Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологическое картографирование территории подземного хранилища газа
ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологическое картографирование территории подземного хранилища газа"

На правах рукописи

ПЕРЕВЕРЗЕВ Михаил Васильевич

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА (на примере Щелковского газохранилища)

25.00.33 - картография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва-2004

Работа выполнена на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор географических наук, профессор

Б.А. Новаковский

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор

А. А. Лукашев

доктор географических наук

А.Н. Чумаченко

Ведущая организация - Институт географии Российской академии наук

Защита состоится 28 октября 2004 года в 15°° ч. на заседании диссертационного совета по геоморфологии и эволюционной географии, гляциологии и криологии Земли, картографии, геоинформатике (Д-501.001.61) в Московском Государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП-З, Воробьевы Горы, МГУ, географический факультет, аудитория 2109.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан 24 сентября 2004 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим отправлять по адресу: 119899, Москва, ГСП-З, Воробьевы Горы, МГУ, географический факультет. Факс: (095) 939-38-01. E-mail: geoeco@geogr.msu.su

Ученый секретарь диссертационного сове'

профессор

Ю.Ф. Книжников

2/707 - *

2550Ш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы псследования. Существует множество различных методов определения степени антропогенного воздействия на окружающую среду. При проектировании, переустройстве и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса, включая подземные хранилища газа (ГОСТ), оценка воздействия является более сложной задачей, чем для различных наземных сооружений. Влияние прямых и обратных связей, как на природу, так и на сооружение со стороны природы, в случае с наземными объектами можно реально оценить в пространстве и во времени. Изменения, происходящие в недрах при разработке месторождений и эксплуатации ПХГ, трудно прогнозируемы, потому что протекают на больших глубинах (от 500 м до 2000 м).

Разработка приемов картографической оценки состояния территорий подземных хранилищ газа посредством выявления структуры загрязнения различных компонентов природной среды чрезвычайно актуальна. Картографическая форма представления оказывается наиболее репрезентативным инструментом для отображения подобной информации. Главная задача картографического анализа состоит в выявлении в составе, структуре и динамике различных геосистем компонентов и взаимосвязей, которые оказывают решающее влияние на их функционирование. В результате оценка воздействия на окружающую среду целиком основывается на картографическом моделировании состояния геосистем.

Целью диссертационной работы является разработка методики картографической оценки геоэкологического состояния территории подземного хранилища газа с использованием современных геоинформационных технологий.

Исходя из поставленной цели, можно выделить следующие задачи:

- проанализировать и обобщить опыт геоэкологического картографирования, изучить существующие способы картографирования антропогенного воздействия и загрязнения различных компонентов природной среды;

- выявить особенности воздействия, оказываемого объектами подземного хранилища газа на окружающую среду в целом и на состояние отдельных ее

компонентов (поверхностные и подземные воды, почвенный покров, надпродуктивная и инженерная часть геологического разреза);

- разработать методику комплексного геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа и рассмотреть возможности использования современных геоинформационных технологий для создания карт;

- апробировать разработанную методику на примере создания серии сопряженных тематических карт территории Щелковского подземного хранилища газа.

Методика исследования. Исследование опиралось на научно-методологические принципы и идеи комплексного тематического картографирования, заложенные К.А. Салищевым, И.П. Заруцкой,

A.M. Берлянтом, А.Г. Исаченко, а также на достижения в области геоинформационного картографирования A.M. Берлянта, Б.А. Новаковского,

B.C. Тшсунова, И.К. Лурье и других. В основу работы положены личные исследования автора за период с 1999 по 2004 гг. В диссертационной работе использовались материалы лаборатории цифровой картографии и фотограмметрии кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Института водных проблем Академии наук (ИБП РАН), Института проблем нефти и газа (ИПНГ РАН), Московского государственного университета геодезии и картографии (МосГУГиК), Центра независимой экологической экспертизы объектов нефтегазовой промышленности (НефтегазЭкоЦентр), а также материалы публикаций по исследуемой проблеме. Все картографические изображения созданы на основе методов и приемов геоинформационного картографирования

Исследование строится на системном картографическом подходе. В качестве базового метода отображения и анализа эколого-ресурсной информации предложен картографический метод исследования. Карта выступает и в качестве средства исследования, и как модель изучаемых явлений. При этом обработка и представление картографических, аэрокосмических и фактических материалов оптимальным образом обеспечивает комплексность и непротиворечивость, оперативность получения, систематизации и интерпретации данных. Весь процесс картографирования построен по принципу от общего к частному, что создает необходимость

обязательного использования и постоянного обновления специализированного комплекта, как первичных материалов, так и их производных аналогов. Тем самым, обеспечивается исключение ошибок сначала при районировании территории в региональном масштабе, а затем при осуществлении наблюдений и контроле на локальном уровне. Такой подход позволяет на базе созданных картографических моделей наиболее эффективно применять расчетные методы и получать комплексные показатели для эколого-статистических и эколого-экономических оценок.

Научная новизна. В результате проведенной работы на основе обобщения опубликованных и авторских материалов впервые:

- разработана методика геоэкологического картографирования территорий объектов нефтегазового комплекса на примере Щелковского подземного хранилища газа: обоснованы последовательность этапов, содержание серии карт;

- предложены методы составления карт, отображающих антропогенное воздействие и состояние различных компонентов природной среды, в том числе оригинальное исполнение следующих карт: Карта видов и типов воздействия, Карта зонирования загрязняющих элементов, отсорбированных в снежном покрове, Карты динамики геохимического состава подземных водоносных горизонтов и пр.

- составлена серия компьютерных карт территории Щелковского подземного хранилища газа, включающая карты: базовые, базовые производные, специальные и итоговые (карты выводов).

Практическая ценность проведенных исследований заключается в разработке научно-методических подходов картографической оценки геоэкологического состояния территорий объектов нефтегазового комплекса. Полученные результаты ориентированы в первую очередь на специалистов, работающих не только по данной тематике, но и в смежных областях науки и практической деятельности. Материалы работы будут интересны органам местного самоуправления, службам государственного контроля и специалистам, ответственным за выработку и обоснование решений в области рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также студентам, аспирантам и молодым ученым, интересующимся геоэкологическим картографированием территорий.

Предварительные результаты проведенных работ легли в основу проектов: «Геоинформационные технологии для создания-использования интегральных карт оценки состояния компонентов природной среды» по программе «Университеты России - Фундаментальные исследования» (грант № 8.7.6.); «Разработка методов и технологии системной картографической оценки геоэкологического состояния территории подземного хранилища газа» поддержанного фондом РФФИ (грант №03-05-64576). Картографические материалы диссертации вошли в проект «Оценка состояния и разработка рекомендаций по рациональной организации системы геоэкологического мониторинга объектов Щелковского ПХГ в зоне техногенного влияния», заказчиком которого является МУПХГ филиал ООО «Мострансгаз»,

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа содержит: 170 страниц машинописного текста, 38 иллюстраций, включая 28 фрагментов компьютерных карт, 3 таблицы. Библиография включает 107 наименований.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Международных научных конференциях Интеркарто-6 (Апатиты, 2000), Интеркарто-7 (Петропавловск-Камчатский, 2001), Интеркарто-8 (Хельсинки -Санкт-Петербург, 2001), студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-99» (Москва, 1999) и «Ломоносов-2001» (Москва, 2001), научной конференции «Новые типы инженерно-геологических и эколого-геологических карт» (Москва, 2001), конференции «География, общество, окружающая среда: развитие географии в странах Центральной и Восточной Европы» (Калининград - Светлогорск, 2001), научной конференции «Актуальные проблемы геоэкологии» (Тверь, 2002), научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос» (Московская область, Звездный городок, 2003); на Всероссийских научных конференциях: по картографии, посвященной памяти A.A. Лютого (Москва, 2001), «Фундаментальные исследования взаимодействия суши, океана и атмосферы» (Москва, МГУ, 2002), «Проблемы природопользования в районах со сложной экологической ситуацией» (Тюмень, 2003).

По теме диссертации опубликовано 12 научных работ. Автор выражает особую благодарность за помощь в обработке исходного материала сотрудникам учебно-научной лаборатории цифровой картографии и фотограмметрии кафедры картографии и геоинформатики и ее научному

4

руководителю Новаковскому Богу славу Августовичу, а также за постоянную помощь и консультации сотруднику Института проблем нефти и газа РАН Никонову Александру Ивановичу. Автор признателен всем сотрудникам кафедры картографии за ряд ценных замечаний, высказанных в ходе обсуждения результатов исследования.

СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 1. РОЛЬ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Геоэкологическому картографированию в последние годы посвящено значительное число публикаций (Исаченко, 1992; Кочуров, Жемерова, 1991; Жуков, Новаковский, Чумаченко, 1999 и т.д.). Причем, несмотря на неоднозначное толкование термина «геоэкология», многие географы и картографы не делают различий между экологическими, геоэкологическими и эколого-географическими картами и используют эти термины как синонимы.

Геоэкологическое картографирование является частью экологического и его развитие непосредственно связано с формированием последнего. Геоэкологические карты, как и другие карты, строящиеся на основе экологического подхода, не имеют четких различий по содержанию ни с картами природы, ни с социально-экономическими картами. В каждом из этих классов могут быть выделены темы, имеющие «экологический уклон».

Основным объектом исследования геоэкологического картографирования являются геосистемы, компоненты которых связаны между собой потоками вещества и энергии, процессами гравитационного перемещения твердого материала, влагооборотом, биогенной миграцией химических элементов и т.д. Поэтому проведение комплексного геоэкологического картографирования в виде серии взаимосвязанных карт наиболее предпочтительно с точки зрения подробности исследования и получения информации. Составленная в едином масштабе и однотипном оформлении, серия карт дает возможность отображать все грани рассматриваемого явления при проведении экологических исследований.

По мере развития комплексных подходов в географических науках внедрялась «системная методология». В нашем случае главная задача системного анализа — выявление в составе, структуре и динамике различных

5

геосистем тех компонентов и взаимосвязей, которые оказывают решающее влияние на их функционирование. Картографическая форма представления позволяет создавать необходимую информационную основу для подобного анализа.

Таким образом, геоэкологическое картографирование нужно рассматривать с позиций системного подхода. Тогда сущность происходящих процессов на исследуемой территории может быть раскрыта выявлением причинно-следственных связей, как для конкретного компонента природной среды, так и для их совокупности в целом.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИЙ

ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА Рассмотренные многочисленные работы различных специалистов (Г.С. Акопова, А.И. Гриценко, В.М. Максимов, Г.П. Босняцкий, Б.О. Будников, А.Я. Гаев, Е.В. Дедиков, Л.Б. Бухгалтер, A.B. Хабаров, 10.0. Кузьмин, А.И. Никонов, Е.В. Сидорова, В.Д. Черных и др.) позволяют утверждать, что оказываемое влияние со стороны ПХГ распространяется на все жизненно важные среды (атмосфера, гидросфера, литосфера). Существующие нормативные требования к охране окружающей среды диктуют необходимость проведения оценки влияния подобных объектов на природу и человека.

Проводимые исследования затрагивают практически все компоненты окружающей среды. Главная трудность состоит в том, что объекты находятся порой в районах с уже развитой инфраструктурой промышленных предприятий, транспортной сети и сельскохозяйственных угодий. В таком случае приходится исследовать и природу, и все взаимоотношения между человеком и окружающей средой на данных территориях.

Геоэкологическое картографирование территории подземного хранилища газа предполагает моделирование геосистем, их компонентов, взаимосвязей, иерархии, динамики и функционирования в системе карт. С этих позиций оценка состояния территории подземных хранилищ газа представляется как сложная система экспертных оценок различных геолого-географических и антропогенных процессов, связанных с освоением ПХГ как в недрах, так и на земной поверхности (рис.1). При этом системному анализу подлежат не только

очевидные, но и скрытые факторы в иерархически организованной системе «геосреда-сооружение-человек».

Рис.1 Схема геоэкологического анализа состояния территории Щелковского ПХГ

В методическом отношении оценку геоэкологического состояния целесообразно рассматривать, прежде всего, как информационную задачу, интегрирующую знания из самых различных наук. В качестве базового способа представления и анализа геоэкологической информации предлагается использовать картографический метод исследования. Применение при этом аэрокосмических методов, обладающих уникальным свойством генерализации объектов дешифрирования, при системно-сопряженном тематическом картографировании оптимально реализует принцип от общего к частному, что позволяет на всех уровнях исследований (региональном, локальном) сохранять целостность изучаемых явлений.

В целом картографический анализ строится по технологической схеме «инвентаризация - зонирование - оценка (включая прогноз ожидаемых последствий)». На начальном этапе работ в рамках инвентаризации природных условий и особенностей антропогенной нагрузки, определяющих в целом экологическую ситуацию в данном районе, составляются базовые и базовые производные карты, представляющие основополагающую информацию общего содержания. Далее в целях функционального зонирования, т.е. выделения относительно однородных по природным особенностям и техногенной нагрузке участков, строятся специальные карты, обладающие также разного рода прогнозной информацией. Наконец, заключительный этап комплексной оценки, включающей нормирование нагрузок, характеристики ожидаемого ущерба,

рекомендации по мониторингу, превентивным мероприятиям и др., сопровождается созданием итоговых карт. На рис.2 изображены основные этапы геоэкологического картографирования.

Рис.2 Схема картографического обеспечения геоэкологической оценки территории подземного хранилища газа

Исходные данные служат основным источником информации для дальнейших исследований. К исходным данным относятся: аэро- и космические снимки, топографические карты, материалы тематических съемок, проектно-изыскательские, геолого-геофизические, кадастровые данные и другие архивные материалы. Выделение этапа сбора исходных данных в общей схеме картографирования происходит из понимания важности этой работы. Уже на данной стадии исследование возможно выявление природных особенностей территории, существующей техногенной нагрузки.

Создание базовых карт является начальным этапом картографирования. Базовые карты, прежде всего, служат источником разнородной информации для производных аналогов. В то же время они в наиболее интегрированном виде содержат те важнейшие характеристики территории, без которых невозможно сделать ее полной оценки. Последняя может быть получена в результате синтеза одних только базовых карт, однако в данном случае она будет носить обобщенный характер, и не сможет отразить каких-то частных, но в то же время важных особенностей целевого назначения. Поэтому в дальнейшем для устранения этих недостатков строятся базовые производные карты.

Базовые производные карты составляются главным образом с целью конкретизации, уточнения и детализации тех особенностей природных и техногенных компонентов, а также их динамики, сведения о которых, исходя из базовых карт, недостаточны, а значимость их для полноценного исследования объекта велика.

Специальные карты предназначены для фиксации связей и взаимодействий между природными и техногенными объектами, имеющих важное практическое значение для целей мониторинга и оценки воздействия на окружающую среду. К числу таких карт можно отнести и карты с геохимическими характеристиками. Поскольку они несут в себе количественную ,и качественную оценку состояния окружающей среды в данном случае после антропогенного вмешательства. Тем самым, показывая нам взаимодействия между природными и техногенными объектами.

Итоговые карты (карты выводов, рекомендаций, прогнозов) логически завершают на каждой стадии сложный многоуровенный карто1рафический анализ. Именно такая организация процесса картографирования, когда на каждом из уровней ставятся и решаются только присущие ему задачи, позволяет максимально упростить содержание результирующих карт последнего уровня без какой-либо потери информативности и отобразить целевые выводы и рекомендации в предельно концентрированном виде. Последнее обстоятельство, как показывает практика, крайне важно в смысле доступности понимания, как самих выводов, так и источников их получения, прежде всего для управленческого звена, проектных и экологических служб производственных организаций, а также широкой общественности.

Картографическая форма представления создает необходимую информационную основу для автоматизированных систем слежения за средой в режиме мониторинга и принятия управленческих решений. В свою очередь создание геоинформационных картографических баз данных выдвигает ряд специальных требований к виду, содержанию и форме представления используемой информации. Первое - это обязательная сопряженность (по масштабу, проекции и контурам) всех составляемых карт, что обеспечивает при их совместном анализе непротиворечивость и преемственность содержания и одновременно исключает дублирование информации. Второе требование заключается в необходимости реализации приема последовательного перехода

9

от одной карты к другой и (или) соединения сведений, содержащихся на разных картах. При этом создаваемые карты должны дополнять друг друга.

Методический и практический опыт геоинформадионного картографирования сегодня успешно применяется в целях управления природопользованием различных по характеру и специфики территорий. Геоинформационное картографирование обладает возможностью комплексного сопряжения различных видов информации (числовые значения, описания, фото- и видеоизображения, тематические карты и т.п.) как по пространству, так и по времени. В целом оно позволяет проводить сложный многоэлементный и многофакторный анализ, определяющий взаимосвязи компонентов окружающей среды (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера).

В связи с этим возникает вопрос о использовании геоинформационных технологий для создания геоэкологических карт на территорию ПХГ. Это позволит объединить разрозненную, разномасштабную и разновременную информацию. Применение новых возможностей компьютерной графики отобразит в удобном для пользователя виде сложные причинно-следственные связи, протекающие в окружающей среде и скрытые для непосредственного наблюдения. Подобный синтез даст возможность получать качественно новый уровень информации за счет визуализации и объемного картографического моделирования объекта исследований.

Основные этапы технологии компьютерного создания карт на территорию подземных хранилищ газа отображены на рис.3.

Рис.3 Схема технологии создания компьютерных карт 10

Для "создания любой картографической продукции, в т.ч. и компьютерных карт, на первом этапе проводится сбор исходных данных. Существует большое количество источников информации: топографические и тематические карты, статистические данные, литературные, кадастровые данные и т.д. Главная задача стадии сбора данных состоит в том, чтобы вся полученная информация привязывалась к определенной территории, местности, ландшафту. При этом крайне важна полнота, достоверность и точность информации.

Последующая обработка исходных материалов заключается во вводе исходной информации в компьютер (сканирование, цифрование, атрибутирование). Как известно, существует несколько методов представления данных. В нашем случае при создании карт использовались и векторные, и растровые форматы данных.

После ввода и атрибутирования информации следует этап редактирования и согласования. Он подразумевает целенаправленную обработку исходной информации по заданным критериям. Начальной стадией редактирования является разбиение всего объема информации на отдельные слои. Геометрическое редактирование состоит в проверке и исправлении местоположения контуров, линий, точек или узлов всех введенных объектов: проводится контроль замыкания площадных объектов, пересечения линий, выполняются все операции по подготовке исходных материалов к дальнейшей работе. Географическое редактирование подразумевает контроль атрибутирования объектов, т.е. проверку задания и правильности заполнения всех разделов баз данных, проведение логических операций.

Стадия анализа и обработки данных включает самые разнообразные операции - от простейших статистических вычислений до сложнейших расчетов по специализированным моделям. Использование на данной стадии математико-картографического моделирования позволяет применять огромное количество способов обработки и анализа информации на территорию подземного хранилища газа.

В настоящее время существует много отработанных на практике технологий изготовления картографической продукции. Результаты картографических исследований можно представлять в электронном виде, или в отпечатанном виде на бумаге, пленке и т.п. При геоэкологическом картографировании территории ПХГ результаты представляются в виде печатной картографической продукции, получение которой является

11

завершением стадии технологического процесса создания компьютерных карт. Оформление карт осуществлялось с использованием современных средств иллюстративной графики.

Таким образом, проведение геоэкологического картографирования основывается на технологических возможностях современных геоинформационных систем. Но в своей сути, эти системы не способны решать задачи без конкретного алгоритма действий. Он должен создаваться межотраслевыми специалистами в области геоморфологии, геологии, геодинамики, почвоведения, геохимии и т.д. В разработке такого алгоритма необходимо опираться как на современные научные достижения, так и на уже достигнутые в этих науках закономерности и методические подходы. Поэтому, с нашей точки зрения, актуальность данного направления состоит в разработке междисциплинарных подходов на едином информационном (картографическом) пространстве, где будет осуществляться переход от геоинформационных систем к экспертным системам.

ГЛАВА 3. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ЩЕЛКОВСКОГО ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА В целях практической реализации методики комплексного геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа выбран участок, где размещено Щелковское ПХГ. Исследуемая территория расположена на окраине г.Щелково, примерно в 30 км к северо-востоку от г.Москвы. Выбор объекта исследования определялся следующими критериями: во-первых, территория с высоким уровнем освоения, поэтому исследования опираются на ранее проведенные в данном регионе многочисленные изыскания; во-вторых, объект сочетает в себе разнообразные обстоятельства и условия, т.е. ПХГ располагается в черте густонаселенного города, с высокой концентрацией различных отраслей промышленности и сельского хозяйства, транспортной сетью.

Щелковское подземное хранилище газа является одним из старейших в стране. Оно было введено в эксплуатацию в 1959 году. Многие из проблем создания и длительной циклической эксплуатации газохранилищ в малоамплитудных ловушках водоносных пластов впервые возникли на нем. В связи с этим опыт его эксплуатации имеет большое обобщающее значение для теории и практики хранения газа в водоносных пластах.

12

Щелковское поднятие

200 О

-500

-юоо

Рис. 4 Геологический профиль через Щелковское поднятие

Площадь, занимаемая подземным хранилищем газа, по разным оценкам имеет размеры примерно 10x15 км. Сам коллектор располагается в песчаниках и песках нижне-щигровского горизонта, вскрываемого на глубинах 890920 м. Покрышкой пласта коллектора служит пачка глин с алевритистыми прослоями мощностью 11-25м. Поднятие по поверхности щигровского горизонта (по замыкающей изогипсе -730 м)

имеет размеры 6,5x3 км при амплитуде 24 м (см. рис. 4).

В целом, экологическая обстановка в районе размещения ПХГ признана критической. Это обусловлено высокой концентрацией в г.Щелково экологически опасных промышленных предприятий (текстильные, химические, рудные и др.), усугубляющейся транспортным (сеть автомобильных и железных дорог, Чкаловский аэродром) и сельскохозяйственным загрязнением.

Работы по картографическому исследованию южной части Щелковского района Московской области (именно там располагается изучаемая территория) ведутся достаточно давно. На схеме картографического обеспечения комплексной геоэкологической оценки территории Щелковского подземного хранилища газа (см. рис. 5) представлены карты, которые были созданы в ходе диссертационного исследования. Многие карты проектировались на основе уже существующих карт и исходных данных.

На начальной стадии работ происходил сбор данных. Вопрос информационного обеспечения весьма важен, поскольку от наличия и качества исходной экологической информации зависит напрямую и качество самих работ. Для картографирования территории ПХГ исходным материалом послужили статистические, литературные, тематические карты и данные дистанционного зондирования.

В рамках инвентаризации природных условий и особенностей антропогенной нагрузки, составлены базовые и базовые производные карты. Большинство из перечисленных на схеме карт представляют собой основную

13

Рис. 5 Схема картографического обеспечения комплексной геоэкологической оценки территории Щелковского подземного хранилища газа (в зоне техногенного влияния)

информацию о территории расположения станции подземного хранения газа.

Среди базовых карт наибольший интерес представляет карта видов и типов воздействия (см. рис. 6). Составляется она на основе материалов топографической съемки, аэрофотоснимков и дополнительной информации об источниках воздействия. Всего на карте выделено четыре вида воздействий: механическое, химическое, электромагнитное и шумовое (см. таблицу 1).

Таблица 1

Вилы воздействия Типы воздействия

I Площадной И Линейный III Точечный

А.Мехшшческое (перемещение, отсыпка, выемка грунта, изменение структуры почв)

1) сельскохозяйственные угодил I А,

2) застройки сельского и дачного типа 1А2

3) застройки городского типа 1 Аз

4) промышленные зоны \/и

5)карьеры 1Л5

6) автомобильные дороги II Ас

7) железные дороги НА,

8)трубопроводы IIА3

9) скважины ША,

10)аэродром I Аю

Б. Химическое (воздействие химических веществ (реагентов) на окружающую среду)

1) сельскохозяйственные угодия I Б,

2)свалки III Б2

3) захламленные промышленные территории 1Б3

4) бензоколонки и емкости для хранения химических и горючесмазочных материалов ШБ.,

5) очистные сооружения III Б5

В. Электромагнитное (излучение более 100 мкВт/см2)

1) линии электропередач II В,

2) трансформаторные подстанции Ш В2

3) локаторные станции 1В3

Г. Шумовое (зона зашумления выше 85 дцб)

I) полоса захода самолетов на посадку | 1Г| | ]

Для того чтобы показать комплексное влияние нескольких видов воздействия, мы должны их совместить. На карте это осуществляется при помощи сложения пурпурного (механическое), фиолетового (химическое) голубого (электромагнитное) и желтого (шумовое) цветов.

В зависимости от масштаба картографирования выбираются объекты, которые в свою очередь принадлежат к одному из типов воздействия: площадному, линейному, или точечному. Представленная карта отображает

Территория Щёлказского подземного храяалаща газа (ПХГ)

—у-

IAj.IT, р^Чл •^ПВ.ЛГ, Ц.1Вэ.П> \\ У

Виды воздействия

| | Л. Механическое

| | Б, Химическое

1 | В. Элеюромопгатаоо

I 1 Г. Шумовое

Масштаб 1:23 000 а 1 со|тшстре 250 »проз

Типы воздействия

Схема сложевия видов воздействия Л Г Б г В г

□ □ □ □ □ □ [^ОI Площадной

ЧСУ ЧУ ЧЗ7 = „Ли—

А, Г Б, Г В, Г

АБГ АВГ БВгОш Точечный □ □□ □□□ □□□

чп^ ^гк ^п^

А.Б.Г А.В.Г Б.В.Г

|В (см. Таблицу ])

-г—I с—I- /} территория Щелковского

|Г £ // подземного хранилища А,Б,В,Г ^ \С гаэа(ПХГ1 ^ 40

Рис.6 Фрагмент карты видов и типов воздействия

насколько сильно подвержена территория комплексному влиянию от различного рода объектов, находящихся на ней.

В целях функционального зонирования построены специальные карты, характеризующие в основном качественное и количественное состояние следующих компонентов окружающей среды: приземный слой атмосферы, снежный покров, поверхностные воды, подземные водоносные горизонты, почвенный покров скважинной зоны ПХГ, недра.

На заключительной стадии созданы итоговые карты, завершающие этап комплексной оценки. Примером оценочной карты является карта потенциальной геоэкологической опасности (см.рис.7). Она получена путем синтеза информации с ряда карт. С одной стороны на карте потенциальной геоэкологической опасности посредством выделения определенных видов воздействия (всего выделено четыре вида: механическое, химическое, электромагнитное и шумовое) отображено техногенное влияние. С другой -природный потенциал самоочищения территории, который в свою очередь слагается из определенных природных условий (геоморфологического строения, механического состава четвертичных отложений, геохимических условий и т.д.). Таким образом, карта, представленная на рис. 7, показывает потенциальную геоэкологическую опасность на данной территории при существующей техногенной нагрузке.

Разработанная схема картографического обеспечения комплексной геоэкологической оценки территории Щелковского ПХГ (см. рис. 5) позволила использовать системный подход в отображении действительности, который состоит в поэтапном картографировании, где карты последующего этапа используют контурные основы предшествующего. Так, карта естественных поверхностных процессов (уровень базовых производных карт, см. рис. б) строится на основе геоморфологической карты (уровень базовых карт), являясь ее логическим продолжением, и включает в себя данные, имеющиеся на картах субгоризонтальных и наклонных поверхностей и рельефа территории. В то же время карту способности к самоочищению природных комплексов (уровень специальных карт) невозможно построить без использования соответствующих сопряженных карт первых двух уровней. Наконец, карта потенциальной геоэкологической опасности (уровень итоговых карт, см. рис. 7) потребует синтеза информации с карт всех трех предыдущих уровней.

Территория Щёлковского подземного хранилища газа (ПХГ)

Техногенное влияние Виды воздействия 1) Большая нагрузка

A. Мохамичосхоо А+Б+В-гГ, Л+Е+Г, Д+В+Г, 6. Химическое Б+В+Г

B. Электромагнитное 2) Средняя нагрузка

Г, Шумовое

Природные условия

1) Поверхности с низким самоочищающимся потонциалом

2) Поверхности с сродним самоочищающимся потонциалом

3) Поверхности с высоким самоочищающимся потонциалом

территория Щелковского подземного хранилища газа

А+Б.Л+Г, ЙГ,8+Г

3) Маленькая нагрузка А,Б,В,Г,участки с шшшальным техногенным влиянием

Пр*М0Ч8Ю19

Ко*пурная информация снята с юпограф*к!скоЯ юрты

Масштаб 11 25 ООО и 1 сантиметре 250 метров

Техногенное влияние Природхыо условия

1 2 3

1 о □ □

2 из □ 0

3 □ о О

| ) территории с высоким уровнем геоэкологической опасности ( ' | территории с умеренным уровнем геоэкологической о пас кости I ' I территории с низким уровнем геоэкологической опасности

Рас. 7 Фрагмент карты потенциальной геоэкологической опасности

Специфика подземных хранилищ газа заключается в том, что оказываемое воздействие на окружающую среду затрагивает не только поверхность, но и подземную часть. Само газохранилище расположено на глубине, и пласт-коллектор имеет на территории большой охват (горный отвод). На поверхности же ПХГ представляет собой станцию управления закачиванием/выкачиванием газа и серию контрольных скважин, т.е. территорией несравнимо меньшей, чем горный отвод. При проведении исследований необходимо изучить и территорию станции ПХГ, и сам резервуар.

В истории эксплуатации нефтегазовых месторождений и подземных хранилищ газа, как в нашей стране, так и за рубежом накопился обширный фактический материал о влиянии зон разрывных нарушений (повышенной трещиноватости) на состояние разработки и аварийности промысловых сооружений (Касьянова, Кузьмин 1996; Кравцов, Никонов, Юрова 2000; Кузьмин, Никонов 2001). Различные примеры геодинамических процессов показывают, что сами процессы определяются наличием на месторождении или подземных газохранилищах зон повышенной трещиноватости.

Наряду с применением геохимических методов в оценке состояния компонентов окружающей среды на территории Щелковского ПХГ совместно со специалистами Института проблем нефти и газа (ИПНГ РАН) проводились исследовательские работы по определению состояния недр. В результате были высказаны предположения относительно существования зон трещиноватости и окон прозрачности в литологической толще земных пород.

На рис. 8 изображены зоны горизонтальной и вертикальной трещиноватости в разрезе, проходящим через геологические скважины на территории Щелковского газохранилища. Положение субгоризонтальных и вертикальных зон повышенной трещиноватости осадочных пород на Щелковском поднятии выявлено в результате анализа аэрокосмических, палеоструктурных и геофизических данных. Их положение в разрезе особенно наглядно иллюстрируются на профилях, пересекающих сводовую часть поднятия. Как мы видим из рисунка покрышка искусственной залежи газа в щигровских отложениях девона также пересекается потенциально опасными для ее герметичности вертикальными проницаемыми зонами.

Для проведения структурного дешифрирования на Щелковском участке геологами использовались аэрокосмичсские материалы: спектрозонапыше

19

космические фотоснимки масштаба 1:270 ООО и увеличенные с них до масштаба 1:100 ООО фрагменты, а также материалы аэросъемки масштаба 1:10 ООО залета 1991 г. и масштаба 1:40 000 залета 1998 г.

Рис. 8 Зоны горизонтальной и вертикальной трещиноватости в разрезе

Помимо данных дистанционного зондирования использовались картографические материалы диссертации, цифровые модели, созданные в процессе исследования. В результате, составлена карта зон потенциальной трещиноватости. На ней выделены линеаменты ортогональной и диагональной систем, отождествляемые с зонами повышенной трещиноватости.

Сопоставление результатов структурного дешифрирования с данными гидрогеохимического опробования подземных водоносных горизонтов показывает, что кусты наблюдательных гидрогеологических скважин, в которых наблюдается повышенные содержания метана, расположены в зонах повышенной трещиноватости. По мнению специалистов ИПНГ РАН данное совпадение не является случайным, т.к. подтверждается многолетними наблюдениями за изменением концентрации метана в водоносных горизонтах.

Для данных кустов скважин за все приведенные периоды времени наблюдаются аномальные содержания как растворенного, так и свободного метана в воде. Все эти факты позволяют предполагать, что вертикальная миграция газа из искусственной залежи осуществляется по зонам повышенной трещиноватости (разломам).

Проводя исследование компонентов окружающей среды, необходимо отметить, что оценка состояния территории в зоне техногенного влияния представлена оценкой сложного механизма. Здесь наблюдается воздействие не только самого ПХГ, но и ряда других предприятий. На основе использования комплексного картографирования компонентов окружающей среды зафиксированы типы и виды воздействия от различных промышленных предприятий, транспортной сети, сельскохозяйственной деятельности на данной территории.

При эксплуатации подземных газохранилищ, по сути являющихся мини месторождениями, техногенное воздействие распространяется не только в пространстве, но и во времени. В связи с этим, мы можем констатировать, что существующие традиционные методы слежения за состоянием компонентов окружающей среды - полевые и лабораторные исследования, тематическое картографирование и т. п. (в особенности проводимые раздельно) - не до конца удовлетворяют современным требованиям оценки воздействия на окружающую среду. Как качественно новый метод наблюдения за состоянием окружающей среды предлагается использование комплексного геоэкологического мониторинга.

Для разработки комплексного локального геоэкологического мониторинга территории Щелковского ПХГ учитывались следующие факторы: литогенная основа, преобладающие потоки вещества, геохимические процессы, состав и свойства почвенного покрова, виды и типы антропогенной нагрузки на территории, расположение зон повышенной трещиноватости. В результате составлена карта проектирования локального геоэкологического мониторинга (уровень итоговых карт). На карте выделены участки и пункты, где проводятся эколого-геохимические наблюдения за компонентами окружающей среды и геодинамические наблюдения за напряженно-деформированным состоянием недр. Расстановка мониторинговой сети осуществлялась на основе методических представлений гидрогеологии, геохимии, геодинамики и основной задачей была минимизация точек наблюдений.

21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе научно-исследовательских работ решена основная задача диссертации — разработана методика комплексного геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа с использованием современных геоинформационных технологий.

Результаты диссертационного исследования состоят в следующем:

1. Изучен и обобщен существующий опыт геоэкологического картографирования, проанализированы методы картографирования антропогенных воздействий и загрязнения различных компонентов природной среды.

2. Рассмотренные особенности воздействия объектов подземного хранилища газа позволяют утверждать, что разработку научно-методических подходов по оценке воздействия на окружающую среду от подобных сооружений целесообразно проводить на основе геоэкологического картографирования.

3. Предложенная методика геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа определяется этапами картографирования (базовый, базовый производный, этап специальных карт, карты выводов), составом карт и их содержанием. Технология создания карт основана на использовании возможностей современных геоинформационных систем и программных продуктов.

4. Разработанная методика реализована на примере создания серии геоэкологических карт территории Щелковского подземного хранилища газа. Анализ серии карт позволил выявить основные источники и объекты воздействия, провести районирование территории с учетом природных условий и хозяйственного использования, зафиксировать комплексное влияние техногенной нагрузки от газохранилища. При помощи карт оценено состояние следующих компонентов окружающей среды: атмосферный воздух, снежный покров, поверхностные и подземные воды, почвенный покров, недра. На основе комплексного геоэкологического картографирования и изучения территории предложен подход к проектированию сетей локального геоэкологического мониторинга.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Картографическое моделирование для изучения экологического состояния снежного покрова Щелковского района Московской области // Экология и промышленность России, март 1999 г., №3, с.26-29 (соавторы Б.А. Новаковский, Н.И. Тульская).

2. Компьютерное моделирование экологического состояния современных ландшафтов административного района (на примере Щелковского района Московской области) // Экология и промышленность России, апрель 2000г., № 4, с, 41-44 (соавторы Б.А. Новаковский, А.И. Прасолова).

3. Системное компьютерное картографирование экологического состояния территории подземного хранилища газа / В сборнике тезисов докладов Международной конференции «Ломоносов-2001», секция «география», Москва, апрель, 2001г., с.91.

4. Геоинформационное картографирование для оценки воздействия на окружающую среду объектов нефтегазовой промышленности (на примере Щелковского подземного хранилища газа) // Геоинформатика, 2001г., с.3-9 (соавторы А.И. Никонов, Б.А. Новаковский, C.B. Прасолов).

5. Геоэкологическое картографирование территории подземного хранилища газа / В сборнике трудов Международной научной конференции «Новые типы инженерно-геологических и эколого-геологических карт», Москва, МГУ, 29-30 мая 2001г., с. 137-138 (соавторы А.И.Никонов, Б.А. Новаковский).

6. Изучение воздействия локальных источников загрязнения на окружающую среду с использованием геоинформационных технологий / Материалы международной конференции Интеркарто 7, Петропавловск-Камчатский, 30 июля - 1 августа 2001 г., с.55-60, (соавторы Б.А. Новаковский, C.B. Прасолов, А.И. Прасолова, Н.И. Тульская, Ю.В. Швецова).

7. Геоинформационное эколого-геохимическое картографирование территории подземного хранилища газа // Геоинформатика, 2002г., №1, с.3-8 (соавторы А.И. Никонов, Б.А. Новаковский).

8. Геоэкологический анализ кризисных территорий с использованием системно-картографического подхода / Материалы международной конференции «Актуальные проблемы геоэкологии», Тверь, 2002 г., с.87-89 (соавторы В.В. Кравцов, А.И. Никонов, Е.В. Торопова).

9. Моделирование загрязнения снежного покрова в экологическом картографировании // Комплексная экологическая безопасность Центрального Федерального округа России: Информационный научно-справочный сборник. Сергиев Посад: ФГУ «СИАК по ЦР», 2002, №4, с.б-12.

10.Проект создания учебного аэрокосмического полигона на северо-востоке Подмосковья / Тезисы докладов пятой международной научно-практической конференции «Пилотируемые полеты в космос». Россия, Московская область, Звездный городок 9-10 апреля 2003г., с.190-193 (соавторы В.А. Малинников, В.В. Кравцов, А.И. Никонов).

11.Системное картографирование для решения экологических задач / Материалы XV конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока. «География: новые методы и перспективы развития» - Изд-во Института Географии СО РАН, Иркутск 16-19 апреля 2003. - с. 165-166, (соавторы Б.А. Новаковский, A.A. Рогачев, М.В. Ян).

12.Методические подходы в геоэкологическом картографировании территории подземного хранилища газа // Геоинформатика, 2004г., №4, с.21-26.

Отпечатано в копицентре Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint.ru e-mail: zakaz@stprint.ru тел. 939-3338 Заказ № 60 тираж 100 экз. Подписано в печать 21.09.2004 г.

РНБ Русский фонд

2QQ7-4 17631

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Переверзев, Михаил Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РОЛЬ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО

КАРТОГРАФИРОВАНИЯ В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ. ф 1.1. Экологическое картографирование: основные понятия и современное состояние. ф 1.2. Теоретические основы геоэкологического картографирования. 1.3. Основные направления геоэкологического картографирования в экологических исследованиях.

ГЛАВА 2. ОСОБЕННОСТИ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОЦЕНКИ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИЙ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА. 2.1. Воздействие подземных хранилищ газа на окружающую среду. 2.2. Основные положения методики геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа. 2.3. Применение геоинформационных технологий для создания геоэкологических карт.

ГЛАВА 3. КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ

ЩЕЛКОВСКОГО ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА 90 £ 3.1. Состояние территории в зоне техногенного воздействия. ф 3.2. Оценка компонентов окружающей природной среды на основе анализа серии карт.

§ 3.3. Комплексное изучение территории для проектирования локального геоэкологического мониторинга.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологическое картографирование территории подземного хранилища газа"

Актуальность темы исследования. Существует множество различных методов определения степени антропогенного воздействия на окружающую среду. При проектировании, переустройстве и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса, включая подземные хранилища газа (ПХГ), оценка воздействия является более сложной задачей, чем для различных наземных сооружений. Влияние прямых и обратных связей, как на природу, так и на сооружение со стороны природы, в случае с наземными объектами можно реально оценить в пространстве и во времени. Изменения, происходящие в недрах при разработке месторождений и эксплуатации ПХГ, трудно прогнозируемы, потому что протекают на больших глубинах (от 500 м до 2000 м).

Разработка приемов картографической оценки состояния территорий подземных хранилищ газа посредством выявления структуры загрязнения различных компонентов природной среды чрезвычайно актуальна. Картографическая форма представления оказывается наиболее репрезентативным инструментом для отображения подобной информации. Главная задача картографического анализа состоит в выявлении в составе, структуре и динамике различных геосистем компонентов и взаимосвязей, которые оказывают решающее влияние на их функционирование. В результате оценка воздействия на окружающую среду целиком основывается на картографическом моделировании состояния геосистем.

Целью диссертационной работы является разработка методики картографической оценки геоэкологического состояния территории подземного хранилища газа с использованием современных геоинформационных технологий.

Исходя из поставленной цели, можно выделить следующие задачи: - проанализировать и обобщить опыт геоэкологического картографирования, изучить существующие способы картографирования антропогенного воздействия и загрязнения различных компонентов природной среды;

- выявить особенности воздействия, оказываемого объектами подземного хранилища газа на окружающую среду в целом и на состояние отдельных ее компонентов (поверхностные и подземные воды, почвенный покров, надпродуктивная и инженерная часть геологического разреза);

- разработать методику комплексного геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа и рассмотреть возможности использования современных геоинформационных технологий для создания карт;

- апробировать разработанную методику на примере создания серии сопряженных тематических карт территории Щелковского подземного хранилища газа.

Методика исследования. Исследование опиралось на научно-методологические принципы и идеи комплексного тематического картографирования, заложенные К.А. Салищевым, И.П. Заруцкой,

A.M. Берлянтом, А.Г. Исаченко, а также на достижения в области геоинформационного картографирования A.M. Берлянта, Б.А. Новаковского,

B.C. Тикунова, И.К. Лурье и других. В основу работы положены личные исследования автора за период с 1999 по 2004 гг. В диссертационной работе использовались материалы лаборатории цифровой картографии и фотограмметрии кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Института водных проблем Академии наук (ИВП РАН), Института проблем нефти и газа (ИПНГ РАН), Московского государственного университета геодезии и картографии (МосГУГиК), Центра независимой экологической экспертизы объектов нефтегазовой промышленности (НефтегазЭкоЦентр), а также материалы публикаций по исследуемой проблеме. Все картографические изображения созданы на основе методов и приемов геоинформационного картографирования

Исследование строится на системном картографическом подходе. В качестве базового метода отображения и анализа эколого-ресурсной информации предложен картографический метод исследования. Карта выступает в двоякой роли - в качестве средства исследования и как модель изучаемых явлений. При этом обработка и представление картографических, аэрокосмических и фактических материалов оптимальным образом обеспечивает комплексность и непротиворечивость, оперативность получения, систематизации и интерпретации данных. Весь процесс картографирования построен по принципу от общего к частному, что создает необходимость обязательного использования и постоянного обновления специализированного комплекта, как первичных материалов, так и их производных аналогов, обеспечивая тем самым исключение ошибок сначала при районировании территории в региональном масштабе, а затем при осуществлении наблюдений и контроле на локальном уровне. Такой подход позволяет на базе созданных картографических моделей наиболее эффективно применять расчетные методы и получать комплексные показатели для эколого-статистических и эколого-экономических оценок.

Научная новизна. В результате проведенной работы на основе обобщения опубликованных и авторских материалов впервые:

- разработана методика геоэкологического картографирования территорий объектов нефтегазового комплекса на примере Щелковского подземного хранилища газа: обоснованы последовательность этапов, содержание серии карт;

- предложены методы составления карт, отображающих антропогенное воздействие и состояние различных компонентов природной среды, в том числе оригинальное исполнение следующих карт: Карта видов и типов воздействия, Карта зонирования загрязняющих элементов, отсорбированных в снежном покрове, Карты динамики геохимического состава подземных водоносных горизонтов и пр.

- составлена серия компьютерных карт территории Щелковского подземного хранилища газа, включающая карты: базовые, базовые производные, специальные и итоговые (карты выводов).

Практическая ценность проведенных исследований заключается в разработке научно-методических подходов картографической оценки геоэкологического состояния территорий объектов нефтегазового комплекса. Полученные результаты ориентированы в первую очередь на специалистов, работающих не только по данной тематике, но и в смежных областях науки и практической деятельности. Материалы работы будут интересны органам местного самоуправления, службам государственного контроля и специалистам, ответственным за выработку и обоснование решений в области рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, а также студентам, аспирантам и молодым ученым, интересующимся геоэкологическим картографированием территорий.

Предварительные результаты проведенных работ легли в основу проектов: «Геоинформационные технологии для создания-использования интегральных карт оценки состояния компонентов природной среды» по программе «Университеты России - Фундаментальные исследования» (грант № 8.7.6.); «Разработка методов и технологии системной картографической оценки геоэкологического состояния территории подземного хранилища газа» поддержанного фондом РФФИ (грант № 03-05-64576). Картографические материалы диссертации вошли в проект «Оценка состояния и разработка рекомендаций по рациональной организации системы геоэкологического мониторинга объектов Щелковского ПХГ в зоне техногенного влияния», заказчиком которого является МУПХГ филиал ООО «Мострансгаз».

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа содержит: 170 страниц машинописного текста, 38 иллюстраций, включая 28 фрагментов компьютерных карт, 3 таблицы. Библиография включает 107 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Картография", Переверзев, Михаил Васильевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе научно-исследовательских работ решена основная задача диссертации — разработана методика комплексного геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа с использованием современных геоинформационных технологий.

Результаты диссертационного исследования состоят в следующем:

1. Изучен и обобщен существующий опыт геоэкологического картографирования, проанализированы методы картографирования антропогенных воздействий и загрязнения различных компонентов природной среды.

2. Рассмотренные особенности воздействия объектов подземного хранилища газа позволяют утверждать, что разработку научно-методических подходов по оценке воздействия на окружающую среду от подобных сооружений целесообразно проводить на основе картографического метода исследований.

3. Предложенная методика геоэкологического картографирования территории подземного хранилища газа определяется этапами картографирования (базовый, базовый производный, этап специальных карт, карты выводов), составом карт и их содержанием. Технология создания карт основана на использовании возможностей современных геоинформационных систем и программных продуктов.

4. Разработанная методика реализована на примере создания серии геоэкологических карт территории Щелковского подземного хранилища газа. Анализ серии карт позволил выявить основные источники и объекты воздействия, провести районирование территории с учетом природных условий и хозяйственного использования, зафиксировать комплексное влияние техногенной нагрузки от газохранилища. При помощи карт оценено состояние следующих компонентов окружающей среды: атмосферный воздух, снежный покров, поверхностные и подземные воды, почвенный покров, недра. На основе комплексного геоэкологического картографирования и изучения территории предложен подход к проектированию сетей локального геоэкологического мониторинга.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Переверзев, Михаил Васильевич, Москва

1. Акопова Г.С., Гриценко А.И., Максимов В.М. Экология. Нефть и газ. М.: Наука, - 1997.

2. Атлас климатических карт общего содержания и парциального давления озона / Центр.аэрол.обсерватория. -М.: Гидрометеоиздат.Моск.от-ние, 1990.

3. Баринова Г.М., Краснов Е.В. Геоэкологическое картографирование и моделирование основа управления приморским регионом. // Мат-лы межд. конф. Интеркарто-8, Хельсинки-Санкт-Петербург, 28 мая- 1 июня 2002 г., с. 164-166.

4. Белов П.Н. Загрязнение воздуха в городах и вблизи автомагистралей Московской области // Вестник МГУ, 1998, № 5, с.32-35.

5. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование в экологических исследованиях // Геоэкоинформатика. Сб.статей. М.: Изд-во МГУ, 1995, с.38,43.

6. Берлянт A.M. Геоиконика. М.: Астрея, 1996, с.20-24.

7. Берлянт A.M. Картография: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2001.

8. Берлянт A.M. Образ пространства: карта и информация. М.: Мысль, 1986, с.229-234.

9. Берлянт A.M. Теоретические проблемы картографии. М., Изд-во МГУ, 1993.

10. Берлянт A.M., Аляутдинов А.Р., Мусин О.Р., Платонов А.П. Картографирование телекоммуникационных сетей России // ГИС-обозрение, 1995, весна, с.96.

11. Берлянт A.M., Кошкарев A.B., Тикунов B.C. Картография и геоинформатика //Итоги науки и техн. Картография. М., ВИНИТИ, 1991, т. 14

12. Биндер К. Кисти для цифровых холстов // Publish, февраль, 2000.

13. Божилина Е.А., Сваткова Т.Г., Чистов С.В. Эколого-географическое картографирование: учебное пособие. М.: изд-во МГУ, 1999. - 84 с

14. Босняцкий Г.П., Гриценко А. И., Седых А.Д. Проблемы экологического мониторинга в газовой промышленности. М., АО «Ника-5», 1993.

15. Будников Б.О. Методологические основы оценки влияния подземных хранилищ газа на окружающую среду (на примере Московского управления подземного хранения газа) / Афтореферат диссертации на соискание ученой степени к.г.н. М., 1997.

16. Буренков Э.К., Гинзбург Л.Н., Грибанова Н.К. и др. Комплексная эколого-геохимическая оценка техногенного загрязнения окружающей природной среды М.: Прима-Пресс, 1997. -73 с.

17. Быков И.Н. Солдаткин С.Г. Мероприятия по сокращению межпластовых перетоков при эксплуатации ПХГ / Проблемы подземного хранения газа в СССР. -М.: ВНИИгаз, 1982. с.57-61.

18. Гаев А.Я. Подземное захоронение сточных вод на предприятиях газовой промышленности. -Л.: Недра, 1981.

19. Гаев А.Я., Карась О.И. Закачка промышленных стоков в поглощающие горизонты // Газовая промышленность, 1980. №5.

20. Геоэкология урбанизированных территорий. Сб. тр. Центра Практической Геоэкологии / Под ред. В.В.Панькова, С.М.Орлова М.: ЦПГ, 1996.

21. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. -М.: Высшая школа, 1988.

22. Глоба В.М., Яковлев Е.И. и др. Строительство и эксплуатация подземных хранилищ. Киев, Буд1вельник, 1985.

23. Годовой отчет компании ОАО «Газпром» http://www.gaznet.ru/rus/report/

24. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.Б. Инженерная геоэкология период становления. // Инженерная геология. 1990. №3. с.8-15.

25. Голубев Г.Н., Касимов Н.С., Тикунов B.C. Геоинформационное и картографическое обеспечение экологических программ // Экология, 1995, №5. с.339-343.

26. Грачева О.Н., Григорьев A.B., Солдаткин С.Г. Определение безвозвратных пластовых потерь газа при циклической эксплуатации ПХГ / В сб.: Отделение подземного хранения газа М.: ВНИИгаз, 1995. - с.84-85.

27. Гриценко А.И. НТП подземного хранения газа в России / В сб.: Отделение подземного хранения газа. -М.: ВНИИгаз. 1995. с.3-11.

28. Громов A.B., Гузанов Н.Е., Хачикян JI.A. и др. Эксплуататору магистральных газопроводов: Справочное пособие. -М.: Недра, 1987.

29. Дедиков Е.В., Бухгалтер Л.Б., Будников Б.О., Хабаров A.B., Бухгалтер Э.Б. Анализ воздействия объектов подземного хранения газа на окружающую природную среду. -М.: ИРЦ Газпром, 1997.

30. Добыча, подготовка и транспорт природного газа и конденсата. Справочное руководство -М.: Недра, 1984.

31. Добровольский Г.В., Пойменные почвы Русской равнины. -М., 1965.

32. Жуков В.Т., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Компьютерное геоэкологическое картографирование. М.: Научный мир, 1999.

33. Зб.Заруцкая И.П., Красильникова Н.В. Картографирование природных условий и ресурсов. М.: Недра, 1988. - 299 с

34. Иванов A.B. К вопросу о понимании «геоэкологии» и подготовке геоэкологов. // В сб. «Проблемы геоэкологии Саратова и области» Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, выпуск 1, 1996. - 96с

35. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. JL: Гидрометеоиздат, 1984.

36. Исаев E.H., Клубов C.B., Прозоров JI.JI., Бондарчкук Е.А. Геоэкология и оценка воздействия на окружающую среду при освоении минерально-сырьевых ресурсов. // Разведка и охрана недр, 1992, №6. с. 35-38

37. Исаченко Г.А. Отечественное экологическое картографирование: первые итоги // Изв. РГО, 1992, т. 124, вып. 5. с. 418-427.

38. Карпович Л.Л., Тикунов B.C., Январева Л.Ф. Моделирование икартографирование сельскохозяйственного воздействия на природную среду // Геодезия и картография, 1993, № 5, с. 41-46

39. Касьянова H.A., Кузьмин Ю.О. Современная аномальная геодинамика недр и ее влияние на объекты нефтегазового комплекса / Предисл. акад. А.Л. Яншина. М.: Геоинформмарк, 1996. - 56 с.

40. Комедчиков H.H., Лютый A.A., Асоян Д.С., Бердников К.Н., Логинова Л.В., Нарских P.C. Экологическое картографирование в России // Геод. и картогр., 1993, №9, с.38-44.

41. Комедчиков H.H., Лютый A.A., Асоян Д.С., Бердников К.Н., Логинова Л.В., Нарских P.C. Экология России в картах // Изв. РАН, сер. геогр., 1994, №1, с.107-118.

42. Комплексное экологическое картографирование. (Географический аспект) / Под ред. Н.С.Касимова: Учеб. пособие. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997.

43. Косенкова Д.О., Абросимов М.Ю. Комплексный анализ медико-экологической ситуации Кольского полуострова. // Мат-лы межд. конф. Интеркарто-8, Хельсинки-Санкт-Петербург, 28 мая- 1 июня 2002 г., с. 341347.

44. Кочуров Б.И., Жемерова И.К. Карта экологических ситуаций Харьковской области. // Ландшафтно-экологические исследования и практика. М, 1991, с.45-54.

45. Кравцов В.В, Никонов А.И., Юрова М.П. Геодинамические аспекты оценок воздействия на окружающую среду и экологического мониторинга нефтегазовых объектов. Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности. М.: Наука, - 2000.

46. Кравцова В.И. Спутниковое геоинформационное картографирование: новые виды продукции. Геоинформационное картографирование. М.: МЦ ГО РАН. 1993, с.153-159.

47. Кузьмин Ю.О. Современные суперинтенсивные деформации земной поверхности в зонах платформенных разломов // Геол. изучение и использование недр: Науч.-техн. сб. М., 1996. - Вып. 4. - С. 43-53.

48. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика и оценка геодинамического риска при недропользовании. М.: Агентство Экономических Новостей, 1999.

49. Кузьмин Ю.О. Никонов А.И. Эколого-геодинамическая опасность подземных хранилищ газа. //Информационное обеспечение рационального природопользования. М., 2001. - С. 163-171

50. Лавров С.Б., Морачевский В.Г. Принципы эколого-географического описания природной среды // Изв. РГО. 1994.Т.126, вып.2 с.22-26.

51. Ландшафты Московской области и их современное состояние / Под ред. И.И.Мамай. Смоленск: Изд-во СГУ, 1997.

52. Лурье И.К. Основы геоинформационного картографирования. М.: изд-во МГУ, 2001. - 144с.

53. Марке л ов A.B. Геоинформационные основы радиоэкологической безопасности. М.: Макс Пресс, 2000. - 50с.

54. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Гидрометиоиздат, 1987.

55. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982. 112 с.

56. Мусин O.P. Трех- и четырехмерные модели для геоинформационного картографирования. // Докл. I Всерос. Научн. конф. по картографии «Картография на рубеже тысячелетий», Москва, 1997 г., с.419-427

57. Немкова Н.С., Акопова Г.С. Проблемы охраны водной среды на объектах транспорта и хранения газа / Охрана человека и окружающей среды в газовой промышленности. -М.: ИРЦ Газпром, 1995.

58. Никонов А.И. Роль геодинамических процессов в функционировании подземных хранилищ газа (на примере Щелковского и Касимовского подземных хранилищ) // Автореф.дис. на соиск. уч. степ, к.г.-м.н., -М., 2003.

59. Никонов А.И., Новаковский Б.А., Переверзев М.В. Геоинформационное эколого-геохимическое картографирование территории подземного хранилища газа. // «Геоинформатика», 2002г., №1, с.3-8

60. Новаковский Б.А., Прасолова А.И., Прасолов C.B. Цифровая картография: Цифровые модели и электронные карты: Учебное пособие. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 2000г. - с.64-69.

61. Новаковский Б.А., Труфанов A.A., Прасолов C.B., Прасолова А.И. Цифровые и электронные геоэкологические карты: получение и использование // Геоинформатика, январь-февраль 1997, с. 33-41

62. Новые типы инжерено-геологических и эколого-геологических карт. // Труды Международной научной конфереции, Москва, 2001 г., 194с.

63. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука о экологических проблемах геосфер. // Геоэкология. 1993. №1. с.4-18.

64. Оценка качества окружающей среды и экологическое картографированиепод рук. Глазовского Н.Ф. М.: ИГ РАН, 1995. - 214 с.

65. Перельман А.И. Геохимия: Учеб. Для студентов геол. спец. вузов. 2 изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1989. - 527с.

66. Проект нормативов ПДВ для Московской станции подземного хранения газа. Щелково, 2003.

67. Ротанова И.Н., Хлебович И.А., Курепина Н.Ю., Шибких A.A. Медико-экологическое картографирование Алтайского края с использованием компьютерных технологий. // Мат-лы межд. конф. Интеркарто-8, Хельсинки-Санкт-Петербург, 28 мая- 1 июня 2002 г., с. 339-340

68. Ратанова М.П., Сороковикова Н.В. Оценка хозяйственной деятельности на природную среду / Вестник МГУ, 1988, №4, с.54-60.

69. Салищев К.А. Картоведение, 2-е изд. М., Изд-во МГУ, 1982, - с.172-173.

70. Свешников В.В., Козлов В.В., Сомова В.И., Рябчикова В.И., Хомутов В.Л. О концепции картографического обеспечения экологической безопасности России. // «Геодезия и картография», №6, 1997, с.34-40.

71. Севастьянов ОМ., Захарова Е.Е., Комарова Ю.Н. Захоронение промышленных стоков при подготовке и переработке сероводород-сод ержащего газа / Природный газ и защита окружающей среды, 1981, № 2.

72. Сергеев Е.М. Инженерная геология и охрана окружающей среды. / Охрана биосферы: Материалы Всесозной конф., Кишинев, 1979, с.82-90.

73. Сидорова Е.В., Акопова ГС., Немкова Н.С. Можарова Н.В. Охрана почв на объектах газовой промышленности. Обз.информ. Сер. охрана человека и окружающей среды в газовой промышленности. М., ИРЦ Газпром, 1994.

74. Системное картографирование природных и социально-экономических комплексов. Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции по тематическому картографированию (Москва, 17-19 октября 1978), изд-во МГУ, 1978

75. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия природных ландшафтов. -М.: Изд-во МГУ, 1998.-376с.

76. Состояние окружающей среды в Московской области в 1998 году: Государственный доклад. / Под ред. Клименко А.П. М.: Мособлкомприрода, 1999.- 192с.

77. Состояние окружающей среды в Московской области в 1999 году: Государственный доклад. / Под ред. Клименко А.П. М.: Мособлкомприрода, 2000. - 148с.

78. Сочава В.Б. Введение в учение о геосистемах. Новосибирск, Наука, 1978, 345 с.

79. Сочава В.Б. Теоретические предпосылки картографирования среды обитания // Доклады Ин-та географин Сибири и Дальн. Востока, 1973, №40, с.3-15.

80. Столярова Л.В. Бирюкова С.М. Совершенствование природоохранной деятельности в газовой промышленности / Природный газ и защита окружающей среды. 1981. №1.

81. Стурман В.И. Основы экологического картографирования. Ижевск, 1995, с.220.

82. Сычев К.И. Научное содержание и основные направления геоэкологии. // Разведка и охрана недр. №11. 1991. с.2-6

83. Теория и методология экологической геологии / Трофимов В.Т. и др. Под ред. В.Т.Трофимова. -М.: Изд-во МГУ, 1997, с.65-79, 285-293.

84. Технологический регламент по охране окружающей среды при капитальном ремонте скважин. Охрана земельных ресурсов, 1974.

85. Тикунов B.C. Моделирование в картографии: Учебник. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1997, 405 с.

86. Тикунов B.C., Цапук Д.А. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение. -Москва Смоленск, Изд-во СГУ, 1999, с.38-44

87. Трофимов A.M., Торсуев Н.П., Байдерин В.В., Ермолаев О.П., Рогова Т.В. Количественный метод определения величины антропогенной суммарной экологической нагрузки на территорию // География и природные ресурсы. 1991. №2, с.22-88.

88. Филатов H.H. Географические информационные системы. Применение ГИС при изучении окружающей среды. Петрозаводск: Изд-во КГПУ, 1997. -с. 104.

89. Черных В.Д. Эндогеоэкология новое направление в теории разработки нефтяных и газовых месторождений / Экологические проблемы нефтегазового комплекса и способы их решения. Мат-лы отрасл. конф. Москва, ноябрь 1992. -М.: ВНИИгаз, 1993. - с. 9-27.

90. Экогеохимия городских ландшафтов / Под ред. Н.С.Касимова М.: Изд-во МГУ, 1995.

91. Экологическая информация в России. Самара: Лаборатория природных экосистем ИЭКА «Поволжье», 1998. - 208с.

92. Экологическая карта Московской области, масштаб 1:350 000. Под ред. П.М. Хомякова. -М.: изд-во «Летописец», 1993

93. Экологическая карта России, масштаб 1:4 ООО ООО, -М.: МГУ, 1999.

94. Экологический атлас Москвы./ Н.-и. и проект.ин-т Генер.плана г.Москвы -М.: 2000.

95. Экологический атлас России /М-во природ.ресурсов РФ, Федер.экол.фонд РФ, МГУ им.М.В.Ломоносова. -М: Карта, 2002. -128с.

96. Экологический энциклопедический словарь, М, изд. дом «Ноосфера», 2000 г.

97. Экология России: Итоги науки и практики. Вып. 2. Чистов C.B., Флоринский И.В. Экологическая картография. М.: РЭФИА, 1997. -134 с.

98. Яковлев Е.И. Газовые сети и газохранилища. М.: Недра, 1991.