СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА НА УЧАСТКАХ ТРАССЫ ПРОДУКТОПРОВОДА
TESTING METHOD OF PLANT COVER ON AREAS OF PRODUCT PIPELINE ROUTE

Изобретение относится к экологическому и технологическому мониторингу ландшафтов вдоль трасс продуктопроводов различных типов, в частности нефте- и газопроводов, а также линий электропередачи и связи, с травяной и древесной растительностью, растущей в промежутках времени между расчистками трассы. Техническое решение может быть также использовано при биотехническом обосновании параметров манипуляторных кусторезов, биотехнической и биохимической оценки ландшафтно-экологических возможностей технологий скашивания всей растительности на трассе продуктопровода для заготовки зеленого корма из травяных, травянистых и древесных растений, в частности в пределах охранной зоны или же ширины всей трассы продуктопровода.
Известен способ испытания побегов древесного растения как элемента растительного покрова в виде кустарника и поросли по патенту РФ №2299435, включающий взятие опытных образцов, измерение геометрических параметров каждого образца, причем взятие образцов в виде годичных побегов проводят в конце вегетационного периода, при этом выбирают учетное древесное растение, срезают опытные образцы побегов около их основания, отмечают на комлевом конце каждого опытного побега номер дерева и номер опытного образца, после этого срезанные и маркированные опытные побеги отправляют для лабораторных измерений, при этом измерение геометрических параметров каждого опытного побега проводят путем измерения геометрического расположения почек на срезанных побегах, по измеренным значениям геометрических параметров расположения почек на каждом опытном побеге статистическим моделированием выявляют закономерность хода роста побега за вегетационное время, а по максимальной относительной погрешности найденных статистических моделей судят об экологическом качестве древесного растения и месте его произрастания, причем чем меньше относительная погрешность, тем выше экологическое качество.
Недостатком является то, что экологическое качество можно оценивать только в пределах площади места произрастания одного опытного образца, что явно недостаточно для оценки качества участка с древесной растительностью на трассе, например, газопровода, занимающего площадь в несколько гектаров и более.
Известен также способ испытания травяного покрова, имеющегося на отдельных земельных участках трассы продуктопровода, которые чередуются с земельными участками лесной растительности, по патенту №2384048, включающий распределение участков по отличительным группам по наличию растительного покрова, оценку влияния отличительных орографических особенностей рельефа и ландшафта, при этом на измеренной по длине и площади визуально по карте или натурно выделяют участок луга с испытуемым травяным покровом, затем на этом участке в характерных местах размечают не менее трех створов наблюдений в поперечном направлении в пределах защитной полосы или охраной зоны, вдоль каждого створа размечают не менее трех пробных площадок с каждой стороны выбранной линии рельефа, после разметки измеряют расстояния от принятого начала координат на одной стороне участка пробных площадок, а после срезки пробы травы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности влияния отличительных орографических особенностей рельефа и расположенных внутри и вне территории охранной зоны естественных и антропогенных объектов.
Недостатком является то, что прототип не позволяет испытывать участки рельефа трассы продуктопровода с лесной растительностью, то есть кустарником и порослью. Давление жизни (по В.И.Вернадскому) заставляет кустарник и поросль быстро расти непосредственно над трубопроводом и на всей территории трассы продуктопровода. Для подавления способности к размножения побегами или же для частого скашивания молодого кустарника и поросли на зеленый корм нужны новые способы биотехнического и биохимического испытания.
Технический результат - повышение функциональных возможностей способа испытания дополнительно к травяному покрову участков земель с лесной растительностью в виде кустарника и поросли на участках трассы продуктопровода для экологического и технологического мониторинга.
Этот технический результат достигается тем, что способ испытания растительного покрова на участках трассы продуктопровода, включающий распределение участков трассы по наличию растительного покрова в виде лугов и кустарниковой растительности, при этом на измеренной по длине и площади визуально по карте или натурно выделяют участок луга с испытуемым травяным покровом, затем на этом участке в характерных местах размечают не менее трех створов наблюдений в поперечном направлении в пределах охранной зоны, после разметки измеряют расстояния между створами наблюдений и пробными площадками в каждом створе, а после срезки пробы подвергают испытаниям и по результатам испытаний выявляют закономерности влияния отличительных орографических особенностей рельефа и расположенных внутри и вне охранной зоны естественных и антропогенных объектов, отличающийся тем, что дополнительно на трассе продуктопровода выделяют участки с испытуемой древесной растительностью, при этом расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения продукта в продуктопроводе начиная от первого створа наблюдений, а на каждом земельном участке с лугом или кустарниковой порослью за начало отсчета расстояний между пробными площадками на каждом створе наблюдений принимают продольную осевую линию продуктопровода, вдоль каждого створа наблюдений на участках с древесной растительностью при отсутствии технологической дороги размечают не менее трех пробных площадок, причем среднюю пробную площадь располагают на продольной осевой линии продуктопровода, а при наличии технологической дороги и ее расположении рядом с продуктопроводом на одном створе наблюдений принимают не менее четырех пробных площадок по две пробные площадки с каждой стороны технологической дороги, а при расположении технологической дороги на краю охранной зоны продуктопровода принимают также не менее четырех пробных площадок с произвольным их расположением относительно продольной осевой линии продуктопровода, а для экологической оценки влияния продуктопровода на рост и развитие древесных побегов и оценки влияния по краям створа наблюдений кустарниковой растительности и технологической дороги на характерных пробных площадках выбирают древесные побеги для анализа распределения почек.
Дополнительно на трассе продуктопровода в пределах территории субъекта Федерации выделяют не менее трех участков с испытуемой древесной растительностью, при этом каждый земельный участок с испытуемой кустарниковой растительностью по возможности выделяют на территории одного смежного друг с другом сельского муниципального образования, а расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения продукта в продуктопроводе, начиная от первого створа наблюдений с учетом расстояний между земельными участками с кустарниковой растительностью, а затем их нумеруют по течению продукта в продуктопроводе, после проведения измерений и испытаний древесных побегов судят о качестве обслуживания трассы продуктопровода на территории каждого сельского муниципального образования.
Вдоль каждого створа наблюдений при отсутствии технологической дороги размечают не менее трех пробных площадок в характерных местах рельефа с развитой кустарниковой растительностью и крупными древесными побегами.
При наличии технологической дороги и ее расположении рядом с продуктопроводом на одном створе наблюдений принимают не менее четырех пробных площадок по две пробные площадки с каждой стороны технологической дороги на различных расстояниях друг от друга по центрам площадок, а при расположении технологической дороги на краю охранной зоны принимают также не менее четырех пробных площадок, причем в обоих случаях дополнительно измеряют расстояния от края леса до технологической дороги и до центра крайне пробной площадки.
Для экологической оценки влияния продуктопровода в виде линейной части нефтепровода и технологической дороги на рост и развитие кустарниковой растительности каждую пробную площадку принимают в форме квадрата с размерами сторон, приведенных относительно максимального диаметра на высоте около корневой шейки ствола в таблице:
Диаметр ствола древесного побега, мм
0-20
0-40
0-60
0-80
0-100
0-120
0-140
0-160
Размер пробной площадки, м
0,5×0,5
1,0×1,0
1,5×1,5
2,0×2,0
4,0×4,0
6,0×6,0
8,0×8,0
10,0×10,0
На каждой пробной площадке измеряют не менее 20 древесных побегов наибольшей высоты с измерением диаметра около коревой шейки, с указанием породы и измерением высоты побега, причем измеренные данные заносят в таблицу:
№ побега
Порода
Диаметр ствола, мм
Высота ствола, см
1
2
3
…
На каждой пробной площадке из древесных побегов наибольшей высоты выбирают не менее трех побегов правильной формы ствола с крупным диаметром около корневой шейки, с указанием породы и высоты у каждого из крупных не менее трех древесных побегов, затем измеряют по патенту РФ №2299425 геометрическое расположение почек на срезанных побегах, по измеренным значениям геометрических параметров расположения почек на каждом опытном побеге статистическим моделированием выявляют закономерность хода роста побега за вегетационное время от начала распускания почек до момента срезки древесного побега, а по максимальной относительной погрешности найденных статистических моделей судят об экологическом качестве древесного растения и места его произрастания, причем чем меньше эта относительная погрешность, тем выше экологическое качество растений и места их произрастания.
Сущность технического решения заключается в том, что возможны две стратегии поведения людей на трассе, например газопровода в отношении лесной растительности (травяной покров не мешает трубопроводу):
1) пытаться уничтожать кустарник и поросль, противодействуя природному давлению жизни лесной растительности;
2) наоборот, давать возможность расти побегам после очередной срезки быстро с максимальным приростом по размерам и массе, но регулярно скашивая молодую поросль на зеленый корм;
3) дополнительно на участках с травяным покровом повышать продуктивность лугов, снимая урожай сена или зеленого корма совместно с участками лесной растительности.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет не уничтожать, а наоборот, увеличивать массу зеленого корма с единицы площади трассы продуктопровода (вычитая площадь технологической дороги, превращая ее из пыльной грунтовой дороги также в зеленый покров применением технологических машин со специальными движителями, щадящими травяной покров).
Сущность технического решения заключается также в том, что любой продуктопровод, как и река, имеет продольную осевую линию криволинейной формы. Кроме того, как и течение реки, у продуктопровода существует четкое направление течения транспортируемого продукта. Это позволяет приспособить прототип в новой области применения на трассах нефте- и газопроводов, линий электропередачи и связи и др., но с дополнением существенными отличительными признаками. Относительно этой осевой линии, как и у реки, имеется защитная полоса (шириной по 3 м в обе стороны от оси трубопровода) и охранная зона (как правило, по ширине трассы или просеки в лесу). Как правило, одним из отличий в сравнении с рекой является наличие на трассе продуктопровода технологической дороги, необходимой для текущего обслуживания, ремонта и восстановления после аварии трубопровода или же линии электропередачи.
Сущность технического решения заключается также и в том, что опытные образцы древесных побегов для испытания на экологическое качество территории трассы продуктопровода проводятся по пробным площадкам, геодезическими измерениями привязанным к осевой линии трубопровода. При этом появляется возможность оценки влияния самой технологической дороги и других антропогенных объектов на рост и развитие лесной и травяной растительности одновременно.
Сущность технического решения заключается также и в том, что совокупность временных или постоянных пробных площадок, заложенных в различных створах наблюдений для срезки древесных побегов, позволяют работникам по уходу за трассой подавлять нежелательную растительность, или же наоборот, возбуждать высокую продуктивность по зеленому корму у травяного покрова и древесной растительности.
Положительный эффект достигается тем, что трасса конкретного продуктопровода, например газопровода, с хозяйственных, и одновременно и с экологических, позиций станет источником дохода по заготовке зеленого корма от скашивания кусторезами быстро растущей древесной поросли и луговой травы.
Новизна технического решения заключается в том, что впервые комплексно рассматривается технология испытания травяного покрова совместно с лесной растительностью, причем не для подавления жизнедеятельности всего растительного покрова на всей трассе продуктопровода, а с хозяйственной целью одновременно повышения объемов заготовки зеленого корма при снижении риска возникновения аварийных ситуаций и аварий на продуктопроводах от ныне так называемой «нежелательной» растительности.
Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, авторами не обнаружено.
На фиг.1 приведена схема расположения пробных площадок с кустарником и порослью относительно осевой продольной линии продуктопровода без технологической дороги около него; на фиг.2 - то же на фиг.1 при наличии технологической дороги с левой стороны продуктопровода; на фиг.3 показана схема расположения пробных площадок по трем створам измерений вдоль трассы нефтепровода Сургут-Полоцк на лесном участке территории Оршанского района Республики Марий Эл (РМЭ); на фиг.4 - то же на фиг.3 на территории Медведевского района РМЭ; на фиг.5 - то же на фиг.3 Килемарского района РМЭ.
Способ испытания растительного покрова на участке трассы продуктопровода включает, например для нефтепровода, следующие действия.
На трассе нефтепровода с осью 1 выделяют участки с испытуемой древесной растительностью, при этом расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения нефти в трубопроводе начиная от первого створа наблюдений. Так можно испытывать растительный покров, включая участки леса и луга, начиная от месторождения нефти до конечного потребителя.
На каждом земельном участке с лугом или кустарниковой порослью за начало отсчета расстояний между пробными площадками 2 на каждом створе наблюдений принимают продольную осевую линию трубопровода.
Вдоль каждого створа наблюдений на участках с древесной растительностью при отсутствии технологической дороги 3 размечают не менее трех пробных площадок, причем среднюю пробную площадку располагают непосредственно на продольной осевой линии нефтепровода.
При наличии технологической дороги и ее расположении рядом с трубопроводом на одном створе наблюдений принимают не менее четырех пробных площадок, причем по две пробные площадки с каждой стороны технологической дороги.
При расположении технологической дороги на краю охранной зоны нефтепровода принимают также не менее четырех пробных площадок с произвольным их расположением относительно продольной осевой линии продуктопровода. Для экологической оценки влияния трубопровода на рост и развитие древесных побегов и оценки влияния по краям створа наблюдений кустарниковой растительности и технологической дороги, на характерных пробных площадках выбирают древесные побеги для анализа распределения на них почек вдоль ствола от корневой шейки до макушки.
При этом на трассе нефтепровода в пределах территории субъекта федерации выделяют не менее трех участков с испытуемой древесной растительностью. Каждый такой участок по возможности выделяют на территории одного сельского муниципального образования, причем три участка выбирают на смежных муниципальных образованиях, а расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения нефти в трубопроводе, начиная от первого створа наблюдений с учетом расстояний между земельными участками с кустарниковой растительностью. Затем их нумеруют по течению нефти, например римскими цифрами, в трубопроводе, после проведения измерений и испытаний древесных побегов судят о качестве обслуживания трассы нефтепровода на территории каждого сельского муниципального образования.
Вдоль каждого створа наблюдений при отсутствии технологической дороги размечают пробные площадки в характерных местах рельефа с развитой кустарниковой растительностью и крупными древесными побегами. Это позволяет учитывать мозаичность распределения древесных побегов.
При наличии технологической дороги и ее расположении рядом с нефтепроводом на одном створе наблюдений принимают не менее четырех пробных площадок, причем по две пробные площадки с каждой стороны технологической дороги. Причем площадки располагают на различных расстояниях друг от друга по их центрам в зависимости от мозаичности растительности. А при расположении технологической дороги на краю охранной зоны принимают также не менее четырех пробных площадок, причем в обоих случаях дополнительно измеряют расстояния от края леса, поля или луга до технологической дороги и до центра крайней пробной площадки.
Для экологической оценки влияния линейной части нефтепровода и технологической дороги на рост и развитие кустарниковой растительности каждую пробную площадку принимают в форме квадрата с размерами сторон, приведенных относительно максимального диаметра на высоте около корневой шейки ствола древесного побега в таблице:
Диаметр ствола древесного побега, мм
0-20
0-40
0-60
0-80
0-100
0-120
0-140
0-160
Размер пробной площадки, м
0,5×0,5
1,0×1,0
1,5×1,5
2,0×2,0
4,0×4,0
6,0×6,0
8,0×8,0
10,0×10,0
На каждой пробной площадке измеряют не менее 20 древесных побегов наибольшей высоты с измерением диаметра около корневой шейки, с указанием породы и измерением также высоты побега, причем измеренные данные заносят в таблицу:
№побега
Порода
Диаметр ствола, мм
Высота ствола, см
1
2
3
…
На каждой пробной площадке из древесных побегов наибольшей высоты выбирают не менее трех побегов правильной формы ствола с крупным диаметром около корневой шейки, с указанием породы и высоты у каждого из крупных не менее трех древесных побегов, затем измеряют по патенту РФ №2299425 геометрическое расположение почек на срезанных побегах.
По измеренным значениям геометрических параметров расположения почек на каждом опытном побеге статистическим моделированием выявляют закономерность хода роста побега за вегетационное время от начала распускания почек до момента срезки древесного побега, а по максимальной относительной погрешности найденных статистических моделей судят об экологическом качестве древесного растения и места его произрастания. Причем чем меньше эта относительная погрешность, тем выше экологическое качество растений и места их произрастания. Этот показатель становится индикатором загрязнения территории участка нефтью.
Способ испытания растительного покрова на участке трассы продуктопровода, например нефтепровода с технологической дорогой для обслуживания трубопровода, реализуется следующим образом.
Пусть на трассе нефтепровода по земельному кадастру выделены земельные участки по кадастровым категориям, например, по первой группе - земли сельскохозяйственного назначения и пятой группе - земли лесного фонда. При этом на карту нанесены объекты в виде самой трассы, осевая линия 1 нефтепровода и технологическая дорога 3 для ее обслуживания.
Дополнительно к лугам (сенокосы и пастбища в категории земель сельскохозяйственного назначения) на трассе нефтепровода выделяют участки лесного фонда с испытуемой древесной растительностью, при этом расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения нефти в нефтепроводе начиная от первого створа наблюдений.
На каждом земельном участке с кустарниковой порослью или луговой травой за начало отсчета расстояний между пробными площадками 2 на каждом створе наблюдений принимают осевую линию вдоль трубопровода.
При расположении технологической дороги на земельном участке с кустарниковой порослью рядом с трубопроводом на одном створе наблюдений принимают не менее четырех пробных площадок, причем по две пробные площадки с каждой стороны технологической дороги.
При расположении технологической дороги на краю охранной зоны нефтепровода принимают также не менее четырех пробных площадок, но с произвольным их расположением относительно продольной осевой линии трубопровода. Для экологической оценки влияния линейной части нефтепровода на рост и развитие древесных побегов и оценки влияния по краям створа наблюдений кустарниковой растительности и технологической дороги, на характерных пробных площадках выбирают древесные побеги для анализа распределения почек. За характерные места мозаичной структуры участка принимают, как правило, загущенные места кустарника и поросли, которые и влияют на энергосиловые показатели скашивания древесной растительности.
При этом на трассе нефтепровода в пределах территории субъекта Федерации выделяют не менее трех участков с испытуемой древесной растительностью. Каждый земельный участок с испытуемой кустарниковой растительностью по возможности выделяют на территории одного смежного друг с другом сельского муниципального образования, а расстояния между створами наблюдений на каждом выделенном земельном участке принимают вдоль течения нефти в трубопроводе, начиная от первого створа наблюдений с учетом расстояний между земельными участками с кустарниковой растительностью. Затем их нумеруют по течению нефти в трубопроводе от места добычи до потребителей. После проведения измерений и испытаний древесных побегов судят о качестве обслуживания трассы нефтепровода на территории каждого сельского муниципального образования.
Для экологической оценки влияния линейной части нефтепровода и технологической дороги на рост и развитие кустарниковой растительности каждую пробную площадку принимают в форме квадрата с размерами сторон, приведенных относительно распределения максимального диаметра на высоте около корневой шейки ствола, в таблице:
Диаметр ствола древесного побега, мм
0-20
0-40
0-60
0-80
0-100
0-120
0-140
0-160
Размер пробной площадки, м
0,5×0,5
1,0×1,0
1,5×1,5
2,0×2,0
4,0×4,0
6,0×6,0
8,0×8,0
10,0×10,0
На каждой пробной площадке измеряют не менее 20 древесных побегов наибольшей высоты с измерением диаметра около коревой шейки, с указанием породы и измерением высоты побега, причем измеренные данные заносят в таблицу:
№побега
Порода
Диаметр ствола, мм
Высота ствола, см
1
2
3
…
На каждой пробной площадке из древесных побегов наибольшей высоты выбирают не менее трех побегов правильной формы ствола с крупным диаметром около корневой шейки, с указанием породы и высоты у каждого из крупных не менее трех древесных побегов, затем измеряют по патенту РФ №2299435 геометрическое расположение почек на срезанных побегах.
По измеренным значениям геометрических параметров расположения почек на каждом опытном побеге статистическим моделированием выявляют закономерность хода роста побега за вегетационное время от начала распускания почек до момента срезки древесного побега, а по максимальной относительной погрешности найденных статистических моделей судят об экологическом качестве древесного растения и места его произрастания, причем чем меньше эта относительная погрешность, тем выше экологическое качество растений и места их произрастания.
Предлагаемый способ обладает простотой проведения испытаний побегов древесной растительности. При этом появляется комплексность в способах испытания травяного покрова по прототипу и кустарниковой растительности по предложенному способу одновременно. Все измерения проводятся с учетом сторон света относительно пробных площадок различных размеров, зависящих от размера крупных экземпляров древесного побега. Сами крупные побеги могут быть испытаны по аналогу.
Применение предложенного способа расширяет возможности территориального экологического мониторинга трасс продуктопроводов, в том числе и загрязнения их территорий нефтью и другими жидкими продуктами, простыми средствами за счет изучения и освоения закономерностей роста и развития травяных, травянистых и древесных растений. Одновременно появляется практическая возможность дискретно-непрерывного технологического мониторинга за состоянием опасных продуктопроводов, течь которых резко изменяет жизнедеятельность древесных побегов.
Мониторинг пробными площадками древесных побегов, ориентированных относительно продольной осевой линии продуктопровода, позволяет следить не только за качеством трубопроводов и линий электропередачи или связи, но и за качеством травяных, травянистых и древесных растений для использования их для заготовки зеленого корма домашних животных.