Обоснование и разработка эффективных способов рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов

Калашников, Антон Владимирович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Обоснование и разработка эффективных способов рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Обоснование и разработка эффективных способов рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов"

На правах рукописи

М--

КАЛАШНИКОВ АНТОН ВЛАДИМИРОВИЧ

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ТУНДРОВЫХ ЗЕМЕЛЬ ПО ТРАССАМ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ (по материалам исследований в Ненецком автономном округе)

03.00.16 -экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск - 2005

Работа выполнена в Архангельском государственном техническом университете

Научный руководитель

кандидат технических наук, Конюхов Александр Владимирович

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Евстратова Любовь Павловна

кандидат биологических наук, доцент Шаврина Елена Валентиновна

Ведущая организация

Институт экологических проблем Севера УрОРАН

Защита состоится 30 марта 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколо-пьбиологический факультет университета, ауд. 326 теоретического корпуса.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Петрозаводского государственного университета.

Автореферат разослан «28» февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Крупень И.М.

f-y

4Wt

Введение

¿06 WW

Актуальность темы. Освоение Ненецкого автономного округа (НАО) на нефть и газ с 70-х годов по настоящее время сопровождается негативными воздействиями на окружающую среду и, в частности, на тундровые покрою [Неронов, 1991; Беляева и др., 19%]. Возрастающие техногенные нагрузки, повсеместная заболоченность, наличие близких к поверхности многолетнемерзлых грунтов (ММГ), активные процессы снегопереноса в зимние периоды, ограниченное применение природосберегающих технологий - в совокупности приводят к существенным изменениям водно-теплового режима почвогрунтов на осваиваемых территориях, развитию термокарстовых и эрозионных процессов, нарушениям поч-венно-растительного покрова, формированию деградированных земель [Radford, 1972; Природа..., 1995; Wilshire, 1995; Мониторинг..., 1997; Юдахин, Губайдул-лин, Коробов, 2002; Экология..., 2002 и др.]. Площади нарушенных земель в НАО по имеющимся данным превышают 8000 км2 (порядка 7 % от территории округа) [Неронов, 1991; Уткин, 1991 и др.] и, в основном, вызваны строительством, эксплуатацией нефтегазопроводов, временных и постоянных дорог. На долю других нефтегазопромысловых объектов (разведочных и эксплуатационных скважин, насосных и компрессионных станций, пунктов сбора и подготовки нефти, промыш-ленно-бытовых комплексов и др.) приходится не более 10 % от общей площади землеотвода. Развитее нефтегазового комплекса в регионе сопровождается увеличением площадей нарушенных земель [Дорожукова, Янин, 2002].

При наличии результатов исследований защиты тундрового покрова от техногенных воздействий, рекультивации нарушенных земель до настоящего времени отсутствуют практические решения, соответствующие современным экологическим требованиям [Сумина, 1992 и др.]. По нашему мнению, это вызвано недостаточно полным учетом в исследованиях прогнозных изменений водно-теплового режима обводненных тундровых земель, специфических особенностей техногенных нагрузок, исходного экологического состояния осваиваемых районов, а также взаимосвязей и взаимообусловленностей перечисленных выше факторов. Все это наряду с использованием в НАО недостаточно эффективных способов защиты, восстановления загрязненных и нарушенных земель, разработанных применительно к южным регионам России, не позволяет минимизировать негативные воздействия на почвенно-растительный покров, приводит к значительным затратам, низкой эффективности рекультивационных работ по трассам нефтегазопроводов, необходимости проведения восстановительных работ на протяжении 3-5 лет [Пи-калова, 1984; Таскаев, 2004 и др.].

Основным объектом исследований являются тундровые земли по трассам нефтегазопроводов в НАО, а предмет»« исследований - изучение воздействий строительства и эксплуатации трубопроводов на почвенно-растительный покров, условий естественного и искусственного восстановления земель на Севере.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ EMejjHUTfKA ^i^ii-ric'sbf*

Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение особенностей воздействий строительства и эксплуатации трубопроводов на состояние тундровых земель, условий их естественного и искусственного восстановления. В составе темы решались следующие задачи:

• анализ влияния природно-климатических условий и техногенной деятельности на состояние тундровых земель НАО;

• исследование водно-теплового режима почвогрунтов в естественных и измененных условиях;

• разработка методики прогноза экологической опасности, экономической целесообразности проведения рекультивационных работ по трассам трубопроводов;

• исследование процессов естественного и искусственного восстановления почвенно-растительного покрова;

• разработка эффективных способов защиты почвенно-растительного покрова от техногенных воздействий, рекомендаций по восстановлению тундровых земель на трассах трубопроводов.

Методы исследований. Для решения поставленных задач разработаны и использованы методики, включающие анализ и обобщение показателей водно-теплового режима почвогрунтов, техногенной деятельности, экологического состояния тундровых земель по трассам нефтегазопроводов в НАО, методы эколого-экономической оценки целесообразности существующей (намечаемой) деятельности, математической статистики и компьютерных программ.

Научная новизна результатов исследований. Выполнен комплексный анализ причин формирования нарушенных земель по трассам трубопроводов в северном регионе с использованием результатов исследований из различных областей знаний: инженерного мерзлотоведения; технологий строительства, нефтегазопроводов и инженерной экологии, отражающих взаимосвязь и взаимообусловленность природных процессов с техногенной деятельностью.

Выявлена зависимость степени нарушенности тундровых земель по трассам трубопроводов от объемов, масштабов техногенной деятельности, показателей водно-теплового режима почвогрунтов и экологического состояния осваиваемого района.

Предложена классификация техногенных воздействий и последствий на природные объекты, состояния тундровых земель по трассам трубопроводов. Разработана методика прогноза экологической опасности, экономической целесообразности проведения техногенной деятельности, а на заключительной стадии рекультивационных работ. Оценка состояния нарушенных тундровых земель основана на проведении экспертного анализа, как компонентов, так и в целом среды осваиваемого района. Анализ предусматривает учет экологических норм и ограничений, пространственно-временных масштабов техногенных воздействий и последствий на природные объекты, а также затрат на восстановление нарушенных земель.

По результатам исследований предложены новые способы защиты почвен-но-растительного покрова от техногенных нагрузок, проведения технического и биологического этапов рекультивации на Севере, учитывающие природно-климатические условия НАО (наличие горизонтальной составляющей снегопереноса, высокое положение УГВ, возможность развития термокарстовых процессов, ограниченные сроки вегетации растений) и повышенную «ранимость» тундровых покровов при техногенных воздействиях. Подтверждена их целесообразность и эффективность практического применения [Патент. .., 2003; Патент..., 2004; Калашников, 2004].

Обоснованность и достоверность результатов работы. Теоретические результаты работы подтверждены лабораторными и полевыми исследованиями тундровых земель по трассам трубопроводов Северо-Сарембойского, Южно-Хыльчуюского и Инзырейского месторождений НАО, проведенными автором в период с 1999 по 2004 г.г. с использованием имеющихся результатов из областей инженерного мерзлотоведения, проектирования нефтегазопроводов и инженерной экологии.

Личный вклад. Автором с учетом рекомендаций руководителей сформулированы цель и задачи исследований, выбраны и уточнены методические подходы к их решению. Непосредственно диссертантом в течение 1999-2004 г.г. проведены теоретические и экспериментальные исследования, выполнен анализ полученных данных, сформулированы выводы, разработаны практические рекомендации по рекультивации нарушенных земель по трассам трубопроводов.

Апробация и публикации работы. Результаты данной работы внедрены при строительстве и эксплуатации трубопроводов, расположенных на лицензионных участках ОАО «Архангельскгеолдобыча», ООО «Нарыгамарнефте-газ». Основные положения и результаты исследований доложены на: областной конференции молодых ученых, посвященной 290-летнему юбилею М.В. Ломоносова (Архангельск, 2001); Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002); Международной научно-технической конференции «Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах» (Архангельск, 2003). По материалам исследований опубликовано 5 работ, получено 2 патента на изобретения.

Практическое значение результатов исследований связано с: установлением основных причин, закономерностей формирования нарушенных земель при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов в северных регионах России; разработкой методики прогноза экологической опасности техногенной деятельности, экономической целесообразности проведения рекультивацион-ных работ; разработкой и апробацией на практике способов защиты тундровых покровов от техногенных воздействий, рекомендаций по восстановлению земель на трассах нефтегазопроводов. Результаты исследований внедрены в производство и могут быть успешно использованы при проектировании и проведении в НАО рекультивационных работ по трассам нефтегазопроводов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав и заключения, включая 4 приложения. Список литературы содержит 175 наименований. Тест иллюстрирован 39 таблицами и 17 рисунками.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю кандидату технических наук A.B. Конюхову и доктору с.-х. наук, профессору H.A. Бабичу за оказание консультативной помощи при планировании исследований, а также докторам геолого-минералогических наук М.Г. Губайдуллину, А.И. Малову, кандидату биологических наук А.Е. Баталову, сотрудникам ООО НТЦ «Шельф» за ценные советы и замечания по диссертации.

Глава 1. Аналитический обзор

В главе приведены результаты обзора отечественного и зарубежного опыта строительства, эксплуатации и ликвидации трубопроводов в северных регионах, минимизации негативных воздействий на земельные ресурсы, намечены пути совершенствования способов защиты, рекультивации нарушенных земель. Анализ имеющихся сведений по освоению Севера и последствиям на окружающую среду [An ecological..., 1983; Конюхов и др., 1985; Дружинина, Мяло, 1990; Assessment..., 1990; Мазур, 1991; Антропогенная..., 1995; Бучкина, 1996; Фомина, 1998; Миронова, 1999; Москаленко, 1999 и др.] подтверждает наличие ограниченных и часто противоречивых оценок состояния почвенно-растителыюго покрова, уровня экологической опасности техногенной деятельности, необходимости естественного или искусственного восстановления нарушенных земель. По нашему мнению это вызвано недостаточно полным учетом природно-климатических условий НАО, особенностей техногенных воздействий строительства, эксплуатации и ликвидации трубопроводов на почвен-но-растительный покров, отсутствием методик оценки и прогноза изменений водно-теплового режима почвогрунтов, экологического состояния тундровых земель в районах освоения [Конюхов, Калашников, 2002].

В ходе исследований отмечено наличие ограниченных и часто противоречивых данных по водно-тепловому режиму почвогрунтов северных регионов, определена необходимость комплексного изучения гидрофизического и теплового режимов тундровых покровов с учетом техногенных особенностей освоения региона [Белоцеровская, 1950; Иванов, 1953; Лыков, 1957; Романов, 1961; Чечкин, 1970; Саввинов, 1976; Павлов, 1984 и др.].

Комплексные экологические оценки проектируемой (существующей) деятельности в ограниченном количестве проводились с использованием различных экспертных систем [Московченко, 1994; Нечаева, 1997; Новаков-ская, 1997; Ременников, 2000 и др.], отражающих различные по сущности показатели техногенных нагрузок и природных объектов в виде безразмерных баллов. Они, отчасти характеризуя отклонения исследуемых факторов от нормативных технико-экологических показателей, не учитывают наличия взаимосвязи, взаимообусловленности, пространственно-временной изменчивости между природными и техногенными объектами, дополнительных затрат на проведение природоохранных мероприятий.

Эффективность природопользования, экологическая опасность производственной деятельности ряд исследователей [Донченко, 1996; Лотош, 1998; Рей-мерс, 1990] оценивают по количеству потребляемой и выделяемой различными источниками энергии. Однако, отсутствие исчерпывающей информации по мощности генерации источников, энергетическим последствиям на природные объекты не позволяет применять данный подход в комплексных технико-экологических и экономических прогнозах. К недостаткам энергетического подхода также относится: ограниченное использование действующих экологических норм, пространственно-временных масштабов техногенной деятельности и изменений окружающей среды.

Технологии технического этапа проведения рекультивационных работ (ликвидации разливов нефти, земляных сооружений), рекомендуемые для условий Крайнего Севера, во многих случаях не удовлетворяют современным экологическим требованиям [Строительство..., 1989а; Строительство..., 19896; Доро-жукова, Янин, 2002 и др.].

Имеющийся опыт восстановления нарушенных покровов с использованием районированных и местных видов растений, проведение рекультивации в поздние сроки не дают желаемых результатов, негативно отражаются на их результатах [Пикалова, 1984; Капелысина, 1993 и др.]. Анализ эффективности известных способов выявил следующие недостатки: в весенние периоды рекультивируемые участки интенсивно размываются водами снеготаяния, а в последующие зимние периоды происходит частичное вымораживание неокрепших растений. В результате, к концу первого вегетационного периода на площади рекультивированных участках растительный покров восстанавливается не более чем на 20-30 %. Полное его восстановление происходит после проведения дополнительных рекультивационных работ в течение 3-5 лет [Биологическая..., 1992; Технология..., 1996; Рекультивация..., 1997; Инструкция..., 1997; Восстановление. .., 2000; Таскаев и др., 2004 и др.]. Затраты на восстановление нарушенных земель при отсутствии методики оценки состояния, прогноза восстановления нарушенных земель, целесообразности проведения рекультивационных работ превышают 400,0 тыс. руб. за 1 га [Технология..., 1996], а в отдельных случаях приводят к отрицательным результатам [Сумина, 1992 и др.].

Выше изложенное подтверждено и исследованиями автора. В составе инженерно-экологических изысканий в августе 2003 г. на Южно-Хыльчуюском нефтяном месторождении согласно методик [Кондратьева, 1970; Полевая геоботаника, 1972] были проведены наблюдения за состоянием участка, рекультивированного 15 лет назад специалистами Нарьян-Марской СХОС [Выборочная..., 1989]. По результатам исследований установлено, что на относительно горизонтальном опытном полигоне площадью 2 га оставались обширные участки оголенного груша (76,11±3,53 % от общей площади) и редкие куртины злаковых трав (24,21 ±1,93 %), а на береговом склоне отмечены активные эрозионные процессы.

С целью повышения эффективности работ по восстановлению нарушенных земель Архангельским отделением ВНИГНИ в 1983 г. был разработан и апробирован в районе скважины № 15 Северо-Сарембойского месторождения способ рекультивации земель, включающий применение в качестве удобрения сапропеля, посев местных видов злаков [Конюхов и др., 1985]. В первый же вегетационный период был сформирован растительный покров. По данным наблюдений, проведенных автором на этой площадке в августе 2003 г., было установлено доминирование различных видов злаков, наличие мхов по всей площади нарушенного участка (в пределах 91,11±2,34 %), за исключением мест размещения отходов металла и древесины (9,33±1,47 %).

В ходе наблюдений, проведенных на ранее рекультивированных площадках, подтверждено общеизвестное утверждение, что для жизнедеятельности растений на Крайнем Севере наиболее важным является тепловой режим почвенного покрова. Поэтому особое внимание уделено теоретическим и экспериментальным исследованиям по адаптированной нами методике [Федорович, Конюхов, 1978] закономерностей, особенностей формирования водно-теплового режима на обводненных и заболоченных территориях, характеризуемых высоким положением уровня грунтовых вод. Они включали определения по глубине почвогрунтов значений объемной важности при переменном УГВ, температуры в количестве соответственно 5572 и 100 измерений на 4-х натурных площадках, расположенных в 20 км восточнее от п. Искателей (НАО).

Результаты анализа ранее опубликованных и полученных автором данных позволили наметить пути повышения эффективности способов защиты тундровых ландшафтов от техногенных источников, искусственного восстановления растительности на нарушенных участках в условиях Крайнего Севера. Для их апробации согласно методик [Полевая геоботаника, 1972; Биологическая. .., 1992] нами были проведены геоботанические исследования на 7 пробных площадках, каждая из которых включала по 10 опытных участков площадью 250 м2.

Глава 2. Влияние природно-климатических условий и техногенной деятельности на состояние появенно-растительного покрова

Природно-климатические условия НАО изучены автором с учетом месторасположения разведанных, осваиваемых нефтегазовых месторождений, нефтепроводов и общепринятого физико-географического подразделения территории округа на субарктические (тундровые), бореально - субарктические (лесотундровые) зональные группы покровных отложений ландшафтов [Исаченко..., 1991]. В составе изучения исходного состояния, техногенных воздействий и изменений тундровых ландшафтов в осваиваемых районах выявлены основные природно-климатические и техногенные факторы, в наибольшей степени влияющие на зональное распределение, состояние почвенно-растагельного покрова, процессы изменения тундровых земель, определены условия искусственного восстановления растительности.

Природно-климатические показатели НАО существенно влияют на зональное распространение, характеристики и изменения в почвенно-растительном покрове [Атлас..., 1976; Андреев, 1954; Игаатенко, 1979 и др.]. Исследование природно-климатических условий включало изучение взаимообусловленных процессов на границе атмосфера-литосфера. В составе определяющих факторов зонального распространения, состояния тундровых земель рассмотрены: интенсивность солнечной радиации; направление, температура, влажность и скорость перемещения приземных слоев воздуха; количество атмосферных осадков; физико-химические, биологические характеристики приповерхностного слоя литосферы. По результатам исследований [Андреев, 1978; Грибова, 1980; Павлов, 1975; Тыртиков, 1979 и др.] тундровые ландшафты НАО характеризуются: ограниченным видовым составом, повышенной «ранимостью» растительности при техногенных нагрузках; выраженной пространственно-временной изменчивостью водно-тепловых показателей почвогрунтов и подстилаемых ММГ, высоким положением уровня грунтовых вод (УГВ); наличием интенсивного горизонтального снегопереноса и соответственно различного снегонакопления на повышенных и пониженных участках рельефа.

Анализ изменений растительных сообществ в осваиваемых районах показывает, что при использовании наземных видов транспорта происходит снижение разнообразия сообществ. Упрощается вертикальная и горизонтальная структура, снижается флористическое разнообразие, происходит гидрофили-зация сообществ. При значительных воздействиях на покров (3-5 проездов по одной колее) активизируются процессы термокарста, солифлюкции и пучения грунтов [Акулышша, 1997 и др.]. К настоящему времени установлены связи между физическими и биологическими факторами, влияние их на устойчивость ландшафтов, сформулированы основаны концепции нарушения - восстановления растительности в мерзлотных районах. При этом имеется информация в отношении динамики субстратов и растительных сукцессий как природных, так и связанных с деятельностью человека [Дружинина, Мяло, 1990; Антропогенная..., 1995; Природа..., 1995; Мониторинг..., 1997; Москаленко, 1999; Постгехногенная..., 2002 и др.]. Однако, согласно данным [Walker, 1991; Сумина, 1992; Москаленко, 1999; Васильевская, 2004 и др.] моделирование на осваиваемых территориях нарушений ландшафтов существенно осложнено отсутствием обоснованных прогнозов изменений на них водно-теплового режима мерзлых и переувлажненных почвогрунтов.

Глава 3. Исследование и прогноз водно-теплового режима почвогрунтов на осваиваемых территориях

В главе приведен анализ результатов имеющихся и проведенных автором теоретических и натурных исследований состояния, прогноза изменения водно-теплового режима почвогрунтов в НАО. Установлено, что при низкой теплообес-печенности, преобладании количества осадков над испарениями, высоком положении УГВ, ограниченном дренаже почв, наличии в вертикальном разрезе грунтов органоминерального происхождения, а также ММГ, техногенные воздействия существенно отражаются на водно-тепловом режиме почвенно-растительного слоя и подстилающих грунтов.

В главе рассмотрены основные закономерности распределения влаги в поч-вогрунтах, формирования в них теплового режима с учетом положения УГВ и интенсивности влагообменных процессов на границе атмосфера - почвогрунт (рис. 1, 2, 3). По результатам дисперсионного анализа натурных данных подтверждено, что содержание влаги в верхней части грунтового разреза (деятельном слое), в основном, зависит от положения УГВ и в меньшей степени от атмосферных осадков, интенсивности процессов испарения, промерзания (оттаивания). Регрессионный анализ показал следующее. При относительно высоких УГВ (с высотой капиллярного поднятия влаги й*> УГВ) водный режим осваиваемых участков в течение года остается практически неизменным, удовлетворительно описывается экспоненциальной зависимостью, а осредненная расчет-

Рис. 1. Кривые сезонных изменений влажности (\У0) и температуры (1) грунта при различных УГВ (А -11« > УГВ; Б - Ь, < УГВ) Условные обозначения: 1,2- изменения влажности в грунтовом разрезе соответственно летом и зимой; 3,4- температурные кривые летом и зимой; 5,6 - изменения влажности поверхностного слоя почвогрунта с учетом процессов испарения и инфильтрации влага в летний период.

Г = = (1)

А ' <Ж

где - влажность на УГВ и а- коэффициент, учитывающий свойства грунтов.

17ЛЛ1 18 19 20 21 22

2(М)

(сутки)

Рис. 2. Диаграммы влагоизоплет в грунтовом разрезе с переменным УГВ (без атмосферных осадков)

Рис. 3. Диаграмма влагоизоплет при инфильтрации атмосферных осадков в торфяную залежь

На территориях с низким положением УГВ (йк<УГВ) в верхней части деятельного слоя отмечаются сезонные изменения влажности, определяемые по формуле (2):

¥ = —Ь-е~'*)-АИг, (2)

аЛ

где ЛIV - поправка на испарение с поверхности.

Для количественной оценки состояния, изменений водно-теплового режима почвогрунтов осваиваемого участка предлагается методика [Конюхов, Калашников, 2003а], предусматривающая использование в качестве исходных следующих показателей инженерных изысканий: положения уровня грунтовых вод (УГВ); !

полной влагоемкости (Ж0) и теплопроводности (Ао) грунтов, расположенных ниже УГВ; высоту капиллярного поднятия влаги (кк) и глубину промерзания (от- 1 таивания) грунтов (Н^, Нот). Значения к., прогнозируемые изменения К и Нщ, На,, по высоте деятельного слоя (г) определяются по эмпирическим формулам. Другие показатели водно-теплового режима деятельного слоя: теплоемкость (С), теплота фазовых превращений (0), степень пучинистости (I) также зависят от положения УГВ, ¡V,ъ ИК, являются прогнозными характеристиками и определяются в составе методики расчетным путем.

Результаты проведенных нами исследований позволяют выполнить краткосрочные (в начале периодов оттаивания, промерзания) и долгосрочные (средне летние, средне зимние) прогнозы изменения значений влажности, температуры по высоте деятельного слоя, глубины промерзания - оттаивания почвогрунтов в естественных и измененных условиях, а также прогнозы экологического состояния тундровых земель в осваиваемых районах. Они послужили основой для разработки рекомендаций биологической рекультивации нарушенных земель, включающих выбор посадочного материала, назначение сроков и способов проведения восстановительных работ, определение продолжительности вегетационного периода растений. Предлагаемые автором рекомендации подтверждены наблюдениями по трассе трубопровода на Инзырейском месторождении.

Глава 4. Разработка методики прогноза экологического состояния, возможности восстановления нарушенных земель

На основании обзора имеющихся исследований состояния тундровых земель в естественных и измененных условиях установлено, что они, как правило, основаны на дифференцированных оценках техногенных источни- 1

ков и их последствий на компоненты окружающей среды. С учетом совре- ,

менных требований и ограничений природоохранного законодательства данный подход не позволяет выполнять комплексных (интегральных) прогнозов воздействий и последствий техногенной деятельности на почвогрунты, растительный покров в осваиваемых районах.

Предлагаемая нами методика прогноза экологического состояния, возможности восстановления нарушенных тундровых земель разработана с учетом имеющихся [Реймерс, 1990; Юдахин, Губайдуллин, Коробов, 2002] и полученных в составе данных исследований результатов по оценке природно-климатических условий НАО, по водно-тепловому режиму почвогрунтов на трассах трубопроводов, специфики нефтегазового освоения НАО, затрат, свя-

занных с необходимостью проведения природоохранных мероприятий. Методика включает выполнение трех взаимообусловленных этапа: классификацию исходного состояния среды, техногенной деятельности, степени ее экологической опасности природным объектам; определение критериев состояния природных объектов, техногенных источников и последствий на почвенно-растительный покров; прогноз экологической опасности, экономической целесообразности проведения рекультивационых работ по трассам трубопроводов.

Состояние окружающей среды в условиях хозяйственной деятельности с уче-ом действующих норм в области охраны окружающей среды и положений [Рей-мерс, 1990; Безель, 1993 и др.] целесообразно оценивать как: 1) естественное (ненарушенное); 2) относительно удовлетворительное (слабонарушенное); 3) напряженное (средне нарушенное); 4) кризисное (сильно нарушенное); 5) критическое (разрушенное); 6) катастрофическое (необратимое). По данному ранжированию допускается деятельность и связанные с ней изменения среды в пределах от второго до четвертого состояний, обеспечиваются условия естественного, а в отдельных случаях искусственного восстановления природных объектов. Следует отметить, что до настоящего времени отсутствует общепринятый подход в ранжировании (градации) масштабов хозяйственной деятельности, возможных последствий на компоненты и в целом на окружающую среду [Безель, 1993 и др.]. На практике пространственные масштабы деятельности ранжируют на локальные, территориальные (местные), региональные и глобальные, а при исследовании временных характеристик - на краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные. Эта масштабы согласно исследований [Юдахин, Губайдуллин, Коробов, 2002] одновременно характеризуют как непосредственно техногенную деятельность, так и пространственно-временную изменчивость состояний природных объектов, отражают взаимосвязь, взаимообусловленность техногенных и природных процессов.

С учетом результатов имеющихся и дополнительно проведенных исследований, анализа проектной документации и опыта строительства, эксплуатации нефтегазопроводов в НАО, нами разработана классификация исходного состояния среды, техногенной деятельности и степени экологической опасности природных объектов по трассам трубопроводов (табл. 1).

В составе работы автором предложен эколого-экономический подход (методика) оценки состояния среды, техногенной деятельности и последствий на почвенно-растительный покров по северным трассам нефтегазопроводов, включающий использование критериев - безразмерных показателей (а). При этом учитываются исходное состояние природных объектов, специфика техногенных воздействий, степень экологической опасности и дополнительные затрата на проведение природоохранных мероприятий. Значения безразмерных показателей автором рекомендуется назначать, исходя из следующих условий: безопасные, а = 1, не требующие дополнительных затрат на рекультивационные и другие мероприятия; малоопасные, а от 1,01 до 1,02; опасные, а от 1,02 до 1,05; сильно опасные, а 1,05 до 1,1 и катастрофически опасные, а свыше 1,1 - требующие проведения восстановительных мероприятий и дополнительных затрат.

Классификация исходного состояния, техногенных воздействий и последствий на окружающую среду_

Классификационные показатели среды и техногенной деятельности в регионе [Конюхов, Калашников, 2003а] Масштабы техногенных воздействий и последствий на природные объекты с учетом [Реймерс, 1991; Губайдуллин, Коробов, 20021 Состояние среды, степень опасности техногенных источников и последствий на природные объекты

Пространственный масштаб Временной масштаб Состояние среды [Реймерс, 1991; Губайдуллин, Коробов, 2002] Степень опасности воздействий и последствий [Конюхов, Калашников, 2003а1

Загрязненность атмосферного воздуха Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Относительно удовлетворительное - напряженное Потенциально опасные -Мало опасные

Загрязненность поверхностных и грунтовых вод Локальный / Территориальный Краткосрочный / Среднесрочный Относительно удовлетворительное - напряженное Потенциально опасные -Мало опасные

Нарушенность почв и растительных покровов Локальный / Территориальный Краткосрочный / Долгосрочный Слабонарушенное -Разрушенное Потенциально опасные -Сильно опасные

Изменения в ландшафтах и животном мире Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Слабонарушенное - Сильно нарушенное Потенциально опасные -Опасное

Интенсивность радиационного баланса Локальный / Территориальный Среднесрочный / Долгосрочный Естественное Безопасные - Потенциально опасные

Тип выраженных форм рельефа, их ориентация к сторонам света Локальный / Территориальный Среднесрочный / Долгосрочный Естественное - Средне нарушенное Безопасные - Мало опасные

Количество атмосферных осадков Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Естественное - Средне нарушенное Безопасные - Опасные

Геологические, гидрогеологические условия при УГВ<Аи, и УГВ> Кж Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Слабонарушенное -Разрушенное Потенциально опасные -Сильно опасные

Влияние свойств грунта на устойчивость долговечность объектов Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Относительно удовлетворительное - напряженное Потенциально опасные -Опасное

Степень нарушенное™ поверхности осваиваемой территории Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Слабонарушенное -Разрушенное Потенциально опасные -Сильно опасные

Продуктивность оленьих пастбищ Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Слабонарушенное -Разрушенное Потенциально опасные -Сильно опасные

Состояние промышленной инфраструктуры и изученность региона Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Относительно удовлетворительное - напряженное Потенциально опасные -Опасное

Промысловые сооружения с различными масштабами воздействий на природные объекты Локальный / Региональный Краткосрочный / Долгосрочный Относительно удовлетворительное - критическое Потенциально опасные -Сильно опасные

Необходимо отметить, что приведенные выше значения безразмерных показателей целесообразно назначать с учетом количества рассматриваемых природных, техногенных факторов (а,) и планируемой рентабельности производственной деятельности.

Исходное и прогнозируемое состояние природных объектов осваиваемого района следует оценить по следующим взаимосвязанным и взаимообусловленным показателям: радиационному балансу и типу рельефа территории; количеству атмосферных осадков; водно-тепловому режиму почвогрун-тов; степени их нарушенности (загрязненности); уровню проективного покрытия или продуктивности оленьих пастбищ (оленеемкости); качеству атмосферного воздуха; уровню изученности и развития промышленной инфраструктуры. Техногенная деятельность с учетом выше приведенной классификации также оценивается безразмерными показателями, учитывающими как уровень экологической опасности, так и возможные дополнительные затраты, связанные с природоохранной деятельностью.

Критерий экологической опасности на этапах строительства (Я,) и эксплуатации (/?,) объекта согласно предлагаемой автором методике [Конюхов, Калашников, 20036] можно определить по следующим формулам:

Л,=П а,=ага2а3-...ап; (3)

1.1

*,=П а]=ага2-а3-...ат, (4)

1-1

где а, и а, - безразмерные показатели, учитывающие природно-климатические условия осваиваемого района, уровни экологической опасности при строительстве и эксплуатации объекта;

и, от - количество объектов (участков) с характерными для них эколого-техническими показателями.

Численные значения комплексных критериев, определяемые по формулам (3 и 4), характеризуют уровни экологической опасности намечаемой (существующей) деятельности следующим образом:

• потенциально опасная при Я, (Я,) от 1,0 до 1,1;

• мало опасная при Я, Щ) от 1,1 до 1,2;

• опасная при Л, (Л,) от 1,2 до 1,3;

• сильно опасная при Я, (К,) от 1,3 до 1,4.

Экономическая целесообразность промышленной деятельности (5;) при минимальных затратах на обеспечение экологической безопасности можно определить по формуле:

$1-СстрЬ+СжЬ, (5)

где Сстр, Сжс - стоимости строительства и эксплуатации объекта, например 1 км трубопровода, тыс. руб./км, определяемые по сметным нормам.

Ь - общая длина осваиваемой трассы, км.

Стоимость техногенной деятельности (¿у, с учетом ресурсосберегающих, природоохранных мероприятий, соответствующих нормативным требованиям, можно определить по формуле:

/-1 н

/,, - длина участков осваиваемой трассы, км.

По величине затрат на природоохранные, восстановительные и другие мероприятия (82-81) можно принимать обоснованное заключение о целесообразности при 5г-5у<0,45; или запрещении при 52-5';>0,45/ существующей (планируемой) деятельности. При увеличении стоимости 5; более чем в 1,4 раза планируемая производственная деятельность будет не рентабельна.

Глава 5. Обоснование и разработка способов защиты почвенно-растительного покрова от техногенных воздействий, рекультивации нарушенных тундровых земель

В главе представлены способы защиты тундровых земель от техногенных воздействий, проведения технического и биологического этапов рекультивации почвенно-растительного покрова по трассам нефтегазопроводов. Предлагаемые способы учитывают специфические природно-климатические условия НАО, технологические и другие особенности освоения трасс, эксплуатации трубопроводов на мерзлых грунтах.

В составе защиты почвенно-растительного покрова и рекультивации нарушенных земель важной проблемой является: нейтрализация, утилизация, ликвидация (захоронение) жидких и твердых химически загрязненных промышленных отходов. Принимая во внимание нормативные требования [СНиП 2.01.28-85 и др.], природно-климатические условия северных регионов, имеющийся положительный опыт, автором разработан и успешно использован на практике способ, предусматривающий разделение обводненных отходов на твердую и жидкую фазы, очистку и их нейтрализацию, отверждение твердой фазы отходов [Патент..., 2004]. По данному способу обводненные отходы (табл. 2) в зимний период (при температуре не выше -5 °С) загружают в емкость, оборудованную нагревателем для поддержания температуры у дна не ниже 0,1 °С, и в процессе естественного вымораживания разделяют на твердую и жидкую фазы. Образуемый при этом опресненный ледяной блок (табл. 2) удаляют на рельеф местности, а оставшуюся часть химически загрязненной жидкости (рассол в количестве 50-60 % от общего объема жидкости) сливают в другую емкость, где обрабатывают ее известными способами до нормативных показателей, а затем сбрасывают на рельеф местности.

Характеристика неочищенных отходов бурения скважин (А) и показатели _обезвреженной вымораживанием жидкой фазы отходов (Б)

Наименование показателей Значения показателей

А Б

рн 8,1-8,6 7,2

Взвешенные вещества, г/л 8,2-11,3 2,6

ХПК,г/л 5,5-7,8 2,1

БПК5, г/л 4,4-5,6 1,7

Нефть и нефтепродукты, г/л 5,2-5,8 0,1

Сухой остаток, г/л 16,6-21,3 1Д

Содержание ионов, г/л 2,1-2,8 0,4

Максимально обезвоженную твердую часть отходов из емкости направляют на термическую обработку в асфальтобетонную установку (АБУ) серийного изготовления. При наличии в твердой фазе отходов нефти (нефтепродуктов) порядка 3-6 масс. % в процессе термической обработки в АБУ получают обезвреженный отвержденный (комковатый) материал пригодный либо для строительных целей, либо для захоронения. В случае отсутствия в отходах углеводородов для изготовления строительных материалов добавляют нефтезаг-рязненные грунты в количестве, обеспечивающем наличие нефти в общей массе 5-9 масс. %. Результаты реализации предлагаемого способа на Южно-Хыльчуюском месторождении позволяют констатировать следующее. Происходит естественное восстановление растительного покрова на ранее загрязненных участках (табл.3). Эксплуатация полигона по захоронению твердых отходов не оказывала негативных воздействий. В пробах почв и грунтовых вод с учетом [О порядке..., 1993] за исследуемый период не было отмечено превышений ПДК и ОДК нефтяных, полиароматических углеводородов и тяжелых металлов. В процессе апробации способа были подтверждены возможности: обезвреживания и повторного использования нефтезагрязненных грунтов и твердой фазы буровых отходов при строительстве дорог и других объектов; снижения затрат на обезвреживание жидких и захоронение твердых промышленных отходов, восстановление растительного покрова.

Для решения проблемы ликвидации земляных сооружений (промысловых дорог, технологических площадок) нами бы разработан и испытан в натурных условиях (на скважине № 300 Восточно-Ярейюского месторождения) способ интенсификации термокарстового процесса (растепления мерзлых грунтов) в основаниях земляных сооружений [Патент..., 2003]. В соответствии с данным способом на заключительном этапе эксплуатации технологической площадки на всю высоту отсыпки осуществлялось бурение мелких скважин и заполнение образуемых полостей слаборазложившимся торфом. Затем на спланированной поверхности отсыпки с использованием сапропеля формировались плодородный слой почвы и снегозадерживающие валики. На подготовленной поверхности отсыпки в летний период была проведена биологическая рекультивация.

Динамика естественного восстановления растительного покрова на пробной площадке № 36 (в районе полигона захоронения отходов Южно-Хыльчуюского месторождения)

Название вида растения Год наблюдений

1999 г. 2003 г.

Среднее проективное покрытие, % Значение критерия Стьюдента 0« Рам =1,96) Коэффициент изменчивости С,% Среднее проекгивное покрытие, % Значение критерия Стьюдента tф &,Pa.os=l,96) Коэффициент изменчивости С,%

Ива мохнатая (Salix 1anata L.) - - 18,12±0,81 7,21 22,4

Ива лапландская (Salix lapponum L.) - - - 24,46±1,17 8,53 21,4

Арктофила рыжеватая (Arctophilaftdva (Trin.) Andes.) 40,1±2,17 9,11 18,7 28,56±1,66 8,27 25,3

Осока редкоцветная (Carex rariflora Whlb.) 55,14±3,17 8,44 18,3 16,49±4,76 9,56 19,6

Иван-чай узколистный (iChamaenerium angustifblium Scop.) 25,51±1,27 6,55 19,7 21,61±1,34 6,88 23,2

Пушица средняя (Eriophorwn médium Anderss.) 52,89±2,53 6,49 18,2 25,33±2,84 7,44 22,8

Пушица влагалищная (Eriophorum vaginatum L.) 52,81±2,47 7,11 19,9 20,03±1,92 7,72 24,6

Мятлик луговой (Poa pratensis L.) 24,29±1,24 9,45 19,5 94,32±2,52 8,02 20,9

Горец живородящий (Potygonum viviparum L.) 32,57±1,54 8,44 18,3 60,21±0,53 6,33 21,7

Пятна голого грунта, %: 45,99±1,46 7,84 22,3 6,44±0,53 6,77 25,3

В последующие зимние периоды на поверхности отсыпки наблюдались аккумуляция снежного покрова, сохранение растительности, снижение глубины промерзания грунтов. В летние периоды, при положительных температурах воды снеготаяния, жидкие осадки по вертикальным дренам перемещались вниз и создавали дополнительные условия для развития и поддержания искусственного термокарстового процесса в основании сооружения. В результате происходило: растепление, деформация оттаивающих в основании грунтов и осадка технологической площадки, восстановление растительного покрова (табл. 4). Для прекращения термокарстового процесса и соответственно перемещения сооружения вниз осуществлялось тампонирование верхних частей вертикальных дрен глиной.

С целью повышения эффективности проведения биологической рекультивации нарушенных тундровых земель был разработан способ [Калашников, 2004], включающий внесение в грунт сапропеля и устройство на поверхности рекультивируемого участка грунтовых валиков. Внесение в грунт нагретого сапропеля (в пределах от 80 °С до 95 °С), одновременно используемого как органно-минеральное удобрение, так и в качестве источника тепла, образуемого при разложении сапропеля, приводит к повышению температуры искусственного плодородного слоя на 2-3 °С (в течение 5-6 суток), ускорению сроков начала проведения биологической рекультивации. Устройство на рекультивируемой поверхности участка грунтовых валиков обеспечивает в начале последующего зимнего периода снегозадержание и сохранение от вымораживания сформированного растительного покрова.

Апробация вышеприведенного способа была проведена на 2-х оголенных пробных площадках № 56 и 5в (табл. 5) в летние периоды 2001 и 2003 г.г. (в районе скважины № 23 Северо-Сарембойскош месторождения). При этом на основании результатов прогноза водно-теплового режима нарушенных земель, выполненного в соответствии с разделе»« 3 данной работы, были заранее подобраны растения, определены сроки начала проведения в 2001 г. рекультивационных работ.

На площадке № 56 были выполнены снегозадерживающие валики из заранее нагретого сапропеля, а на поверхности участков между валиками нанесен слой сапропеля нагретого до 95 °С толщиной 40 мм и проведено боронование. Валики на площадке № 5в выполнены из грунта, а на поверхности между ними наносился и запахивался аналогичный слой не нагретого сапропеля. Посев осуществлялся семенами овсяницы луговой {Festuca pratensis Huds.), лисохвоста лугового (Alopecurus pratensis L.) и мятлика лугового (Роа pratensis L.). На площадке № 56 всходы появились 25 июня, на второй 10 июля 2001 г. Полевыми исследованиями, выполненными в 2003 г., установлено следующее: на оголенной площадке № 56 сформировалась растительность с проективным покрытием 90,04±1,21 % (табл. 5), на площадке № 5в проективное покрытие составило 64,13±0,43 % (табл. 5). Приведенные данные подтвердили возможность создания искусственного растительного покрова с минимальными затратами за один год.

Состояние растительного покрова на рекультивированном земляном сооружении (пробная площадка № 4) __в районе скважины № 300 Восточно-Ярейюского месторождения___

Название вида растения Среднее проективное покрытие, % Значение критерия Стью-дента 1ф Рол* = 1,96) Коэффициент изменчив ости, С,% Среднее число растений на 0,1 м2 Значение критерия Стыо- дента 1ф (tu Po,05 = 1,96) Коэффициент изменчивости, С,% Амплитуда числа растений на учетной площадке (0,1 м2)

Овсяницд луговая (Festuca pratensis Huds.) 86,32±1,45 9,37 21,5 12,45±0,46 9,37 21,3 0-13

Лисохвост луговой (Alopecurus pratensis L.) 23,17±0,56 9,54 20,8 10,76±0,28 9,43 22,5 0-11

Мятлик луговой (Роа pratensis L.) 87,13±1,64 9,31 22,3 11,75±0,83 9,18 21,9 0-13

Пятна голого грунта: 13,01±0,37 8,94 21,3 - - - -

Таблица 5

Состояние растительного покрова на рекультивированных площадках № 56 с внесением нагретого сапропеля (в числителе) __и площадке № 5в с внесением не нагретого сапропеля (в знаменателе) __

Название вида растения Среднее проективное покрытие, % Значение критерия Стью- дента (ф (/«Рода =1,%) Коэффициент изменчив ости, С, % Среднее число растений на 0,1 м2 Значение критерия Сгью- дента 1ф (f« Роди = 1,96) Коэффициент изменчивости, С,% Амплитуда числа растений на учетной площадке (0,1 м2)

Овсяница луговая (Festuca pratensis Huds.) 90.04±1.21 64,13±0,43 9.22 9.13 24.6 21.7 13.23±0.44 10,23±0,14 8.56 9,26 24.4 '21,2 0-14 0-12

Лисохвост луговой (Alopecurus pratensis L.) 32.11±0.33 22,21±0,18 9.16 9,16 18.9 20,8 11.28±0.56 10,28±0,23 9.44 9,86 29.2 21,2 0-12 0-13

Мятлик луговой (Роа pratensis L.) 85.13±1.95 62,42±0,86 9.11 9,11 22.3 20,5 13.43±0.75 10,43±0,35 9.37 9,46 25.5 20,3 0-14 0-12

Пятна голого грунта: 10.11±0.56 36,11±0,13 7.84 8,78 24.3 21.4 - - - -

Для сравнения предлагаемого выше способа с традиционными технологиями проведением на Севере биологического этапа рекультивации автором были выполнены натурные наблюдения за состоянием растительности на пробной площадке № 5г в районе скважины № 24 Северо-Сарембойского месторождения, восстановленного в 2001 г. силами ООО «Севергеолдобыча». Наблюдениями было установлено, что через два года на повышениях рельефа растительность практически отсутствовала. В понижениях, эрозионных трещинах произрастала пушица. Более 75 % (76,11 ±0,53 %) рекультивированной территории на скважинной площадке оставалось нарушенной, на ней отмечались характерные признаки активизации процесса термоэрозии грунтов.

Применение рекомендуемых автором способов на практике позволило при оптимальных затратах существенно повысить эффективность предупредительных и рекультивационых мероприятий на нарушенных участках.

На основании результатов проведенных исследований нами были разработаны и успешно внедрены на практике рекомендации по проведению технического и биологического этапов рекультивации нарушенных земель на этапах строительства, эксплуатации и ликвидации трубопроводов. В составе рекомендаций включены способы защиты почвенно-растительного покрова от механических повреждений наземными видами техники согласно исследований [Конюхов и др., 1985], предусматривающие возведение на повышенных участках трасс временных зимних дорог (зимников) продольных снежных валиков (3-4 валика с шагом 2,5-3,5 м, высотой 0,5-0,8 м). Они интенсифицируют процесс снегонакопления на повышенных участках рельефа местности, обеспечивают в начале зимы защиту тундровых земель от наземных видов транспорта. На заболоченных и сильно обводненных, плохо промерзающих участках зимников следует возводить в начале зимы по 2-3 продольных снежных валика, расположенных от оси трассы на 20 и более метров. В этом случае снегонакопление происходит за счет горизонтального переноса вне дороги, а непосредственно на трассе зимника при минимальных снегоотложениях происходит интенсивное промерзание обводненных грунтов.

Заключение

Основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Установлена определяющая роль положения уровня грунтовых вод в процессах влагообмена на границе атмосфера - почвогрунты, формировании водно-теплового режима и экологического состояния тундровых земель в естественных и измененных условиях. Это позволяет проводить краткосрочные и долгосрочные прогнозы изменения значений влажности, температуры по высоте деятельного слоя, глубины промерзания - оттаивания почвогрунтов в естественных и измененных условиях, а также прогнозы экологического состояния тундровых земель в осваивае-

мых районах. Данная информация является основой для разработки обоснованных рекомендаций проведения биологической рекультивации нарушенных земель, включающих выбор посадочного материала, назначение сроков и способов проведения восстановительных работ, определение продолжительности вегетационного периода растений.

2. Разработана классификация оценки исходного состояния среды, техногенной деятельности, степени экологической опасности природным объектам по трассам трубопроводов.

3. Предложена методика прогноза экологической опасности, экономической целесообразности проведения рекультивационных работ нарушенных земель. Она учитывает исходное состояние природных объектов, специфику техногенных воздействий, степень их экологической опасности и затраты на природоохранные мероприятия.

4. Разработаны и внедрены при строительстве, эксплуатации нефтепроводов способы защиты от загрязнения почвенно-растительного покрова и технического, биологического этапов рекультивации деградированных земель. Предлагаемый нами способ утилизации нефтезагряз-ненных отходов позволяет: обеспечить естественное восстановление растительности, снизить затраты на обезвреживание, повторно использовать нефтезагрязненные грунты при строительстве дорог. Реализация способа ликвидации земляных сооружений подтвердила, что при наличии вертикальных дрен в земляном сооружении и снегозадерживающих обваловок на его поверхности можно активизировать термокарст и просадку сооружения в оттаивающие грунты; создать искусственный почвенно-растительный покров в течение одного летнего периода. На заключительном этапе ликвидации земляного сооружения создаются условия для произрастания местной тундровой растительности. Применение нагретого сапропеля при оптимальных затратах позволяет существенно повысить эффективность биологической рекультивации на нарушенных участках.

5. На основании результатов проведенных исследований разработаны и успешно внедрены на практике рекомендации по проведению технического, биологического этапов рекультивации нарушенных земель на этапах строительства, эксплуатации и ликвидации трубопроводов. В состав рекомендаций включены и способы предотвращения техногенных воздействий на тундровые ландшафты.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Калашников A.B. Проблемы рекультивации нарушенных земель при освоении Ненецкого автономного округа на нефть и газ // Молодые ученые Поморья: Тез. регион, научно-практич. конф. - Архангельск: Поморский государственный университет, 2001. - С. 23-24.

2. Конюхов A.B., Бабич H.A., Калашников A.B. Особенности и пути совершенствования способов рекультивации тундровых земель // Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения: Материалы международн. конф. - Архангельск: Институт экологических проблем Севера УрО РАН, 2002. - С. 181-183.

3. Конюхов A.B., Никитин A.B., Калашников A.B. Постановка задачи к расчету промерзания-оттаивания обводненных грунтов // Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах: Мат. международ. науч.- техн. конф. - Архангельск: AI ТУ, 2003а.—С. 67-71.

4. Конюхов A.B., Калашников A.B., Ходырев C.B. Учет формирования техногенных ландшафтов при оценке состояния окружающей среды в северных районах нефтегазодобычи // Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах: Мат. международ, науч.- техн. конф. - Архангельск: Изд-во Al ТУ, 20036. - С. 62-66.

5. Пат. 2223832 (РФ), МКИ3 С 02 F 1/22, С 04 В 26/10. Способ утилизации промышленных отходов / Конюхов A.B., Лукин А.Ю., Калашников A.B. (РФ). - Опубл. 20.02.2004, Бюл. №5.-4 с.

6. Пат. 2216889 (РФ), МКИ3 А 01 В 79/02. Способ ликвидации земляного сооружения на Крайнем Севере / Конюхов A.B., Лукин А.Ю., Калашников A.B. (РФ). - Опубл. 27.11.2003, Бюл. № 33. - 5 с.

7. Калашников A.B. Повышение эффективности рекультивации нарушенных земель при нефтегазовом освоении Ненецкого автономного округа // Развитие минерально-сырьевой базы Архангельской области: проблемы, перспективы, задачи: Мат. международ, науч.- техн. конф.. -Архангельск: Изд-во АГТУ, 2004 - С. 130-135.

РНБ Русский фонд

2005-4 47944

Сдано в произв. 24.02.2005. Подписано в печать 24.02.2005. Формат 60*84/16. Бумага писчая. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,1. Заказ №43. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии Архангельского государственного технического университета.

163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17

1 ^

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Калашников, Антон Владимирович

Введение.

1. Аналитический обзор.

1.1. Современное состояние проблемы рекультивации нарушенных земель при освоении северных регионов.

1.2. Программа и методы проводимых исследований.

2. Влияние природно-климатических условий и техногенной деятельности на состояние почвенно-растительного покрова.

2.1. Краткая характеристика природно-климатических условий.

2.2. Состояние почвенно-растительного покрова в естественных условиях.

2.3. Изменения почвенно-растительного покрова при техногенных воздействиях.

3. Исследование н прогноз водно-теплового режима почвогрунтов на осваиваемых территориях.

3.1. Изучение водного режима территорий при различных положениях уровня грунтовых вод и атмосферных процессах.

3.1.1. Методика и определение влагообменных показателей в натурных условиях.

3.1.2. Анализ и обобщение опытных данных.

3.2. Исследование теплового режима почвогрунтов.

3.2.1. Теплофизические свойства почвогрунтов.

3.2.2. Расчет теплового режима обводненных почвогрунтов на осваиваемых территориях.

4. Разработка методики прогноза экологического состояния, возможности восстановления нарушенных земель.

4.1. Оценка состояния, условий восстановления нарушенных тундровых земель.

4.1.1. Пространственно-временные масштабы техногенной деятельности и последствий на природные объекты.

4.1.2. Классификация состояний, условий восстановления экосистемы осваиваемого района.

4.1.3. Критерии оценки состояния природных объектов, техногенных источников, последствий на почвенно-растительный покров.

4.2. Прогноз экологической опасности, экономической целесообразности проведения рекультивационных работ.

5. Обоснование и разработка способов защиты почвенно-растительного покрова от техногенных воздействий, рекультивации нарушенных тундровых земель.

5.1. Разработка способа утилизации нефтезагрязненных отходов.

5.2. Разработка способа ликвидации земляных сооружений.

5.3. Совершенствование способов биологической рекультивации нарушенных участков на Крайнем Севере.

5.4. Рекомендации по защите тундровых покровов от техногенных воздействий, рекультивации нарушенных земель.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Обоснование и разработка эффективных способов рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов"

Актуальность темы. Территория Ненецкого автономного округа (НАО), в основном, расположена за Полярным кругом на северо-востоке Европейской части России, характеризуется суровым климатом [Атлас., 1976] и специфическими условиями, влияющими на выбор оптимальных решений по освоению региона на нефть и газ. Освоение НАО с 70-х годов по настоящее время сопровождается негативными воздействиями на окружающую среду и, в частности, на тундровые покровы [Неронов, 1991; Беляева и др., 1996]. Интенсивные техногенные нагрузки, повсеместная заболоченность, наличие близких к поверхности многолетнемерзлых грунтов (ММГ), активные процессы снего-переноса в зимние периоды, ограниченное применение природосберегающих технологий - в совокупности приводят к существенным изменениям водно-теплового режима почвогрунтов на осваиваемых территориях, развитию термокарстовых и эрозионных процессов, нарушениям почвенно-растительного покрова, формированию деградированных земель [Radford, 1972; Сумина, 1992; Природа., 1995; Wilshire, 1995; Мониторинг., 1997; Юдахин и др., 2002; Экология., 2002]. Площади нарушенных земель в НАО по имеющимся данным [Неронов, 1991; Беляева и др., 1996] превышают 8000 км2 (порядка 7 % от территории округа) и, в основном, вызваны строительством, эксплуатацией транспортных сооружений (нефтепроводов, временных и постоянных дорог, ЛЭП и т.п.). На долю других нефтегазопромысловых объектов (разведочных и эксплуатационных скважин, насосных и компрессионных станций, пунктов сбора и подготовки нефти, промышленно-бытовых комплексов и др.) приходится не более 10 % от общей площади землеотвода [Дорожукова и др., 2002]. Развитие нефтегазового комплекса в регионе сопровождается увеличением площадей нарушенных земель. Это существенно влияет на деятельность коренного населения - оленеводство, рыболовство и охота. Так, например, эрозия почв водоразделов, прибрежных зон, ведет к деградации местообитаний ценных охотничьих животных, загрязнению вредными веществами рек, озер и сокращению рыбных запасов. Уменьшение площадей оленепастбищ приводит к перевыпасу на оставшихся участках, к резкому сокращению их оленеемкости [Неронов, 1991; Дорожукова и др., 2002].

При наличии многочисленных исследований защиты тундрового покрова от техногенных воздействий, до настоящего времени отсутствуют практические решения по рекультивации нарушенных земель, соответствующие современным экологическим требованиям [Сумина, 1992]. По нашему мнению, это вызвано недостаточно полным учетом в исследованиях прогнозных изменений водно-теплового режима обводненных тундровых земель, специфических особенностей техногенных нагрузок, исходного экологического состояния осваиваемых районов, а также взаимосвязей и взаимообусловленностей перечисленных выше факторов [Калашников, 2001; Конюхов и др., 2002а]. Проведенный анализ опубликованных и фондовых данных отмечает наличие ограниченного объема исследований изменений водно-теплового режима почвогрунтов в естественных условиях и в случаях техногенных на них воздействий [Мониторинг., 1997]. Оценки состояния, изменения тундровых покровов, выполненные мерзлотоведами [Техногенные., 1979], ландшафтоведами [Walker, 1991; Солнцева, 1998], геоботаниками [Tundra., 1981; Антропогенная., 1995; Artie., 1996; Москаленко, 1999; Посттехногенные., 2002] и другими специалистами, часто характеризуются противоречивостью или несогласованностью результатов исследований. Это негативно отражается на проектировании, проведении работ по защите и восстановлению тундровых земель [Сумина, 1992; Конюхов, Калашников, 20026]. Все это наряду с использованием в НАО недостаточно эффективных способов защиты [Браун и др., 1981], восстановления загрязненных и нарушенных земель [ГОСТ 17.5.3.04-83; Технология., 1996; Инструкция., 1997; Восстановление., 2000], разработанных применительно к южным регионам России, не позволяет минимизировать негативные воздействия на почвенно-растительный покров, приводит к значительным затратам, низкой эффективности рекультивационных работ по трассам нефтегазопроводов, необходимости проведения восстановительных работ на протяжении 3-5 лет [Пикалова, 1984; Сумина, 1992; Таскаев, 2004 и др.]. Предлагаемые в данной работе методики прогноза водно-теплового режима почвогрунтов [Конюхов, Калашников, 20036], оценки воздействий техногенных источников на тундровых покровов НАО [Конюхов, Калашников, 2003в] позволяют минимизировать техногенные нагрузки на окружающую среду, разработать современные способы рекультивации нарушенных земель. С учетом результатов анализа имеющихся и проведенных автором исследований предложены и апробированы в натурных условиях экологически безопасные способы защиты почвенно-растительного покрова от техногенных воздействий [Патент., 2004], проведения рекультивации нарушенных тундровых земель [Патент., 2003; Калашников, 2004], составлены рекомендации по их применению при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов на Крайнем Севере.

Основным объектом исследований являются тундровые земли по трассам нефтегазопроводов в НАО, а предметом исследований - изучение воздействий строительства и эксплуатации трубопроводов на почвенно-растительный покров, условий естественного и искусственного восстановления нарушенных земель на Севере.

• анализ влияния природно-климатических условий и техногенной деятельности на состояние почвенно-растительного покрова НАО;

• исследование водно-теплового режима почвогрунтов в естественных и измененных условиях;

• исследование процессов естественного и искусственного восстановления почвенно-растительного покрова;

• разработка эффективных способов защиты почвенно-растительного покрова от техногенных воздействий, рекомендаций по восстановлению тундровых земель по трассам трубопроводов.

Методы исследований. Дня решения поставленных задач разработаны и использованы методики, включающие анализ и обобщение показателей водно-теплового режима почвогрунтов, техногенной деятельности, экологического состояния тундровых земель по трассам нефтегазопроводов в НАО, методы эколого-экономической оценки целесообразности существующей (намечаемой) деятельности, математической статистики и компьютерных программ.

Научная новизна результатов исследований. Выполнен комплексный анализ причин формирования нарушенных земель по трассам трубопроводов в северном регионе с использованием результатов исследований из различных областей знаний: инженерного мерзлотоведения; технологий строительства нефтегазопроводов и инженерной экологии, отражающих взаимосвязь и взаимообусловленность природных процессов с техногенной деятельностью [Калашников, 2001; Конюхов, Калашников, 20026].

Предложена классификация техногенных воздействий и последствий на природные объекты, состояния тундровых земель по трассам трубопроводов и степени опасности техногенной деятельности. Разработана методика прогноза экологической опасности, экономической целесообразности проведения техногенной деятельности, а на заключительной стадии рекультиваци-онных работ. Оценка состояния нарушенных тундровых земель основана на проведении экспертного анализа, как компонентов, так и в целом среды осваиваемого района. Анализ предусматривает учет экологических норм и ограничений, пространственно-временных масштабов техногенных воздействий и последствий на природные объекты, а также затрат на восстановление нарушенных земель [Конюхов, Калашников, 2003в].

По результатам исследований предложены новые способы защиты поч-венно-растительного покрова от техногенных нагрузок, проведения технического и биологического этапов рекультивации на Севере, учитывающие природно-климатические условия НАО (наличие горизонтальной составляющей снегопереноса, высокое положение УГВ, возможность развития термокарстовых процессов, ограниченные сроки вегетации растений) и повышенную «ранимость» тундровых покровов при техногенных воздействиях. Подтверждена их целесообразность и эффективность практического применения [Патент. .2003; Патент., 2004; Калашников, 2004].

Личный вклад аспиранта. Автором с учетом рекомендаций руководителя сформулированы цель, задачи исследований, выбраны и уточнены методические подходы к их решению. Непосредственно диссертантом в течение 1999-2004 г.г. проведены теоретические и экспериментальные исследования, выполнен анализ полученных данных (главы 3, 5, Прил. 1, 2, 3), сформулированы выводы, разработаны практические рекомендации рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов.

Апробация и публикации работы. Исследованиями подтверждена целесообразность и эффективность разработанных автором способов защиты тундрового покрова, рекультивации нарушенных земель (Прил. 4). Результаты данной работы были внедрены при строительстве и эксплуатации трубопроводов, расположенных на лицензионных участках ОАО «Архангельскге-олдобыча», ООО «Нарьянмарнефтегаз».

Основные положения и результаты исследований были доложены на: областной конференции молодых ученых, посвященной 290-летнему юбилею М.В. Ломоносова (Архангельск, 2001); Международной конференции «Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения» (Архангельск, 2002); Международной научно-технической конференции «Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах» (Архангельск, 2003). По материалам исследований опубликовано 5 работ [Калашников, 2001; Конюхов, Калашников, 20026; Конюхов, Калашников, 20036; Конюхов, Калашников, 2003в; Калашников, 2004], получено 2 патента на изобретения [Патент., 2003; Патент.2004].

Практическое значение результатов исследований связано с: установлением основных причин и закономерностей формирования нарушенных земель при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов в северных регионах России; разработкой методики прогноза экологической опасности техногенной деятельности, экономической целесообразности проведения рекульти-вационных работ; разработкой и апробацией на практике способов защиты тундровых покровов от техногенных воздействий, рекомендаций по восстановлению земель на трассах нефтегазопроводов. Результаты исследований внедрены в производство и могут быть успешно использованы при проектировании, проведении в НАО рекультивационных работ по трассам нефтегазопроводов.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, включая 4 приложения. Список литературы содержит 175 наименований. Тест иллюстрирован 39 таблицами и 17 рисунками.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Калашников, Антон Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При наличии различных способов защиты тундрового покрова от техногенных источников, рекультивации нарушенных земель до настоящего времени отсутствуют эффективные технологии, приемлемые для практической реализации в северных регионах России. Это вызвано недостаточно полным учетом природно-климатических условий НАО, особенностей воздействий строительства, эксплуатации, ликвидации трубопроводов на состояние почвенно-растительного покрова, отсутствием методик прогноза водно-теплового режима почвогрунтов, экологической опасности антропогенной деятельности, необходимых для выполнения обоснованного проектирования рекультивационных работ. В составе проведенных исследований установлено существенное влияние природно-климатических условий НАО на зональное распространение, характеристики и изменения в почвенно-растительном покрове. Зональное распространение, естественное состояние тундровых земель прежде всего зависят от: интенсивности солнечной радиации; направления, температуры, влажности и скорости перемещения приземных слоев воздуха; количества атмосферных осадков; водно- и теплофизиче-ских характеристик почвогрунтов.

В ходе исследований установлены основные закономерности распределения влаги в почвогрунтах, формирования в них теплового режима, зависимость водно-теплового режима грунтов от положения уровня грунтовых вод. На их основе автором были разработаны методики выполнения краткосрочных и долгосрочных прогнозов изменения влажности, температуры по высоте деятельного слоя, глубины промерзания - оттаивания почвогрунтов в естественных и измененных условиях, а также изменений экологического состояния тундровых земель в осваиваемых районах.

По данным имеющихся и проведенных исследований водно-теплового режима почвогрунтов на трассах трубопроводов, специфики нефтегазового освоения НАО, автором предложена методика эколого-экономической оценки состояния окружающей среды и техногенной деятельности, негативных последствий на почвенно-растительный покров по трассам нефтегазопрово

120 дов. Методика позволяет давать обоснованные заключения о целесообразности (не целесообразности) проведения ре культивационных работ по трассам нефтегазопрводов.

Нами разработаны способы защиты тундровых земель от техногенных воздействий, проведения рекультивационных работ по трассам северных трубопроводов. Предлагаемые способы были успешно внедрены автором на нефтегазовых месторождениях НАО.

С учетом выше изложенного основные результаты проведенных исследований заключаются в следующем:

1. Установлена определяющая роль положения уровня грунтовых вод в процессах влагообмена на границе атмосфера — почвогрунты, формировании водно-теплового режима и экологического состояния тундровых земель в естественных и измененных условиях. Это позволяет проводить краткосрочные и долгосрочные прогнозы изменения значений влажности, температуры по высоте деятельного слоя, глубины промерзания - оттаивания почвогрунтов в естественных и измененных условиях, а также прогнозы экологического состояния тундровых земель в осваиваемых районах. Данная информация является основой для разработки обоснованных рекомендаций проведения биологической рекультивации нарушенных земель, включающих выбор посадочного материала, назначение сроков и способов проведения восстановительных работ, определение продолжительности вегетационного периода растений.

4. Разработаны и внедрены при строительстве, эксплуатации нефтепроводов способы защиты от загрязнения почвенно-растительного покрова и технического, биологического этапов рекультивации деградированных земель. Предлагаемый нами способ утилизации нефтезагрязненных отходов позволяет: обеспечить естественное восстановление растительности, снизить затраты на обезвреживание, повторно использовать нефтезагрязненные фунты при сфоительстве дорог. Реализация способа ликвидации земляных сооружений подтвердила, что при наличии вертикальных дрен в земляном сооружении и снегозадерживающих обваловок на его поверхности можно активизировать термокарст и просадку сооружения в оттаивающие фунты; создать искусственный почвенно-растительный покров в течение одного летнего периода. На заключительном этапе ликвидации земляного сооружения создаются условия для произрастания местной тундровой растительности. Применение нагретого сапропеля при оптимальных затратах позволяет существенно повысить эффективность биологической рекультивации на нарушенных участках.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Калашников, Антон Владимирович, Архангельск

1. Абалаков А.Д. и др. Анализ остроты экологических проблем в зоне техногенного воздействия // Сибирский экологический журнал. — 1999. -Т.6. - № 6. - С. 109-112.

2. Амарян JI.C. Свойства слабых грунтов и методы их изучения. — М.: Недра, 1990.-254 с.

3. Андреев В.Н. Растительный покров восточноевропейской тундры и мероприятия по его использованию и преобразованию: Автореф. дис. . док. биол. наук: 11.00.05. Л., 1954. - 44 с.

4. Андреяшкина Н.И. Влияние тяжелого гусеничного транспорта на растительный покров подзоны типичных тундр // Экология. 1997. — № 2. -С. 143-145.

5. Антропогенная динамика растительного покрова Арктики и Субарктики: принципы и методы изучения / Под ред. Б.А. Юрцева. СПб., 1995. - 186 с.

6. Арчегова И.Б., Полшведкин В.В., Зарипов Г.Г. и др. Рекультивация земель на Севере: Метод, пособие / Рос. акад. наук. Урал, отд-ние. Коми науч. центр. Ин-т биологии. Сыктывкар, 1994. - 28 с.

7. Атлас Архангельской области / Под ред. А.Ф. Трепшикова. — М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1976.-110 с.

8. Безель B.C., Кряжимский Ф.В., Семериков Л.Ф., Смирнов Н.Г. Экологическое нормирование антропогенных нагрузок // Экология. — 1992. — № 6. С. 3-12. - 1993. - № 1. - С.36-47.

9. Беляева Н.В., Дмитриева С.И. Состояние оленьих пастбищ в Российской Федерации // Растительные ресурсы. 1996. - Вып. 3. - С. 22-28.

10. Биологическая рекультивация на Севере (вопросы теории и практики) / Рос. акад. наук. Урал, отд-ние. Коми науч. центр. Ин-т биологии. -Сыктывкар, 1992. 103 с.

11. М.Биологическая рекультивация нарушенных земель на Ямале: Рекомендации / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отд-ние, НПО "Сиб. Зауралье". Ямал, с.-х. опыт, станция. Новосибирск, 1994. - 47 с.

12. Биохимические основы экологического нормирования / Под ред. В.Н. Башкина, Е.В. Евстафьева, В.В. Снакина и др. М.: Наука, 1993.-304 с.

13. Браун Д., Граве Н.А. Нарушение поверхности и ее защита при освоении Севера. Новосибирск: Наука, 1981. - 88 с.

14. Бучкина Н.П. Почвы типичной тундры полуострова Ямал и их устойчивость к механическим воздействиям: Автореф. дис. . канд. биол. наук: 06.01.14. СПб., 1996. - 18 с.

15. Василенко В.А. Экология и экономика: проблемы и поиски путей устойчивого развития: Аналитический обзор / СО РАН, ГПНТБ, ИЭи-ОПП. Новосибирск, 1995. - 123 с. (Сер. Экология. Вып.38).

16. Васильевская В.Д., Григорьев В.Я. Биологические показатели деградации и самовосстановления почвенно-растительного покрова тундр // Сибирский экологический журнал. 2002. - №3. - С.355-370.

17. Васильевская В.Д., Григорьев В .Я., Погожева Е.А. Показатели устойчивости, деградации и самовосстановления почвенно-растительного покрова тундр // Криосфера Земли. 2004. - № 1. - С. 53-63.

18. Веселов А.К. Экологические проблемы утилизации отходов нефтедобычи в Башкортостане // Защита окр. среды в нефтегаз. комплексе. -2002. -№1.- С. 6-7.

19. Влияние гидрологического режима на структуру и функционирование биогеоценозов: Тез. док. Всесоюз. совещан., 22-25 сентября 1987 г., Сыктывкар. Сыктывкар, 1987. — 190 с.

20. Вопросы обоснования технологии и организации природоохранных работ при строительстве объектов нефтяной и газовой промышленности в арктических районах: обзорная информация / Под ред. В.Н. Шишова и др.-М., 1990.-С 14-23.

21. Воскресенский К.С., Чистов С.В. Термоэрозия при линейном строительстве // Исследование устойчивости геосистем Севера: сб. ст. — М.: Изд-воМГУ, 1988.-С. 145-153.

22. Вое становление земель на Севере / Под ред. И.Б. Арчеговой. Сыктывкар, 2000. -152 с.

23. Гаврильев Г.И., Елисеев С.В. Тепловые свойства торфа // Методы определения тепловых свойств горных пород. — М.: Наука, 1970. С. 139-153.

24. Геокриологический прогноз для Западно-Сибирской газоносной провинции / Под ред. С.Е. Гречищева. Новосибирск: Наука, 1983. - 183 с.

25. Глазовская М.А. Принципы классификации природных геосистем по устойчивости к техногенезу и прогнозное ландшафтно-геохимическое районирование // Устойчивость геосистем. — М., 1983. — С.61-76.

26. Городков Б.Н. Растительность тундровой зоны СССР. М.; JL: - 1935. -142 с.

27. ГОСТ 17.5.3.04-83 (СТ СЭВ 5302-85). Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель = Nature protection. Lands.

28. Reclamation general requirements. Переизд. янв. 1993 с изм. 1. - Введ. 01.07.84. - М.: Издательство стандартов, 1993. - 10 с.

29. Гречищев С.Е. Методические рекомендации по учету состава и структурно-текстурного строения мерзлых пород при прогнозе развития криогенных физико-геологических процессов. М.: ВСЕГИНГЕО, 1990.-79 с.

30. Гречищев С.Е., Чистотинов JI.B., Шур Ю.Л. Основы моделирования криогенных физико-геологических процессов. М.: Наука, 1984. - 330 с.

31. Груздев Б.И., Мартыненко В.А. Методика локального мониторинга растительного покрова в тундре // Некоторые подходы к организации экологического мониторинга в условиях Севера. Тр. Коми науч. центра УрО РАН. - № 147. - С. 8-15.

32. Губайбулин М.Г. Ресурсная база и перспективы освоения нефтяных месторождений севера Тимано-Печорской провинции // Нефтяное хозяйство. № 4. - 2003. - С. 18-21.

33. Гусев А.А. Методы экономической оценки ущерба от загрязнения окружающей природной среды // Экономика природопользования. — 2001. —№ 5.-С. 34-45.

34. Гусев И.И. Моделирование экосистем: Учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. - 112 с.

35. Даниэлян Ю.С. Прогнозирование процессов промерзания и оттаивания мерзлых грунтов при проектировании обустройства месторождений // Нефтяное хозяйство. 2003. - № 1. — С. 44-46

36. Дегтева С.В., Симонов Г.А.Рекультивация земель на Севере. Вып. 2. Фиторекультивация отвалов отработанных россыпей в условиях Приполярного Урала. — Сыктывкар, 1995. — 37 с.

37. Донченко В.К. Экометрия: системно-аналитический метод экол о го-экономической оценки и прогнозирования потенциальной опасности техногенных воздействий на природную среду // Инженерная экология. 1996. - № 3. - С.45-61.

38. Дорожукова C.JI., Янин Е.П. Экологические проблемы нефтегазодобывающих территорий // Науч. и техн. асп. охр окр. среды.- 2002 № 6 — С. 57-92.

39. Достовалов Б.Н., Кудрявцев В.А. Общее мерзлотоведение. М.: Изд-во МГУ, 1967.-403 с.

40. Дружинина О.А., Мяло Е.Г. Охрана растительного покрова Крайнего Севера: проблемы и перспективы. — М.:, 1990. 176 с.

41. Дубах А.Д. Очерки по гидрологии болот. М.: ГТИ, 1936. - 119 с.

42. Ефимов В.М. Диагностика окружающей среды при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов // Защита окр. среды в нефтегаз. комплексе. -2002.-№ 1.-С. 14-17.

43. Иванов К.Е. Гидрология болот. — Л.: Гидрометиздат, 1953. 299 с.

44. Ивицкий А.И. Испарение с болот в зависимости от климата, осушения и культуры // Доклады ВАСХНИЛ вып. 2 - 1938.- С. 18-22.

45. Игнатенко И.В. Почвы восточноевропейской тундры и лесотундры. — М.: Наука, 1979.-280 с.

46. Изучение инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий верхних горизонтов пород в нефтегазоносных районах криолито-зоны: Методическое руководство / Под ред. Е.С. Мельникова и др. -М.: Недра, 1992.-289 с.

47. Инструкция по рекультивации земель, нарушенных и загрязненных при аварийном и капитальном ремонте магистральных нефтепроводов: РД 3900147105-006-97 / Минтопэнерго РФ: Введ. 01.07.97. М., 1997. - 22 с.

48. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. — М.: Высшая школа, 1991. 371 с.

49. Калашников А.В. Проблемы рекультивации нарушенных земель при освоении Ненецкого автономного округа на нефть и газ // Молодые ученые Поморья: Тез. регион, научно-практич. конф. Архангельск: Поморский государственный университет, 2001. — С. 23-24.

50. Капелькина Л.П. Экологические аспекты оптимизации техногенных ландшафтов. СПб., 1993. — 190 с.

51. Кондратьева К.А. Геоботанические исследования // Методика комплексной мерзлотно-гидрогеологической и инженерно-геологической съемки. М.: Изд-во МГУ, 1970. - С. 39-42.

52. Коновалов Е.Ф. Исследование применения сапропеля в качестве удобрения в лесных питомниках // Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве: сб. ст. — Минск: Наука и техника, 1976. — С. 219-225.

53. Конюхов А.В. Инженерные изыскания и оптимизация прокладки нефтепроводов на вечномерзлых грунтах: Метод, указ. к элективному курсу «Инженерная геокриология».—Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002а—60 с.

54. Конюхов А.В., Братишко Ю.А., Кузьмин Ю.И. и др. Охрана окружающей среды при проведении геологоразведочных работ в районах Крайнего Севера. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - 28 с.

55. Конюхов А.В., Коптяев В.В. Основы строительной экологии. — Архангельск: Изд-во АГТУ, 2003а. 68 с.

56. Коробов В.Б. Оценка масштабов возможного воздействия на окружающую среду при освоении нефтяных месторождений в Ненецком автономном округе // Экологическая экспертиза-2003- №5. С. 13-19.

57. Коробов В.Б. Эколого-географическое обоснование экспертной оценки создания нефтяной транспортной инфраструктуры севера Тимано-Печорской провинции): Автореф. дис. . док. геогр. наук: 25.00.36. — М., 2004.-47 с.

58. Корчунов С.С. Теплопроводность торфа // Торфяная промышленность. -№2.-1948.-С. 23-25.

59. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Утв. Минприроды РФ от 30.11.1992 г. 44 с.

60. Крючков В.В. Агролесомелиорация тундры. М.: Лесная промышленность, 1978. -168 с.

61. Курец В.К. и др. Влияние светотемпературного режима и уровня грунтовых вод на С02-газообмен открытого участка олиготрофного болота // Экология. № 1. - 1998. - С. 14-18.

62. Курноскина Н.С., Лейкам А.Б., Караваев С.С. и др. Охрана окружающей среды при обустройстве нефтяных месторождений в области распространения вечномерзлых грунтов. — М.: ВНИИОЭНГ, 1989. — 49 с.

63. Лебедович Н.Ф. Водный режим торфяно-болотных почв и урожай сельскохозяйственных культур // Труды ин-та мелиорации, водного и болотного хозяйства АН БССР. Т. 5. - 1954. - С. 56-62.

64. Левантовская Н.П. Динамика геокриологических условий и оценка их устойчивости при техногенных воздействиях: (На примере Севера Западной Сибири): Автореф. дис. . канд. геол.-минерал, наук: 04.00.07. -М, 1991.-23 с.

65. Лобовиков Н.Н., Акулыпина Н.П. Технология биологической рекультивации земель на Европейском Севере. — Сыктывкар: Сыктывкар, гос. ун-т, 1990. 13 с.

66. Лопатин В.Д. О наиболее существенных экологических особенностях болот // Экология. № 6. - 1997. - С. 419-422.

67. Лотош В.Е. Теоретические основы критериального ранжирования процессов природопользования // Экономика природопользования. 1998. - № 1. - С. 96-110.

68. Лыков А.В. Исследование явлений переноса в процессах испарения // «Тепло- и массообмен в капиллярно-пористых телах» / Под ред. Лыкова А.В. М-Л.: Госэнергоиздат. - вып. 8. - 1957. - С. 237-245.

69. Магид А.Б., Купцов А.В. Современные сооружения физико-химической очистки нефтесодержащих сточных вод // Защита окр. среды в нефтегаз. комплексе. — 2002. № 5. - С. 3-5.

70. Мазлова Е.А., Мещерякова С.В. Проблемы управления системами обращения с нефтесодержащими отходами // Защита окр. среды в нефтегаз. комплексе. 2002. - № 2. - С. 21-22.

71. Мазур И.И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности. — М.: Недра, 1991. — 278 с.

72. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. — М., 1999.-71 с.

73. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель. Письмо Роскомзема № 3-15/582 от 27.03.1995 г. — 24 с.

74. Миронова С.И. Развитие техногенных сукцессионных систем растительности в условиях криолитозоны: (на примере Зап. и Южн. Якутии): Автореф. дис. . док. биол. наук: 03.00.05. — Новосибирск, 1999 — 31 с.

75. Молдаванов О.И., Фролов В.Г. Методические аспекты управления экологической безопасностью при проектировании и эксплуатации нефтегазовых объектов в условиях Крайнего Севера // Защита окр. среды в нефтегаз. комплексе. 2002. — № 8. — С. 3-17.

76. Мониторинг биоты полуострова Ямал в связи с развитием объектов добычи и транспорта / Под ред. JI.H. Добринского. Екатеринбург: УРЦ «Аэрокосмоэкология», 1997. — 191 с.

77. Москаленко Н.Г. Антропогенная динамика растительности равнин криолитозоны России. — Новосибирск: Наука, 1999. 280 с.

78. Московченко Д.В. Картографирование устойчивости ландшафтов Севера Западной Сибири к химическому загрязнению // География и природные ресурсы. 1994. - № 3. - С. 129-138.

79. Наквасина Е.Н., Балеева В.А., Балеева Н.В. Почвенно-экологическое районирование Архангельской области: Методическая разработка. — Архангельск: Поморский гос. ун-т, 2001. 19 с.

80. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Ч. 1-6. Вып. 1. Архангельская и Вологодская области, Коми АССР. Книга 1. JL: Гидрометеоиздат, 1989. - 483 с.

81. Неронов Р.Ю. Социально-экологические проблемы Ненецкого автономного округа // Социально-экологические проблемы Европейского Севера: сб. ст. — Архангельск: Правда Севера, 1991. С. 18-32.

82. Нечаева Е.Г. Ландшафтно-геохимические изменения в тайге при геологических изысканиях // География и природные ресурсы. —1997. — № 4. С.34-38.

83. Николаева М.Г., Алексеева Х.А., Далецкая Т.В. и др. Условия прорастания семян растений Крайнего Севера // Бюл. Гл. ботан. сада СССР. 1983. -№ 128.-С. 90-93.

84. Основания и фундаменты на веч но мерзлых грунтах. СНиП 2.02.0488*. М.: Госстрой СССР, 1988. - 59 с.

85. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: сб. науч. тр. Вып. VIII / Под ред. Э.Н. Сабурова. -Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. - С. 17-20.

86. Оценка реальных выбросов от устройств для сжигания муниципальных, медицинских и опасных отходов // Научн. и техн. аспекты охраны окр. среды.- 1999.-№6.- С.78-90.

87. Очистка грунта от легких жидких нефтепродуктов, не смешивающихся с водой // Нефтегазовые технологии. 1997. - № 4. - С. 63.

88. Павлов А.В. О тепловом равновесии в верхнем слое земной коры // Техногенные ландшаты Севера и их рекультивация. — Новосибирск: Наука, 1979.-С. 5-11.

89. Павлов А.В. Энергообмен в ландшафтной сфере Земли. Новосибирск: Наука, 1984. - 256 с.

90. Павлова К.К. К вопросу о фазовом составе воды и теплофизических характеристик мерзлого торфа при изучении процессов инфильтрации // Труды ГГИ. вып. 182. - 1971.

91. Пармузин С.Ю. и др. Прогноз динамики многолетнемерзлых пород Европейского Севера России и Западной Сибири в XXI веке // Вест. Моск. ун-та. Сер. Геология. 2001. - №4. - С.64-68.

92. Пат. 2216889 (РФ), МКИ3 А 01 В 79/02. Способ ликвидации земляного сооружения на Крайнем Севере / Конюхов А.В., Лукин А.Ю., Калашников А.В. (РФ). Опубл. 27.11.2003, Бюл. № 33. - 5 с.

93. Пат. 2223832 (РФ), МКИ3 С 02 F 1/22, С 04 В 26/10. Способ утилизации промышленных отходов / Конюхов А.В., Лукин А.Ю., Калашников А.В. (РФ). Опубл. 20.02.2004, Бюл. №5.-4 с.

94. Ш.Печкуров А.Ф. Определение глубины промерзания и оттаивания болот // Освоение заболоченных земель. — М.: Изд-во Акад. сельхоз. наук им. Ленина, 1937. С. 18-20.

95. Полевая геоботаника: Т. I-IV / Под ред. Е.М. Лавренко. М.: АН СССР, 1972.-336 с.

96. Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. Основные положения по проектированию. СНиП 2.01.28-85. -М.: Госстрой СССР, 1985. 15 с.

97. Положение об оценке воздействия на окружающую среду в РФ. Приказ Минприроды № 372 от 16.05.2000 г. — 8 с.

98. Посттехногенные экосистемы Севера / Под ред. И.Б. Арчеговой, Л.П. Капелысиной. СПб.: Наука, 2002. - 159 с.

99. Почвенная съемка: руководство по полевым исследованиям и картографированию почв / Под ред. И.В. Тюрина. М.: АН СССР, 1959. — 346 с.

100. Природа Ямала / Под ред. Л.Н. Добринского. Екатеринбург: УИФ Наука, 1995.-435 с.

101. Растительность Европейской части СССР / Под ред. Грибовой С.А. — Л.: Наука, 1980. 429 с.

102. РД 39-140-95. Инструкция по применению препаратов серии «Биодеструктор» для ликвидации загрязнения нефтью, нефтепродуктами и др. органическими соединениями. М., 1995. - 20 с.

103. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник. — М.: Мысль, 1990.-637 с.

104. Реймерс Н.Ф. Экология (теория, законы, правила, принципы и гипотезы). — М.: Журнал «Россия молодая», 1994 — 367 с.

105. Рекультивация земель на Севере. Вып. 1. Рекомендации по рекультивации земель на Крайнем Севере / Под ред. И.Б. Арчеговой. — Сыктывкар, 1997.-34 с.

106. Ременников В.В. Разработка управленческого решения. М.: ДАНА ЮНИТИ, 2000. - 140 с.

107. Рождественский Ю.Ф., Сарапульцев И.Е. О проблемах рекультивации нарушенных земель полуострова Ямал // Освоение Севера и проблемы рекультивации: Тез. док. Ш Международ, конф., 28-31 мая 1996 г., Санкт-Петербург. Сыктывкар, 1997. - С. 313-316.

108. Роман Л.Т. Теплофизические свойства талых и мерзлых заторфованных грунтов и сжимаемость их при оттаивании // Тр. Произвол, и науч.-исследов. ин-та по инж. изысканиям в ст-ве. — Т. 24. —1973. — С. 83-103.

109. Романов В.В. Гидрофизика болот. -Л.: Гидрометеоиздат, 1961. 359 с.

110. Ручкинова О.И. Экологические технологии: обзор основных направлений использования нефтеотходов в качестве вторичного сырья // Инженерная экология. 2004. - № 1. — С. 2-17.

111. Саввинов Д.Д. Гидротермический режим почв в зоне многолетней мерзлоты. Новосибирск: Наука, 1976. - 254 с.

112. Саввинов Д.Д. Прогнозирование температуры тундровых почв расчетным методом // Растительность и почвы субарктической тундры / Под ред. В.Н. Андреева. Новосибирск: Наука, 1980. - С. 195-201.

113. Сезонная и погодовая динамика фитомассы в субарктической тундре / Отв. ред. В.Н. Андреев; АН СССР. Сиб. отд-ние. Якутский филиал. Ин-т биологии. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1978. — 191 с.

114. Сергеев И.Б. Проблемы развития нефтедобычи в Ненецком автономном округе // Нефтяное хозяйство. № 12. — 2002. — С. 18-21.

115. Смесь для обезвреживания и литификации бытовых и промышленных отходов, донных осадков, шламов и нефтезагрязненных грунтов // Экологические системы и приборы 2003- №4- С.46-48.

116. Снакин В.В., Хрисанов В.Р. Биопродуктивность как фактор устойчивости ландшафта // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2001. - № 10. - С. 60-67.

117. Солнцева Н.П. Добыча нефти и геохимия ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1998.-373 с.

118. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов в условиях вечной мерзлоты: ВСН 013-88 / Миннефтегазстрой СССР: Введ. 01.01.89.-М., 1989.-34 с.

119. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды: ВСН 014-88 / Миннефтегазстрой СССР: Введ. 01.01.89.-М., 1989.-56 с.

120. Сумина О.И. Техногенные воздействия на тундровые экосистемы и рекультивация нарушенных территорий. — СПб., СПб. гос. ун-т, 1992. — 43 с.

121. Суходольский С.Е. Нарушения природной среды и их последствия при строительстве линейных сооружений // Охрана окружающей среды при освоении области многолетнемерзлых пород: сб. ст. М.: Наука, 1980.-С. 67-71.

122. Тентюков М.П. Техногенная трансформация тундровых ландшафтов в районах нефтегазодобычи // Экология нефтегазового комплекса: Материалы I Всесоюз. конф. М., 1989. - С. 78-85.

123. Техногенные ландшафты Севера и их рекультивация: сб. стат. / Под ред. А.В. Павлова. — Новосибирск: Наука, 1979. 161 с.

124. Технология рекультивации техногенно нарушенных земель в условиях Ямало-Ненецкого автономного округа / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. отд-ние, НИИ сел. хоз-ва Сев. Зауралья, Ямал. с.-х. опыт, станция. -Новосибирск, 1996. 24 с.

125. Тихановский А.Н. Проблемы рекультивации земель в Ямало-Ненецком автономном округе // Освоение Севера и проблемы рекультивации: Тез. док. III Международ, конф., 28-31 мая 1996 г., Санкт-Петербург. Сыктывкар, 1996. — С. 201.

126. Тихомиров Б.А. Очерки по биологии растений Арктики. — М.; JL: Изд-во АН СССР, 1963. 153 с.

127. Трофимов В.Т. и др. Карта устойчивости массивов пород криолито-зоны к техногенным воздействиям // Вестн. Моск. ун-та. Серия 4. Геология. 1999. - № 2. - С. 51-61.

128. Тыртиков А.П. Динамика растительного покрова и развитие мерзлотных форм рельефа М.: Наука, 1979. - 116 с.

129. Тюремнов С.Н. Классификация видов торфа // Гидрология болот / Под ред. К.Е. Иванова JL: Гидрометиздат, 1953. - С. 78-79.

130. Тюрин В.Н Качественная оценка нарушений экосистем и их критерии // Освоение Севера и проблемы природовосстановления: Тез. док. IV Международ. конф., 3-7 авг. 1998 г., Сыктывкар. — Сыктывкар, 2000. — С. 86-92.

131. Тюрк JI. Баланс почвенной влаги / Под ред. JI.P. Струзера. Л.: Гидрометиздат, - 228 с.

132. Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния территорий различного функционального использования: Методические рекомендации. М.: ИМГРЭ, 1996. - 88 с.

133. Федорович Д.И., Конюхов А.В. Рекомендации по определению теплофизических характеристик торфяных грунтов и расчетам их промерзания и оттаивания. НИИОСП, ЦИНИС. М.: Госстрой СССР, 1978. - 54 с.

134. Фомина С.Т. Геоэкологические условия газонефтеносных районов и антропогенная трансформация природных систем на Севере Западной Сибири: Автореф. дис. канд. техн. наук: 11.00.11.- Тюмень, 1998. 24 с.

135. Челноков А.А., Ющенко Л.Ф. Основы промышленной экологии. — Минск: Высш. шк., 2001. 343 с.

136. Чечкин С.А. Водно-тепловой режим неосушенных болот и его расчет. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 205 с.

137. Шаврина Е.В. Восстановление растительности тундры (полуостров Ямал) после транспортных воздействий // Экологические проблемы Севера: Межвуз. сб. науч. тр. Архангельск: СОЛГИ, 1998. — 102 с.

138. Шебеко В.Ф. Испарение с болот и баланс почвенной влаги. — Минск: «Урожай», 1965. — 394 с.

139. Шилова Н.В. Ритмы роста и пути структурной адаптации тундровых растений. Л.: Наука, 1988. - 212 с.

140. Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения: Материалы международ, конф. / Под ред. Ф.Н. Юдахина. Архангельск: Ин-т экологических проблем Севера УрО РАН, 2002.-928 с.

141. Юдахин Ф.Н., Габайдуллин М.Г., Коробов В.Б. Экологические проблемы освоения нефтегазовых месторождений севера Тимано-Печорской провинции. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - 314 с.

142. An ecological framework for environmental impact assessment in Canada / Ed. G.E. Beanlands, P.N. Duinker. Canada, Halifax: Dalhouse University 1983.- 132 p.

143. Artie systems: Natural Environment, Human Actions, Nonlinear Processes: IASC Report. Norway, Oslo, 1996. - № 3. - 24 p.

144. Assessment system for environment and industrial activities in Svalbard / Ed. R. Hansson, P. Prestrud, N.A. Oritsland. Norway, Oslo: Norvegian Polar Research Institut, 1990. - 267 p.

145. Bliss L.C., Grulke N.E. Revegetation in the High Arctic its: role in reclamation of surface disturbance // Northern Environmental Desturbance. USA, Edmonton: Univ. Alberta, Boreal Inst. North Stud, 1988. - Vol. 24. - P. 43-55.

146. Cargill S.M., Chapin F.S. III. Application of successional theory to tundra restoration: a review / Arctic and Apl. Res. 1987. - Vol. 19. - № 4. - P. 366-372.

147. Densmare R.V., Neiland B.I., Zasada I.C., Masters M.A. Planting willow for moose habitat restoration on the north slope of Alaska // Arctic and Apl. Res. 1987. - Vol. 19. - № 4. - P. 537-543.

148. Radford J.R. Analysis of disturbance effects of operations of off-road vehicles on tundra. Department of Indian affairs and northern development. -Canada, Ottawa, 1972. 77 p.

149. Tundra ecosystems: comparative analysis / Ed. L.C. Bliss. USA, N.Y.: Cambridge Univ. press, 1981. — 835 p.

150. Walker D.A., Cate D., Brown J., Racine C. Desturbance and Recovery of Arctic Alascan Tundra Terrain: a review of Resent Investigations. USA, Hanover: NH, 1987. - 430 p.

151. Walker D.A., Walker M.D. History and pattern of desturbance in Alaskan Arctic terrestrial: a hierarchial approach to analysing landscape change // Journal of Appplied Ecology. 1991. - V. 28. - P. 244-276.

152. Wilshire H.G. Environmental impact of oil and gas pipelines // US Geol. Surv. Circ. 1995. -№ 1108.-P. 117-118.

Информация о работе

Калашников, Антон Владимирович
кандидата биологических наук
Архангельск, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Обоснование и разработка эффективных способов рекультивации нарушенных тундровых земель по трассам нефтегазопроводов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы