Распутин Алексей Олегович, старший научный сотрудник, ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), Москва, тел. /факс: 443-82-94

Сложно переоценить влияние нефти и нефтепродуктов на развитие промышленного производства, повышение благосостояния и качества жизни населения Земли. Возрастающие потребности общества в нефтепродуктах повлекли за собой значительное увеличение объемов добычи, транспортировки и переработки нефти, и, как следствие, рост протяженности нефтепроводов, количества объектов хранения и переработки этого ценного углеводородного сырья.

Однако, как это часто бывает, помимо позитива этому процессу присущ и ряд негативных моментов. Среди них одним из основных является существенное увеличение количества аварий на объектах нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, сопровождающихся разливами нефти и нефтепродуктов. Разливы, в свою очередь, могут привести к нарушению экологического равновесия, возникновению чрезвычайных ситуаций техногенного характера, связанных с возгоранием нефти и нефтепродуктов, взрывами смесей паров углеводородов с воздухом. Так, по данным Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, на территории Российской Федерации эксплуатируется более 350 тыс. км. только внутрипромысловых трубопроводов, на которых ежегодно отмечаются массовые инциденты, связанные с повреждением трубопроводов и локальной разгерметизацией. Возрастанию чрезвычайных случаев аварийной разгерметизации магистральных нефтепроводов способствует и их возраст: 25% нефтепроводов работают 10-20 лет, 34% — 20-30 лет, 34% — свыше 30 лет, только 7% нефтепроводов находится в эксплуатации менее 10 лет.

В целях организации эффективного предупреждения и оперативной ликвидации последствий таких разливов, защиты населения и окружающей среды от их негативного воздействия, Правительством Российской Федерации 21 августа 2000 г. принято постановление №613 «О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов». В развитие этого постановления, 15 апреля 2002 г. принято постановление №240 «О порядке организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на территории Российской Федерации».

«Стержневым» требованием указанных постановлений является разработка планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (планы ЛАРН) компаниями, осуществляющими разведку месторождений, добычу нефти, транспортировку, переработку, хранение нефти и нефтепродуктов. То есть, мероприятия по предупреждению и ликвидации разливов нефти, а также планирование указанных мероприятий должны основываться на оценке возможных последствий таких разливов.

Как известно, оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях, к которым постановлением Правительства РФ №613 отнесены и аварийные разливы нефти, осуществляется в 2 этапа: до возникновения чрезвычайной ситуаций — по данным прогнозирования возможных последствий; после возникновения — по данным разведки.

Качественно выполненное прогнозирование позволяет с высокой эффективностью спланировать мероприятия, направленные на предупреждение аварийных разливов и определить оптимальное количество сил и средств, необходимых для оперативной ликвидации их последствий.

Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России, которому постановлением Правительства РФ от 20 августа 2002 г. № 619 присвоен статус «федеральный центр науки и высоких технологий», осуществляет полный комплекс работ в области прогнозирования, предупреждения, ликвидации последствий ЧС природного и техногенного характера, в том числе разрабатывает технологии:

• предупреждения и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов;
• обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов (включая химически-, пожаро- и взрывоопасные объекты, объекты нефтегазового производства и др.);
• управления территориальными, городскими и муниципальными комплексами при предупреждении и ликвидации ЧС;
• информационной поддержки принятия решений в случае аварий, катастроф и стихийных бедствий;
• консультативного обслуживания организаций по вопросам безопасности в ЧС;
• зонирования территорий РФ по величине комплексного риска для населения от ЧС.

В ходе разработки и внедрения в практику указанных технологий ФЦ ВНИИ ГОЧС на протяжении длительного времени тесно сотрудничает с DATA+. Это сотрудничество связано с использованием в вопросах защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций программных продуктов компании ESRI.

Не стала исключением и деятельность по разработке программно-аппаратного комплекса по прогнозированию (моделированию) последствий аварийных разливов нефти на платформе ArcGIS. Созданный в ФЦ ВНИИ ГОЧС программный модуль позволяет определить:

• объем разлившейся нефти (нефтепродуктов);
• площадь загрязнения;
• степень загрязнения;
• вероятность загрязнения водных ресурсов;
• зоны и степень поражения населения, зданий (сооружений) при возгорании разлившихся продуктов и взрывах паровоздушных смесей.

Реализованным требованием к выходным данным является возможность их конвертации в используемые в ФЦ ВНИИ ГОЧС текстовые и картографические форматы, а также предоставление выходных данных в виде наглядных растровых изображений.

Программные средства ArcGIS обеспечивают визуализацию результатов моделирования на электронных картах требуемого масштаба. Надо отметить, что ArcGIS имеет широкий спектр инструментов по вводу, обработке и анализу геоданных, поэтому программный модуль был написан в виде подключаемой к ArcGIS библиотеки (рис. 1). Данная библиотека выдает необходимые для моделирования разлива данные в требуемом и достаточном для анализа объеме.

Рис. 1. Подключение программы.

Объекты, попадающие в зоны загрязнения и поражения, выявляются путем проведения пространственного ГИС- анализа, и все полученные данные представляются на карте сложившейся обстановки. Ниже кратко описаны основные этапы работы программного модуля по моделированию разлива нефти (нефтепродуктов).

При моделировании используются тематические слои карты с геоданными о местности, на которой происходит моделирование. Основным слоем является поверхность земли в виде растра, каждая ячейка которого имеет координаты х, у и высоту (рис. 2). Данный растр создается в ArcInfo Workststion. Затем с помощью панели инструментов подключенной программы к карте добавляется еще 2 слоя, участвующих в моделировании: слой направлений стоков и аккумулирующий слой.

Рис. 2. Подключенный слой растра поверхности.

На следующем шаге задаются параметры нефти (плотность, вязкость, масса пролива и др.) и мышью указывается возможное место пролива (рис. 3). После выполнения расчета на растровом слое отображается пятно загрязнения. Полученные данные можно конвертировать в векторный формат или пользоваться этим растром для дальнейшего анализа полученных результатов. При подключении к карте остальных тематических слоев карты получается полная картина прогнозной обстановки (рис. 4).

Рис. 3. Ввод исходных данных пролива.

Рис. 4. Вывод обработанных данных.

Накопленный в ФЦ ВНИИ ГОЧС опыт по созданию программно-аппаратных комплексов для информационной поддержки принятия решений в случае аварий, катастроф и стихийных бедствий свидетельствует о том, что ГИС- технология является уникальным инструментом, позволяющим моделировать и прогнозировать последствия чрезвычайных ситуаций с целью определения эффективных сценариев реагирования и оптимизации потребного количества сил и средств, необходимых для их ликвидации.

Дальнейшее совершенствование разработанного в ФЦ ВННИИ ГОЧС программно-аппаратного комплекса по моделированию аварийных разливов нефти и его внедрение в деятельность как компаний, осуществляющих добычу, транспортировку и переработку нефти, так и органов управления по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций позволит разрабатывать планы ЛАРН на новом, более качественном уровне, что будет способствовать снижению риска и смягчению последствий подобных аварий.