосмических снимков, фондовых материалов и

наземных исследований охарактеризовать абиотическую среду природных экосистем в районах деятельности нефтегазового комплекса:

1.4.1 Климат и атмосфера;

1.4.2 Геолого-геоморфологическое строение территорий;

1.4.3 Структура почвенного покрова;

1.4.4 Гидрологические объекты;

1.5 На основе аэрокосмических снимков, фондовых материалов и

наземных исследований оценить состояние биологических объектов:

1.5.1 Структура растительного покрова и растительные ресурсы;

1.5.2 Лесной покров;

1.5.3 Луга;

1.5.4 Технические ресурсы;

1.5.5 Пищевые ресурсы;

1.5.6 Доминирующие, редкие, эндемичные и исчезающие виды;

1.6 Животное население

1.6.1 Наземные позвоночные животные;

1.6.2 Охотничье-промысловые животные;

1.6.3 Водные позвоночные животные;

1.7 Естественный ход и прогноз развития природных экосистем

1.7.1 Региональные особенности лесо- и болотообразовательных процессов;

1.7.2 Восстановительно-возрастная динамика лесов после пожаров;

1.7.3 Динамика растительных ресурсов в процессе восстановительновозрастной динамики лесов;

1.7.4 Динамика ресурсов охотничье-промысловых животных в процессе изменения кормовых ресурсов;

1.8 На основе связей аэрокосмических изображений, геоморфологического строения территорий и растительности разработать дешифровочные признаки для идентификации рельефа, почвообразующих пород и почв, растительности на аэрокосмических снимках различных масштабов

Эффективная деятельность мониторинга природной среды может осуществляться только с использованием современных систем управления базами данных (ГИС), содержащих в электронном виде информацию о природной среде и её реакции на воздействие нефтегазодобычи на электронных носителях. Эта информация может быть представлена в различных формах, но среди них тематические карты в виде цифровой модели объекта будут являться определяющими в деятельности мониторинга. Будучи повторяемым, картографирование позволит выявить пространственную и временную динамику природных объектов и тем самым построить или откорректировать модели прогноза развития негативных последствий, возникающих в процессе контакта техногенных объектов с окружающей средой.

В связи с этим, ГИС-мониторинг природной среды может эффективно функционировать только при наличии комплекса тематических карт и периодической регистрации в них техногенных изменений природной среды.

Для этого необходимо решить задачи:

На основе данных наземных исследований, анализа аэрокосмических и фондовых материалов составить карты в различных масштабах природных объектов, подлежащих наблюдению. Для районов нефтегазового комплекса масштаб карт предусмотреть 1:500 000 - 200 000, для ключевых участков - 1: 50 000 - 25 000.

1.1.1 Карты, характеризующие абиотическую среду:

1.1.1.1 Структурно-геологическое строение;

1.1.1.2 Геолого-геоморфологическое строение;

1.1.1.3 Структура почвенного покрова;

1.1.1.4 Гидрологическая среда;

1.1.1.5 Поверхностного и грунтового стоков

3.2. Карты состояния биологических объектов:

3.2.1. Потенциальная растительность - коренные типы леса;

3.2.2. Актуальное состояние растительности;

3.2.3. Современная структура лесного покрова с информацией о естественном ходе развития лесов;

3.2.4. Структура болотного покрова;

3.2.5. Луга - структура растительного покрова пойм рек.

1.3. Биологические ресурсы:

1.3.1. Технические ресурсы лесов;

1.3.2. Пищевые ресурсы;

1.3.3. Ресурсы лекарственных трав;

1.3.4. Ресурсы торфа;

1.3.5. Ресурсы охотничье-промысловых животных;

1.3.6. Рыбные ресурсы

1.4. Карты охраняемых территорий:

3.4.1. Водоохранные зоны;

3.4.2. Горючие материалы и пожарная опасность лесов;

3.4.3. Зоны экологической опасности;

3.4.4. Эндемичные, редкие и исчезающие виды и уникальные сообщества растений;

3.4.5. Родовые угодья и биологические ресурсы, необходимые для проживания коренного населения.

3.5. Ландшафтные карты районов деятельности нефтегазового комплекса, содержащие основные показатели состояния природной среды и объекты, подлежащие охране:

3.5.1. Описать все виды существующих и ожидаемых техногенных воздействий на природную среду и охарактеризовать последствия этих воздействий:

1.5.1.1. Химические факторы воздействия;

1.5.1.2. Разливы нефти;

1.5.1.3. Минерализованные воды;

1.5.1.4.Утечка отходов бурения из шламовых амбаров;

1.5.1.5. Факела.

1.6. Физико-механические факторы воздействия, частично разрушающие природные экосистемы:

3.6.1. Лесные пожары;

3.6.2. Вырубки;

3.6.3. Линии электропередач;

3.6.4. Вездеходные трассы и зимники;

3.6.5. Грунтовые дороги;

3.6.6. Сейсмопрофили;

3.6.7. Промороженные площадки;

3.6.8. Захламление лесов.

3.7. Физико-механические факторы, полностью разрушающие экосистемы:

3.7.1. Дороги насыпные и с твердым покрытием;

3.7.2. Кустовые основания;

3.7.3. Шламовые амбары;

3.7.4. Трубопроводы;

3.7.5. Карьеры;

3.7.6. Раздувы;

3.7.7. Площадные сооружения - днс, кнс, электростанции, населенные пункты и пр.

3.8. Разработать дешифровочные признаки последствий техногенного воздействия на природную среду для их идентификации на аэрокосмических снимках различных масштабов:

3.8.1. Аэрокосмические материалы, пригодные для идентификации последствий;

3.8.2. Электронный альбом дешифровочных признаков техногенных последствий;

3.8.3. Методы использования дешифровочных признаков последствий для составления прогноза техногенных изменений в развитии природных экосистем.

Исходя из вышеизложенных задач, мониторинг природной среды следует рассматривать как совокупность дистанционных и наземных средств и методов получения информации о состоянии природных экосистем, подверженных техногенному воздействию нефтегазового комплекса. Он нацелен на получение оперативной информации о негативных последствиях освоения нефтегазовых месторождений с целью предупреждения и локализации различных видов нарушения природной среды, не предусмотренных техническими проектами. Полученная информация также позволит на проектном этапе вносить изменения в размещение техногенных объектов с целью последующей минимизации ущерба природной среде, что станет основополагающим в решении задач охраны природы. Полученные данные о техногенных изменениях среды позволят постоянно корректировать прогноз развития негативных ситуаций и тем самым предупреждать возникновение и развитие нежелательных явлений. Наряду с этим, с помощью средств зондирования можно отслеживать появление нарушенных земель и сведения о них отправлять природопользователям для последующей их рекультивации.

Таким образом, наличие полученных знаний о природной среде позволит осуществлять тотальный контроль за всей хозяйственной деятельностью нефтегазового комплекса, акцентируя внимание на наиболее разрушительных видах воздействия, за которыми должен осуществляться постоянный контроль.

Для этого необходимо решить задачи:

4.1.На основе всех тематических карт разработать рекомендации по размещению техногенных объектов с минимальным ущербом для природной среды без нарушения технологических процессов освоения нефтегазовых месторождений:

4.1.1. На одном из лицензионных участков показать несколько вариантов размещения техногенных объектов и совместно со специалистами НГДУ выбрать наиболее оптимальный;

4.1.2. Раскрыть содержание карты зон экологической опасности и карты поверхностного и грунтового стоков для постоянного их использования во время проектирования и эксплуатации нефтегазовых мероприятий;

4.1.3. Разработать рекомендации по размещению техногенных объектов в различных природных экосистемах, снижающих риск возникновения ущерба на этапе проектирования освоения нефтегазовых месторождений.

4.2. Охрана лесов от пожаров.

4.2.1. Контроль пожарной обстановки. Составление экспресс-карт прогнозной опасности;

4.2.2. Обнаружение очагов лесных пожаров, оценка их параметров.

4.2.3. Прогнозирование распространения пожаров и контроль их динамики;

1.3.Слежение за состоянием природы в зоне прогнозируемых выбросов и загрязнений нефтепродуктами.

1.4. Слежение за состоянием природных объектов, подверженных механическим воздействиям.

1.5.Оценка ущерба экосистем, поврежденных химическими и механическими воздействиями, подтоплениями, ветровалами, пожарами и составление прогноза изменений в развитии природных экосистем.

1.6.Контроль за ликвидацией всех негативных последствий и проведение рекультивации нарушенных земель.

1.7. Мониторинг почв и почвообразующих пород. Разработка рекомендаций по выявлению деградации, загрязнения и масштабов отчуждения почв. Прогноз изменения почвенного покрова в результате техногенных воздействий.

1.8.Гидроэкологический мониторинг. Разработка рекомендаций по осуществлению ежедневного контроля за основными гидрологическими, гидротермическими, гидрохимическими и гидробиологическими параметрами.

1.9. Формирование сети мониторинга в различные сезоны года. Оценка районов химических загрязнений, связанных с атмосферой. Контроль за основными источниками загрязнения - ТЭЦ, котельные, нефтедобывающие объекты, крупные населенные пункты и дороги.

4.10. Охрана хозяйственной деятельности коренного населения. Контроль за состоянием биологических ресурсов, необходимых для проживания населения.

4.11. Разработка мероприятий по взаимодействию органов исполнительной власти районов нефтегазового комплекса с компаниями -недропользователями в части предоставления недропользователями материалов о результатах ведения локального использования природной среды и другой информации об изменениях экологической обстановки на их лицензионных участках (аварии, пожары, вырубки, разливы и др.).

4.12. Разработка рекомендаций по оценке ущерба, причиненного лесам, болотам, водным объектам, местообитаниям животного населения, условиям проживания местного населения.

4.13. Разработка прогноза развития природных экосистем с учетом различного уровня техногенного воздействия и установления общей стратегии освоения нефтегазовых месторождений с минимальным ущербом для окружающей среды.

4.14. Создание региональной электронной информационной системы с целью обобщения, анализа и хранения материалов комплексного исследования природной среды в нефтегазоносных районах Сибири.

5. Районы работ

Лицензионные участки освоения нефтегазовых месторождений расположены в различных физико-географических районах Западной Сибири, Красноярского края и Якутии. Районы отличаются резко климатическими условиями, геолого-геоморфологическим строением территорий и всеми

остальными компонентами ландшафтов, связанными с климатом и геологией. В связи с этим, мониторинг природной среды в каждом из этих районов будет автономным, отражающим всю специфику физико-географических условий существования природных экосистем. Отсюда результаты проведенных исследований и рекомендации по ведению хозяйственной деятельности нефтегазодобывающих предприятий, направленной на минимизацию ущерба природной среде, будут экстраполироваться только в границах указанных районов. Наряду с этим, несмотря на примерно одинаковую технологическую схему проведения научно-технических работ, организация мониторинга в каждом районе будет сильно отличаться объемом и последовательностью выполнения работ. Эти ожидаемые различия вызывают необходимость, прежде всего, проведения во всех районах рекогносцировочных обследований территорий с целью составления развернутой программы работ по организации мониторинга, содержащих перечень, объемы и последовательность выполнения работ, а также уточнения методик их выполнения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Виноградов, Б.В. Аэрокосмический мониторинг экосистем [Текст] / Б.В. Виноградов. - М.: Наука, 1984. - 320 с.

2. Исаев, А.С. Использование аэрокосмических методов для изучения состояния лесов. - Комплексный глобальный мониторинг состояния биосферы // Труды 3-го Международного симпозиума, Ташкент, 14-19 октября 1986 года. -Т. 2. С. 47-52.

3. Киреев, Д.М. Структура таежных ландшафтов и методы её дистанционного изучения (на примере Западно-Сибирской лесоболотной равнины) [Текст]/ Д.М. Киреев. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1977.-214 с.

4. Самойлович, Г.Г. Применение аэрофотосъёмки и авиации в лесном хозяйстве [Текст]/Г.Г. Самойлович. - М.: Гослесбумиздат, 1953. -476 с.

5. Седых, В.Н. Аэрокосмический мониторинг лесного покрова [Текст] / В.Н Седых. - Новосибирск: Наука, СО РАН, 1991. -240 с.

6. Седых, В.Н. Леса Западной Сибири и нефтегазовый комплекс [Текст] / В.Н. Седых. - М.: Экология, 1996. - 36 с.

7. Седых, В.Н. Лесообразовательный процесс [Текст]/ В.Н. Седых. -Новосибирск: Наука, 2009. - 164 с.

8. Сухих, В.И., Синицин, С.Г., Апостолов, Ю.С. и др. Аэрокосмические методы в охране природы и в лесном хозяйстве [Текст] / В.Н. Сухих и др. - М.: Лесная промышленность, 1979. - 287 с.

© В.Н. Седых, 2011