Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов при строительстве и эксплуатации нефтегазопромысловых трубопроводов в условиях Крайнего Севера

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов при строительстве и эксплуатации нефтегазопромысловых трубопроводов в условиях Крайнего Севера"

РГб од

О Ь ЯНВ 1993

На правах рукописи

ЛОСКУТОВ Владислав Константинович

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

Специальность 11.00.11--

Охраиа ^ чружающой среды к рациональное использование природных, ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой стйпони кандидата технических наук

Москва - 1997г.

Работа выполнена в Российском акционерном обществе нефтегазового строительства "Роснефтегазстрой".

Научный руководитель:

- доктор технических наук, профессор И И Мазур

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор Х.Н.Низамов

- кандидат технических наук О И Молдаванов

Ведущая организация - АО "Центртрубопроводстрой".

Защита состоится "13" января 1998 г. в час. на

заседании диссертационного совета К 053.22.26 в Российском

университете дружбы народов. Адрес: 117302, г.Москва, ул.Орджоникидзе, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов (117198, г.Москва. ул.Миклухо-Маклая, д 6),

Автореферат разослан " // "

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

В Д Долгушин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. .

Актуальность темь) диссертации. Нефтегззолроводная сеть России является крупнейшей о мире и составляет .600 тыс. км промысловых трубопроводов и газопроводящих сетей обеспечивая сеышв 40% всего грузооборота. В то же время, эксплуатация и развитие нефтегазопромысловых трубопроводов, характеризующихся более сложной, по сравнению с магистральными транспортными системами, технологической схемой и разнообразием конструктивно-технологических решений и функциональны* характеристик, .оказывает значительное влияние на экологическую обстановку, особенно в чувствительных к техногенным ¿оздействиям районах Крайнего Севера, где сосредоточены основные запасы нефтегазовых ресурсов страны. Так, по данным нефтедобывающих отечественных структур, число аварий на существующих промысловых нефтепроводах достигает 120 в сутки, или около 40 тысяч в год; при этом теряется до 3% добываемой нефти Потеря добываемого продукта кроме экономических издержек наносит непосредственный ущерб окружающей природной среде.

Таким образом, проблема экологически безопасного обустройства и освоения нефтегазопромысловых сооружений в сложных природно-климатических, инженерно-геологических и геокриологических условиях Крайнего Севера является актуальной, а внедрение методов обеспечения охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов смож$^ способствовать разработке норм природоохранного проектирования для строительства в криолитозоне, а -экжа анализу и в .принятию новых решений ло проектируемым и ужа действующим, объектам нефтегазового комплекса

Цель работы. Основная цель работы • разработка обоснованных принципов и методов обеспечения охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов при строительства и эксплуатации промысловых трубопроводов, обеспечивающих необходимую защиту природной среды о районах Крайнего Севера.

Цель работы обусловила следующие основные задачи исследований:

1. Оптимизацию современных норе-ч природоохранная проектирования ■ нефтегазопромысловых трубопроводов для районоэ Крайнего Севера.

2 Исследование общих закономерностей формирования факторов ряска при строительстве и эксплуатации промысловых трубопроводов.

3. . Усовершенствование организационно-технологического проектирования промысловых трубопроводов с позиций требований инженерной экологии.

4. Разработку норматмвно-эколо!ических принципов проектирования промысловых " объектов нефтегазового комплекса и . усовершенствованна методики акспертно-

аналитичвекой оценки зкологичности проекта.

'/■да-, работы эаключггтся в том, что реальный проект газонефтелромыслового трубопроводе потенциально содержит экологический риск, который может быть минимизирован путем обоснованного нормирования экологически оптимальны* показателей гргдъльных антропогенных нагрузок, обусловленных факторами строительного и эксплуатационного тахногенеэа, особенно в районах распространения •.¡иоголетне. зрзг, грунтов.

'Л«тэды исследования. Для достижения поставленной цели использованы методы: системного г.нз.лизг, теории вероятностей и принятии решений Обработка экспертно-аналитической информации, используемой в работе, базировалась на метода» математической статистики

Нзучныз положения, выносимы« нг защиту, и их новизна:

1. Методы обеспечения экологической безопасности от техногенных нагрузок прк строительстве и эксплуатации промысловых трубопроводов

2. ' Системе обобщения взаимосвязей показателей конструктивной I эксплуатационной надежности трубопроводов с факторами экологического риска

3. Доказательство необходимости инженерно-экологического подхода корректировке и адаптации норм природоохранного проектирования с учето» чувствительности и территориальной целостности северных регионов

4. Новые методы определения показателей эффективной экопогическо безопасности нефте- и газопромысловых трубопроводов.

б. Обоснование выведенных принципов минимизации проектно.экологичэског

риска

6, Методология усовершенствования экологической экспертизы проектно документации н» нефтвгазопромысловые объекты

Досто*\>уоот«. результатов исследований, изложенных в работе, базируется н м«то,п < системного анализе м подтверждается внедрением в проектные раэработ» природосберегающих технологий м методик нормирования техногенных воэдействк оОъактоа.нефтегазового комплекса.

Практический значимость к р«ад»;з1,цк*1 работь,) <е промышленности;

Результаты исследований были использованы в отраслевых рекомендации* г оцьнк« ущерба окружающей среде при авариях на действующих промыслов! трубо^1(>оводах (ывжп^оиыеловый нефтепровод Воза1(>-Уса, 1В95г.)

Разработанные принципы нормирования факторов экологического риска вошли с<хГ <в методики по оцепка экологической безопасности НГК, выполненной по зада»» МинлрДроды РФ (1 Рйбг)

Методика определения уровня экологической обеспеченности проекта применена для оценки проектных решений а части природоохранных мероприятий и обеспечения экологической безопасности при трубопроводном строительстве (экологическая экспертиза мгтериалов технико-экономического обоснования строительства и эксплуатации нефтепроводной системы Твнгиэ-Ноиороссийск Каспийского трубопроводного консорциуме, 1996г.)

Разработанные показатели экологической безопасности и мотодическре рекомендации по их оценке реализованы в природоохранном проектировании с ожидаемым экономическим эффектом зв счет минимизации провктмгьэкологического риска на мвжее 2.3 мпрд руб в год (в ценах 1995г.)

Методические рекомендации по инженерно-экологической экспертизе используются для оценки уровня экологичности проектно-сметной Докумвнт'нчв «а сооружение нефтегаэопромысловых и магистральных труболроподов.

Апробация работы. Основныэ положения работы доложены на зясвдпнмч .свкц^кГ "Инженерная экология и техногэнэз" Российской Экологической Лкадшччч (фзрргль, октябрь 199бг ), на конференции 'Химия, технология и экологии переработки природного газа" КИМГАЗ-06. на Научно-техническом Соэетэ по долам Арктики и Антарктики (*;юль, октябрь 1996г), на Бюро секции "Инжонерная экология и твхногенез" РЭА (февраль 1991х), из Международной конференции no про{.'|емам криологии Земли (апрель 1997г.), а также на Научно-техническом Совете АО "Цонтртрубопроаодстрой" октябрь 1998г, март, ноябрь 1997г.), на семинаре кафедры "Проммшлйнмая экологии w безопасность жшнедаягальности" Российского университете дружбы ниродоа (октябрь 1997г.) ч не. Годичном собрании Московского отделения РЭА (июнь 1997г.).

Публикация работы. По темо диссертация олубликоззно 7 научных рябот.

Структура и оОьем та боты. Диссертация состоит из прядения, четырех глав с кэнкрэтными выводами, основных выводоа и списка i тературы из 120 иаир/еновгни^ Объем диссертации составляет 179 стр., включает в себя 10 рисунгоп и 12 таблиц.

СОДЕГ ".АНИСРАБОТЫ:

Во впадении аргументированы обмкттны* условия для исследований и

разработки методов обеспечения охраны окружающей среды (¡г рационального использования природных рвсурсоз при строительство W эксплуатации иефте- и газопромысловых трубопроводов в реп нах Крзйнгго Севера. Обоснована актуальность диссертационной работы, исходя из современного состояния проблемы надежности и эколотчвекой безопасности действующих нефтвгетопремыслочых объектов.

Первая глава ("Анализ . современного состояния природоохранного проектирования объектов нефтегазрвого комплекса в условиях Крайнего Севера") содержит общесистемный анализ современных условий строительства и эксплуатации промысловых' трубопроводов в криолитозоне, выявление специфики техногенеза, классификацию зон нефтегаэопромыслового освоения по инженерно-экологическим критериям, а также методы объективной оценки ущерба окружающей среде

В инженерном и зкологическом плане специфика нефтегазового строительства характеризуется повсеместным залеганием мощных пластов многолетне-мерзлых грунтов (ММГ). Над вопросами экологического обеспечения строительства нефтегазовых объектов на ММГ плодотворно работали и внесли большой вклад ученые В Л Березин, И И Мазур, О.М.Ивандоб, О И Молдаванов. Х.Н Низа'мов, Л .П Бородавкин, Б И Ким, 6 Л Кривошеин, В Н. Шишов, В.И.Соломатин. И П. Новиков, СД Масалкимидр

Соответствующие исследования и разработки проводились ВСЕГИНГЕО, Фундаментпроектом' и Полярно-Уральским геологоразведочным объединением. Институтом мерзлотоведения им В.А Обручева, ПНИИСом, Главтюменьгеологией, Институтом мерзлотоведения РАН и др.

Вместе с тем, существующие регламентирующие требования строительства на вечномерзлых грунтах не отражают в достаточной степени допустимых физико-механических и тепловых воздействий на покровы литосферы. Состав и объемы инженерных изысканий' для проектирования и строительства промысловых трубопроводов не оговорены специальным нормативным документом. А анализ материалов, включаемых в проектах в раздел "Охрана природы*, показывает, что критические и аварийные состояния трубопроводов а нем не рассматриваются

При техногенном освоении территории криолитозоны любые нарушения тундры, как то: уничтожение почвенно-растительного похрова, нарушение микрорельефа в результате планировочных работ, проходки траншей и выемок, подрезки склоноа, создани» насыпей и связанные с ними изменения температурного режима грунтов приводят к активизации экзогенных геологических процессов.

Эти' обстоятельства обуславливают инженерно-экологические задачи при строительстве а криолитоэоне: сохранение исходного уровня тепла- и массообмена и определение порогового значения воздействий для сохранения баланса природных комплексов тундры, которые до настоящего времени не нашли должного отражения в соответствующих норЬ'Зтивных документах на предпроектные изыскания, строительство и эксплуатацию нефтегазовых объектом • условиях криолитозоны

Г Опыт строительства и эксплуатации объектов нефтегазового комплекса прямо свидетельствует об имеющейся диспропорции между инженерным ра счетно-

теоретическим и экспериментальным обоснованием рабочих параметров формируемых объектов и их техногенного воздействия на окружающую среду. Неадекватность расчетной модели объекта реальной экологической обстановке в зоне строительств» приводит к необеспеченности требуемой защиты приходного ландшафте. Поэтому необходима разработка и яведенив четкой зональной классификации по принципу техногенного воздействия объектов нефтяной и газовой промышленности на свойстве окружающего ландшафта

п

Признаки и показатели антропогенного изменения природного ландшафте уд »

/-1

зоне промышленного освоения могут быть представлены а единичной и комплексной' форме При заданной номенклатуре таких показателей Ь, целесообразно • качестве обобщенного критерия антропогенного изменения природного ландшафта использовать размер (а одно-двух или трехмерном выражении) зоны поражения П (отрицательного воздействия на природную среду со стороны объекта), т е. ) » /(х,у,г) , где /3 -

функция экологического воздействия, определяющая реакцию окружающей среды • радиусе Я > Учитывая временной характер взаимодействия между объектами и-окружающей средой, получим

г>

£<"л

1

о

'' " ; (1)

1-1 У

.Ых,у,х,1). (2)

где и, - общее техног тов воздействие (по всем показателям); Ц - воздействие по единичному показателе

Особенно губительное влияние оказывают эти техногенные воздействия на природу крмолитозомы. 30% территории центральной и северной зон Западной-Сибири относится к т*. л типам ландшафтов, которые практически не восстанавливаются, еще 30% относятся к плохо восстанавливающемуся типу (20-50 лет) и только треть сложена ландшафтами, которые восстанавливаются за период менее 20 лет.

Струхтура и составляющие материального ущерба У пру взыскании трассы трубопровода, его строительстве и эксплуатации в общем случав складывается из следующих составляющих: У = У. + Ус ♦ V» (3)

где У», Ус У, • ущерб соответственно при изыскании, строительстве и эксплуатации трубопровода. 3 свою очередь, каждая составляющая в формуле (3) выражав|си прямым и косвенны!', ущербов.

При мзыскан'/.и и строительстве трубопровода основному воздействию подвергается почеенно-раститальный покров и поверхностные воды (реки в районе переходоь трубопроводов черв! нмх) При эксплуатации воздействия в той или иной мере испытывают практически лее ¿оппоненты окружающей среды. Однако и на эюй стадии основная нагрузке приходится не почвенно-раститепьный покров, поверкностные и подземные зоды: загрязнение грунтовой среды, например, нефтью, связано с временным изъятием земли пользования, локализацией загрязнения и рекультивацией земель

Таким обрезом, ущерб, связанный с загрязнением почвенно растительного покровг (ущерб от э'гряэнения), определяется соотношением

У., « У„,*Ур.+У' « (4)

где У„, и У„ - соответственно затраты на локализацию загрязнения и рекультивацию земель, У"« - зетрглы на временное изъятие земель из пользования

В более общем случае любая оценка потенциального ущерба окружающей среде, проводимая н& стадии природоохранного проектировании, опирается на промышленную инвентаризацию зсех возможных источников поступления вредных' веществ В этом случае реализуется возможность проведения расчетов, необходимых для принятия решений, отражаемых э проекте.

С этой целью разработан® достаточно универсальная блок-схема, позволяющая спланировать необходимый состав инвентаризационных работ по каждому конструктивному объекту в отдельности и для всей нефтегазопромысловой геотехнической системы в целом.

Исходная методология природоохранного проектирования в структуре нефте газопромыслового строительства и эксплуатации базируется на основополагающих интегральных критериях, признаки классификации которых для реальных экосистем Крайнего Севера отражены на рис.1

дторшя глава ('Исследование качества проектирования нефтегазопромысловых трубопроводов с учетом факторов экологического риска") содержит анализ осмовогюлагающих закономерностей формирования и развития геотехнических систем в состав« объектов нефтегазового строительства, характеристику взаимосвязей иблезгелей надежности и экологической безопасности трубопроводов, классификацию *»ра1."т«:р««ы< ошибок проектирования по факторам экологического риска а также анализ

Иэмгхянмя Провктиро-»1МИ Г" " " ------!| я ........ ' •{ [ I __5

По По »стсиггаЛд*

времени

□ □

« Рис 1 Признаки классификации интегральных критериев в экосистемах нефтегазоносных районов Севера

особенностей формирования техногенных нагрузок на природную среду а процессе строительства и эксплуатации промысловых объектов.

Современные тенденции развития природно-техническмх геосистем (ПТГ) свидетельствуют об имеющейся диспропорции меяфу инженерным расчетно-теоретическим и экспериментальным обоснованием факторов техногенного воздействия на окружающую среду Неадекватность различных моделей реально^ экологической обстановке а зоне промышленного освоения территорий приводит к невосполнимым потерям биогеоценозов природного ландшафта.

Эколог шеская безопасность трубопровода характеризуется вероятностью отказов трубопровода с заданным уровнем экологического ущерба по компонентам окружающей природной сроды и по видам популяций фауны и возможными Максимальными I ерями о^жающей среды при отказах трубопровода по причинек- проекта, строительства и эксплуатации

Опыт строительства и экссвдуатации трубопроводов, несмотря на сложный функциональный характер процессов взаимодействия их . с окружающей средой, указывает на достаточно однозначные взаимосвязи кр -ериев их надежности и экологического ущерба. Это требует от ученых,, проектировщиков, строителей,

эксплуатационников всестороннего учете природных, климатически* и инженерны* факторов, м в первую очередь - сохранения мерзлоты и предотвращения ее растепления болев обычного сеэонно-талого слоя

Выполненный анализ специфики формирования техногенных нагрузок на природную среду прм строительстве и эксплуатации промысловых трубопроводов позволяет провести градацию таких нагрузок, свойственных нормальному (нормативно обеспеченному) режиму функционирования конкретной нефтегазопромысловой ПТГ. и анормальному (аварийному) режиму В Таблице 1 отражена матрица адекватных природовосстаноаительных мероприятий, отвечающих тому или иному вышеназванному режиму функционирования: ПТГ (природно-технической геосистемы), ТС (собственно технической нефтегаэопромысловой системы) и ПЭС (собственно природной экосистемы).

Таблица 1. Матрице мероприятий на этапе комплексных природовосстаноаительных работ.

Нормальный режим Аварийный режим

Зоне функционирования функционирования

нарушенных ПТГ ПТГ

территорий Неблагоприятные процессы. угрожающие

ПТГ тс ПЭС ПТГ ТС ПЭС

Прилегающие-к объектам ТС ТР ТР ТБР ЗС ЗС (ЗС)

ИБС ИБС

БР БР

Не прилегающие к объект?*» ТС - - ТБР • - -

В матрице буквенные обозначения состава работ подразумевают следующее ТР -техническая рекультивация, £Р - биологическая рекультивация, ИБС • инженерно-биологическая стабилизация; ТБР - технико-биологическая рекультивация; ЗС • защитные сооружения

Интегральная оценка вероятности экологического ущерба регламентированного

уровня определяется уравнением Р' » (У, > У')» | ,

(5)

где У, • текущий ущерб на момент времени <; У* - регламентированный ущерб; Рц • вероятность экологического ущерба, - вероятность экологического ущерба

регламентированного уровня.

Причем при достижении величины ущерба к моменту !<,, регламентированного

(6)

»1 _ ^ '01 -*'м •И\> |ЛГ„ (ЛГ„)»0

»мачемия У. т е УЮ1 * У , имеем Р>у * гпт Рэ>{Ро=0).

|Де

Приведенные в (5). (б) показатели отражают характеристики функциональной взаимосвязи экологического ущерб« при эксплуатации трубопроводных' объектов различного назначения

Экологически рациональное проектирование нефтегазового объекте имеет целью обеспечение на ■ этапе строительства устойчивых нормированных запасов Л, по отношению к предельным значениям антропогенных свойств окружающей природной среды, те Л,«и, - и, (7)

где и, и, • соответственно уровни экологической защиты и техногенного воздействия в режиме строительства

Уровень экологической защиты и, может быть представлен суммой двух слагаемых 1),»1/„» II», (в)

где и„, - соответственно уровни защиты, обусловленные искусственно созданными средствами и естественными возможностями самовосстановления объектов природы Уровень и„ по-существу, определяет ту верхнюю границу допустимых антропогенных изменении в природе, переход за которую связан о потерей необходимого экологического равновесия, а следовательно, резкого повышения экологического риск» в ПТГ

Г лава третья ("Инженерно-экологическое обеспечение не этапе оргвнизационно-технологического проектирования промысловых трубопроводов с целью рационального использования природных ресурсов*) посвящена разработке природоохранных требований к проектам организации и производства работ а нефтегазовом строительстве, систематизации требований к лредпроехтным изысканиям, а также корректировке и адаптации норм природоохранного проектирования с учетом чувствительности и территориальной целостности районов освоения Крайнего Севера

Нарушения природной среды имеет место уже в начальный период освоения при выполнении изыскательских работ, но наиболее активное воздействие на природную среду происходит в период строительства: планировочные работы, подрезка склоно», разработка карьеров, создание насыпей и г д.

Для районов со сложными природно-климатическими условиями, к которым относится Крайний Север работы по инженерно-экологической подготовке трасс должмм обеспечиваться проектно-сметной документацией зе один-двв сезона до строительств« трубопроводов Это опережение необходимо для подготовки грунтов, устройства экологически чистых поселков строителей, гидротехнических работ. Такую »ч» самостоятельную часть проекта, но также основную, должны составлять восстановительные природоохранные работы

Особую важность на этой стадии проектирования приобретает вопрос об определении состава и характера завершающего этапа комплексных природо^осстановительных работ на нарушенных землях различных типов На рис 2 представлена предлагаемая структура данного этапа работ, которая должно быть технологически конкретизирована с учетом конструктивной специфики нефтегаэопромыслоеого объект», характере его техногенного влияния и адаптационных свойств окружающей среды Природоохранным содержанием должны быть насыщены на только специальные разделы проекта Требования по охране окружающей среды, экологической безопасности трубопроводов и надежности должны быть учтены при выборе *п конструкции, способов прокладки и закрепления, методов сварки и изоляции, противокоррозионной защиты

¡Нарушенные участки, прилегающие к

©тгъек I и м:

- полоса отвода;

- защитная зона объекта НГК

Нарушенные участки, не прилегающие к объектам: - карьеры; - дороги и пр.

У _ _____V

Завершающий чикл прнродовосстиновитсльных работ

О

I

г. годы

Рис 2 Структура эавершающвго этапа комплексных прирсдоаосстановительных работ на нарушенных эейлях различных типов.

Трубопровод, проложенный а криолитоэоне, с его системой инженерных сооружений, линиями коммуникаций, вдопьтрассовыми дорогами, насосными, компрессорными и станциями охлаждения, трассовыми поселками оказывает

Il

существенное воздействие на окружающую среду г теченье всего сроке эксплугт»ции,-е первую очередь на мерзлотно-грунтовые условия Обычно с началом строительных ' работ в криолитозоне возникают существенные изменения экологической обстановки, происходит значительная перестройка естественных геосистем, переход sx > новое квазисгабильное состояние или рв.'вигие прогрессирующих деструктивных процессов.

Оценка устойчивости и реакции мерзлотных гюс.стэи не. »мешмие воздействия основываются на общих представлениях о понятии устойчивости физических систем, т в способности противостоять возмущающему внешнему воздействию и возвращаться в исходное состояние после его прекращения, либо переходить в новое состояние, оставаясь а рамках функционального инварианта

Решение проблемы нормирования техногенных воздействий каждого определенного вида на природную среду криолитозоны должно бгзироваться не оценке величины их прямого теплового или косвенного воздействия на геосистему и сводится к решению следующих задач изучения закономерностей функционирования естественных мерзлотных геосистем температурного режима мерзлых пород и деятельного слоя; теплопотоков в слое инженерного воздействия <10 м); мощности деятельного слоя, влажности и пьдистости пород в интервале глубин 0 10 м, теплофизических свойств покровных горизонтов - снега, почвенно-раститвльного слоя, деятельного слоя; режима поверхностного и грунтового стока

Эти данные позволяют дать количественную и качественную оценку степени устойчивости мерзлотных геосистем в естественных условиях, опасности развития неблагоприятны* явлений, а также определить предельно допустимые нагрузки.

Четвертая глхзв ("Разработке- нормативно-экологических принципов природоохранного проектирования промысловых объектов нефтегазового комплекса") содержит расчетные предпосылки определения показателей экологической безопасности нефте- и газопромысловых трубопроводов, конструктивные технологические сценарий опережающей инженерно-экологической подготовки а природоохранном проектировании, принципы минимизации про« ктно-экологического риска, о также методически» рекомендации по обработке результатов анализа информации о фактическом уровне экологичности проекта

К числу определяющих показателей »копогической безопасности промыслов»« трубопроводов следует отнести показатели, характеризующие устойчивость !руиог>рсеода, прочность стенки трубопровода, его герметичность Точная количественная оценка показателей надежности действующих трубопроводов углеводородное сырья по указанным критериям и оперативно* продуорвжд«^«

возможных аварийных ситуаций с целью предупреждения экологического ущерба окружающей среде требуют внедрения высокоэффективных средств аппаратурной диагностики, которая сможет обеспечить непревышение предельно допустимых уровней техногенного воздействия со стороны нефтегазовых объектов, установленных по всем задействованным компонентам природы

Однако используемые в настоящее время расчетные схемы показателей экологической безопасности трубопроводных систем дают результаты, во многих случаях не соответствующие реальным, что обусловливает необходимость корректировки соответствующих методик по следующим направлениям корректировка расчетных формул и моделей с учетом реальных допусков на формирующие параметры отказов, уточнение значений расчетных нагрузок, возможно более полный учет спектра внешних силовых и энергетических факторов, обусловленных взаимодействием трубопровода с окружающей средой, обеспечение необходимой точности исходной информации для расчетов надежности и экологической безопасности, обоснование критериев отказа

Объективным критерием может служить математическое ожидание ущерба от

где: О • пропускная способность трубопровода; Т, • ' среднее время восстановления (простой); Р» - вероятность безотказной работы трубопровода.

Ввиду многоаспектного характере воздействия трубопровода ив компоненты природной среды, критерии экологических отказов можно обосновать по характеристикам экологического ущербе У», рассматриваемым по отношению к грунту, еоде и атмосферному воздуху:

где У г,, У »¿д. У*» • соответственно интенсивности загрязнения фунта, воды к атмосферного воздуха в результате отказов трубопровода, Т ■ расчетное время, Тг?, Т»од Т*ш - соответственно время загрязнения фунта, воды и воздуха по каждому виду отказ« трубопроводе; Т„ - средняя наработка на отхаз.

Современная концепция инженерно-экологической подготовки в природоохранном проектировании нефтегазопромысловых объектов а арктических районах, учитывающая три основных фактора - специфические инженерно-геологические условия иэ-м повсеместного залегания ММГ. чрезвычайно хрупкую и чувствительную к техногенным

отказа

МУ„„ - ОТ,(1 - Р.)

(15)

1Г

воздействиям природу "Крайнего Севера, обитание на эти* территория* малы* коренных народностей, - предусматривает специальные опережающие мероприятия по защите ландшафта от техногенных воздействий

Опережающие природосберегающие работы, осуществляемые за 1-2 сезона до ввода в действие основных строительных мощностей, включают инвентаризацию нарушенных земель и устройство постов мониторинга Первая и самая важная задача -сохранение исходного уровня масса- и теплообмена и определение порогового уровня техногенных воздействий Для сохранения ММГ предусмотрено проведение инвентаризации и комплексного экологического мониторинг» с цепью выявления наиболее уязвимых для техногенных воздействий осваиваемых участков, прогнозирование последствий этик воздействий, разработка оптимальной транспортной экологической схемы, корректировка имеющейся проектной документации с учетом геокриологического и биоэкологического прогнозирования итп

Многоаспектность проблемы надежности трубопроводного транспорта требует комплексного подхода в нормировании критериев и показателей экологической безопасности, формируемых на этапе проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводов Возникает необходимость сбалансирования таких понятий, кок собственно конструктивная надежность и нормативные параметры перекачки продукте, что позволит получать однозначные решения исходя иэ посылок: объективной количественной оценки конструктивной надежности трубопровода на момент окончания строительства, ¿бъективной количественной оценки параметров нагрузки и воздействий, обусловливающих активный режим работы трубопровода в текущий момент.

Интегральным критерием, являющимся мерой экологической эффективности сооружения трубопровода, может служить опасность нарушения природного баланса как потенциальная характеристика необратимых потерь, количественно связанных с антропогенными факторами строительства

Общий принцип охраны природы заключается « минимизации интегральных потерь живой и неживой природы и создании комплекса предупредительных Мер по их эффективной компенсации с целью обеспечения максимальной скорости биологической самоочистки ПТГ:

/ т п

я = £ 1 I V* • <10>

где г,(1/2.....1) ■ абсолютно невосполнимые потери, связанны« С изменением

<5#Йеоценозов за пределами восстанавливаемости; г,(1.2.....т) - «честввнтм потери

неживой природы в первоначальных пропорциях; г,(1,2.....п) - обратимые потери живой

природы в границах само восстанавливаемое™ при содействии человека

и

Функционально« выражения компенсационной способности экосистемы

выражается соотношением —- = ./ I 2, (— )/¡4 С1)

Ж /-I <',.

где • потери окружающей среды; ( 1 ),• - антропогенное отношение,

учитывающее отклонении 1-го факторе окружающей среды от первоначального, естественного »наченмя »того фактор« «„. (- время восстановления

Функционально« представление критериев рационального природопользования возможно на основе исследований- действительных процессов тохногенно-антропогенного развития и определения общих закономерностей распределения свойств природных объектов с учетом их взаимного влияния

3Koiiuiri-.se-;" г-сперту"?я провктно-сметной документации (ПСД) является частью общего комплексе работ по инженорно-зкологнческому обеспечению строительств« и эксплуатации нефтвгазопромысловых объектов и включает анализ и оценку конструктивно-технологически*, орг«ммзацмонных и экономических решений по выбору рациональной номенклатуры олрзделяющих природосберегающих критериев, методов 1 средств минимизации экологического риска и возможного ущерба окружающей среде.

Основными показателями экспертного емализа, необходимого дпя объективно! оценки уровни зкопогичности проекта, являются опрепег.ение оттимальност» номенклатуры базовых природоохранных критериев мя этапах строительств I акеллуатвции нафгвгазопромысловых объектов, оценка полноты и достаточности данны; предпровктныя изысканий в части характеристики геологических, гидрологичлекчх геокриологических, природно-климатических условий, показатели масштаба источнике строительного и эксплуатационного тохмогеказа, • объективность в оценке фоновоп урош(я 5афвзнйняй на момент строительств и эксплуатации объекта провстироозния «даптационныэ и рагвнврацион ^ые характеристики осваиваемой природной экосистемы экологическая емкость территории, характеристики сопутствующих (сопрг знных техногенных потоков; показателя) динамики етроитепмюго и эксплуатационной гехногемеза, обеспеченность и нормы экологического кон'рллп по стадиям жиэнемног цикла, характеристика комплексного геотехнического мониторинг», уровни мзкеималь» достижимого экологического риска; уроон« минимально допустимого экологическог ущерба, нормируемый показатели ущерба окружающей алгоритмы расчешет

ощ'едеппнип экологической безопасности объект т. ипрмзтиеныо допуски н регламентированные загрязнения, нагрузки и аитропогпчнкн мероприятии л

опережающей инженерно-экологической подготовки, характеристика превеитмвнь.

природосберегающих мер. мероприятия по экологической реконструкции нарушенных территорий, обоснованность экономических затрат, необходимых для достижения нормативных требований экологической безопасности проекта

Для оценки уровня экологмчности проекта наиболее перспективным является интегральный показатель результативности природоохранного обеспечения, характеризующий величину потенциального ущерба У- как при строительстве, так и при эксплуатации нефтегазопромыслового объекте

Для количественной оценки уровня экологической обеспеченности документа, прошедшего экспертизу, определяется показатель Пи по формуле :

Пм-(1-ГуПоИ0О'Л, (12)

где П, • количество рассмотренных вопросов, признанных ив удовлетворяющими требованиям экологической безопасности, П„ - общее количество вопросов (эадяч), рассмотренных экспертом по конкретному документу исходя из задач акологической экспертизы.

0СН08НЫЕ ВЫВОДЫ:

I Анализ существующих норм природоохранного проектирований промысловых трубопроводов показывает не имеющуюся диспропорцию между инженерный обоснованием рабочих параметров трубопроводных объектов и их допустимым техногенным воздействием на природную среду Крайнего Севера

2. Предложенные усовершенствования зональной классификации степени опасности промысловых трубопроводов отражают особенности природных ландшафтов, определяющих выбор эхоловической модели прогнозе рееиональною уровня твхногвнною воздействия е зонах строительства.

3 Разработанные аналитические критерии оценки ущерба от еоярчй ив действующих нефтвгазопоомыспоеых трубопроводах, усовершенствованнее методике оцэнк и экологического ущерба доказали необходимость создян/т унифицированной методики определения послан, нефти в трубопроводах

4 Дпя обеспечения устойчивости ееолоеичоскоО среды к твхноеенным механическим воздействиям теоретически обоснованы и разработаны нот эффективные решении г 1 экологически безопасному строительству промысповч< трубопроводов в районах освоения нефтегазовых месторождении Крайнего Севера обеспечивающие стабильность как геосистем, так и сооружений.

5 Выявлена объективная закономерность развития антропогенных процесст в зонах действующих промыспових трубопроводов, что позволило >'ст«жх>ить неравномерность интенсивности зтих процессов с преобпадонием в ипчат.нпв

I л

эксплуатации Предложенные рушения и методы снижения аварийности при эксплуатации обеслечлт снижение экологического ущерба окружающей среде « сродней не 70-75%

6. Разработанные предложения и теоретические доказательства показывают что инженорно-эко/югический цикл с полным плнрвмвниом при/юдосЬврегвющих рабоп Снижает интенсивность развития антропогенны» процессов и экологический puci практически на весь период нормативной работы трубопровода

7 Усовершенствовании* методике экспортно-аналитической оценки проектно сметной документации на пр\>мыслоеые трубопроводы введением дополнительны, показателей экологичности проекта позволяет повысить ее оОьективность

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Лоскутов В К Проектирование объектов нефтегазовой промышленности у:ет?" чувствительности и территориальной целостности северных ландшафтов "Строительство трубопроводов", № 1, 1.997 С 33-36

2 Лоскутов В К Интегральные критерии оценки экологической безопасност нефта/азопроводных систем // "Инженерная экология", Nu 1, 1997 С 20-24

3. Лоскутов О К. Экологическое обеспеченно нефтегазового строительства н этапе гидрогеологических и геокриологических изысканий И "Строительств трубопроводов". N9 4-5, 1998 С. 33-34.

4 Лоскутов В К. Зколого-информационное обеспечение строительства эксплуатации объектов нефтегазового комплекса в криолитоэоие //"'Инжеиериг экология", Ни 1, 1996, С S0-85

6 Мазур И И, Лоскутоэ 8 К Методология классификации природн территориальных зон нефтегазовой промышленности II "Инженерная экология", NJ 1900. с 40-50. С 46-50

6 Мазур ИИ., Лоскутов В.К. Проблемы нормирооания природоохранно проектирования объектов нефтяной и газовой промышленности в услови криолитозоиы / Материалы Международной конференции по проблемам криолог Земли - М.. 1S97r

7. Шишоа ВН., Лоскутов O.K. Эколого-зкоиомичяскич критерии эффехтионос природопользования // "Инженерная экология", Na 1, 1S97 С 2S-36

ЛОСКУТОВ Владислав Константинович (Россия)

"Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов при строительство и эксплуатации нефтегазопромысловых трубопроводов в условиях Крайнего Севера".

Проведенные исследования содержат обоснованный регламент охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов при проектировании, строительстве и эксплуатации нефтегазопромысловых объектов с учетом реальных геолого-минералогических, геокриологических, гидрогеологических и природно-климатических факторов районов Крайнего Севера и приравненных к ним территорий

Опираясь на систему критериев конструктивного, ч технологического и эксплуатационного характера, обусловливающих значение экологического риска, проработаны необходимые информационные предпосылки для создания унифицированной методики предотвращения и оценки ущерба от аварий на действующих нефтегазопромысловых трубопроводах,

Vladislav K. LOSKUTOV (Russia)

on «Environmental Protection and Rational Use of Mineral Resource* In Construction and Operation of Oil and Gas Gathering Pipelines Under the Far North Conditions*

The research has been focused on the elaboration of substantiated and well-grounded procedures of environmental protection and rational use of mineral resources in the designing, construction and operation of oil and gas gathering pipelines. The actual geommeralogical, geocryoloyical, hydrogeological and natural-climatic factors of the Polar Regions and similar territories have been taken into account.

The adequate information prerequisites for creation of unified methods of prevention and assessment of failure damage at the exinting oil and gas gathering pipelines have been worked out, based on the system of the criteria of construction technological and operational ridture defining the ecological risks.

Я