Гендрин Алексей Германович, Таранюк Марина Ильинична, Сидоренко Тамара Николаевна, Смирнова Назира Кабуловна, Мыльников Юрий Петрович, Пархоменко Алексей Викторович
ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК»,
т.(382-2)77-66-45, факс .(382-2)76-19-01, E-mail: GendrinAG@nipineft.tomsk.ru
Под экологическим сопровождением понимается разработка нормативной экологической документации для предприятий нефтегазодобывающего комплекса. Ее наличие определяется как требованиями нормативно-правовых документов РФ (ФЗ РФ «Об охране окружающей среды» и др.), так и необходимостью реализации положений, записанных в лицензионном соглашении (разработка проектов водоохранных зон, программ экологического мониторинга и др.).
В этой статье представлены некоторые результаты применения ГИС-технологий в системе экологического сопровождения предприятий нефтегазодобычи.
Экологическое сопровождение предполагает решение ряда задач:
- Сбор, хранение и обработка данных дистанционного зондирования (ДДЗ);
- Подготовка и проведение инженерно-экологических изысканий (ИЭИ) по методу ключевых участков;
- Камеральная и лабораторная обработка материалов ИЭИ;
- Построение тематических экологических карт;
- Разработка нормативной экологической документации (в зависимости от стадии разработки месторождения).
Что сделано
На подготовительном этапе ИЭИ производится сбор и анализ всей имеющейся информации по рассматриваемой территории. С помощью карты четвертичных отложений производится определение типов местности территории (речные долины, террасы, междуречные равнины). Более детальную информацию о густоте гидрологической сети и особенностях рельефа получаем с топографической основы. Использование материалов лесоустройства и таксационных описаний к ним дает информацию о видовом составе растительности, категории защитности лесов, наличии дикоросов и др. Данные аэрофотосъемки (АФС) позволяют провести оценку степени антропогенной нагрузки территории (рис. 1).
Рис. 1. Использование данных АФС на подготовительном этапе.
На основе анализа этой информации складывается предварительная оценка состояния компонентов природной среды. Это необходимо для корректного выбора ключевых участков — типичных выборочных участков исследуемой территории, на которых проводятся более детальные полевые исследования (отбор проб воды, воздуха, почвы, растительности) современного состояния окружающей природной среды. Результаты обследования ключевых участков экстраполируются на всю территорию лицензионного участка. Таким образом, использование ГИС уже на предварительном этапе позволяет добиться экономии времени и финансовых средств при выполнении задач, связанных с изучением экологических связей в естественных и нарушенных экосистемах, оценить их состояние.
В процессе полевых исследований с помощью GPS-приемника фиксируются координаты пунктов отбора проб, проведения измерений, координаты мест ландшафтных и геоботанических описаний, маршрутов наблюдений, мест обнаруженных загрязнений, уточняется положение объектов техногенной нагрузки. Проводится полевое дешифрирование данных АФС.
По результатам наземного обследования и данных ДДЗ создаются различные тематические карты: техногенной нагрузки, ландшафтно-экологическая, фактического материала ИЭИ и другие (рис. 2).
Рис. 2. Карта фактического материала ИЭИ.
На основе данных ДЗ, результатов полевых обследований, данных камеральной и лабораторной обработки отобранных во время ИЭИ образцов разрабатывается ГИС – проект конкретного объекта (месторождения, продуктопровода и т.п.). ГИС-проект фактического материала ИЭИ включает в себя основные информационные слои: топографическая основа, объекты обустройства месторождения (скважины, кустовые площадки, ДНС, УПН и др.), коридоры коммуникаций, природоохранные территории (водоохранная зона, орехопромысловые леса, ягодники). Создаются темы, отражающие точки отбора проб по различным природным средам. В атрибутивную таблицу заносятся результаты проведенных измерений (например, гидрометрических: глубина, ширина русла водотока, скорость течения воды и др.). Формируются «горячие связи», позволяющие связывать изображение объекта на карте с текстовыми, табличными и фотографическими материалами, полученными в результате проведения ИЭИ. Строятся графики и диаграммы.
С учетом полученной информации проводится разработка проектов водоохранных зон (ВЗ) и прибрежно-защитных полос (ПЗП), целью которых является предотвращение загрязнения водных объектов и определение режима хозяйственной деятельности на этой территории. Ширина ВЗ и ПЗП определяется расчетным методом на основе следующих цифровых материалов: топографическая основа, цифровая модель рельефа (карта уклонов и экспозиций поверхности склонов, направлений потоков миграций геохимических элементов), материалы лесоустройства, карта четвертичных отложений, материалы АФС (дешифрирование линий стока с болотных массивов). На основе полученной информации составляется экспликация земель, отражающая площадные характеристики земель, занятых различными водными объектами (площадь болот, озер) и природоохранными территориями (площадь ВЗ и ПЗП). Использование ArcInfo и ArcView значительно упрощает решение данных задач (рис. 3).
Рис. 3. Карта водоохранных зон и прибрежно-защитных полос.
Далее составляются программы экологического мониторинга (ПЭМ) за природной средой на территориях месторождений (аэрокосмический мониторинг, мониторинг за состоянием атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почвенный мониторинг, фитомониторинг, мониторинг за состоянием геологической среды), устанавливаются места отбора проб и пункты наблюдений, определяется периодичность проведения работ. На карте контрольных пунктов наблюдений отображается расположение точек наблюдений за окружающей природной средой, наличие санитарно-защитных зон (СЗЗ) от источников выбросов и т.д.
Проблемы настоящего момента
После разработки и согласования ПЭМ начинается работа по ее реализации. А это значит, что появляются разновременные показатели качества природной среды по одному и тому же пункту, которые служат основой для оценки состояния различных экосистем и выявления опасных экологических ситуаций. Так, показателями степени антропогенной нарушенности водоемов являются сокращение их площади и глубины, повышение содержания в природных водах и донных отложениях тяжелых металлов и других токсикантов, уменьшение видового разнообразия зообентоса и т.д. Стандартных средств используемого в работе ArcView становится недостаточно для хранения, оперативного отображения полученных результатов и их анализа. В настоящее время собственными силами разрабатывается дополнительный модуль, позволяющий отображать результаты комплексного химического анализа по воде, донным отложениям, почвам в каждой точке отбора, обозначенной на карте. Данный модуль позволяет оперировать множеством разновременной атрибутивной информации для определенного пункта наблюдений, формировать запросы для сравнения исследуемых показателей (например, для выявления и отображения превышения ПДК по одному или ряду исследуемых показателей), передавать полученные результаты в отчетные формы, необходимые природопользователю (рис. 4).
Рис. 4. Представление результатов химического анализа в ГИС-проекте.
Что дальше
Для принятия оптимальных управленческих решений необходимо создание информационного фонда предприятия. Основой для его построения служат ГИС-технологии, применяемые как средство интеграции данных. С целью формирования единой информационной среды Исполнителя и Заказчика для принятия оперативных управленческих решений реализуется идея формирования и передачи Заказчику ГИС-проектов.
Основой создаваемых проектов являются геоинформационные системы ArcView и ArcInfo. БД фактического материала формируется на основе СУБД MS Access, Oracle и др. Взаимосвязь между пространственной и атрибутивной БД организуется средствами ArcView и СУБД. Подготовленные ГИС-проекты содержат слои объектов обустройства месторождения, коридоров коммуникаций, природоохранных территорий, разгруженной топографической основы, точек отбора проб по различным природным средам с результатами наблюдений (результаты химического и биологического анализа, гидрологические измерения и др.), фотографический материал, данные АФС. Проекты по существующим правилам передаются Заказчику и устанавливаются в отделах охраны окружающей среды нефтегазодобывающих управлений, что дает возможность использовать полученные результаты для разработки мероприятий по рациональному природопользованию.
Аналогичные работы проводятся для линейных объектов (трубопроводы, коридоры коммуникаций, дороги и др.) предприятий нефтегазодобычи.
Для предотвращения и предупреждения аварийных ситуаций особое внимание необходимо обращать на проявления экзогенных процессов, развитие которых обуславливается хозяйственной деятельностью. Критериями оценки таких процессов могут служить показатели изменения мезо- и микроформ рельефа, изменение видового состава растительности, структуры почв и др. Использование ГИС-технологий позволит оперативно решать возникающие вопросы в процессе эксплуатации линейных сооружений на основе пространственно-временного анализа и результатов моделирования различных процессов.
