автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка инженерно-экологических решений при строительстве и эксплуатации нефтегазотранспортных геотехнических систем

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

РГ5 оа

На правах рукописи УДК 622.692.407

. I- Л1Г.

] О

МАЗУР АЛЕКСАНДР ИВАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.15.13. - Строительство и эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995 г.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА им. И-МХУБКИНА

На правах рукописи УДК 622.692.407

МАЗУР Александр Иванович

РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОТРАНСПОРТНЫХ ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность: 05.15.13 - Строительство н эксплуатация

нефтегазопроводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г.Москва - 1995

___Работа выполнена в Акционерном обществе "Росиефтегаз строй"______

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Берез ив ВЛ.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Роев ГА.

- кандидат технических наук Кукин Ю.С.

Ведущая организация - АО "Центртрубог.роводстрой"

Защита состоится ""1995 г. в час. на заседании Диссертационного Совета Д053.27.02 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.13 "Строительство и эксплуатация нефтепроводов, баз и хранилищ при Государственной Академии нефти и газа им. И.М. Губкина.

Адрес: 117917, ГСП-1, Москва, Ленинский проспект, 65, йгур

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАНГ им. Губкина

Автореферат разослан

1995 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор технических наук, профессо

Г.Г. ВАСИЛЬЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. Развитие нефтегазового комплекса (НГК) страны в современных условиях связано с разведкой новых и освоением открытых месторождений нефти и газа, строительством и эксплуатацией сверхмощных и протяженных магистральных трубопроводов, насосных и компрессорных станций, баз и хранилищ, объектов нефте- и газодобычи, переработки и др. Географическая характеристика НГК обладает исключительно обширной широтно-меридианальной зоной дислокации сооружаемых и действующих обьектов. Уже только одно это обстоятельство обусловливает необходимость рассматривать обьекты НГК в их органической связи с окружающей природной средой. Именно в этом ключе был определен предмет настоящего исследования - современная нефтегазотранспортная система в контакте с окружающей средой или - "нефтегазотранспортная геотехническая система".

В ракурсе такого выбора предмета исследования доминирующее значение преобретает проблема инженерно-экологического обеспечения нефтегазотранспортной системы с позиции ее надёжности и устойчивости в эксплуатации и безопасности для природной среды. Специфика объектов НГК в экологическом плане характеризуется двумя основополагающими аспектами.

Во-первых, неоднородностью и неповторимостью разнохарактерных природных ландшафтов, в которых ведутся строительство и эксплуатация нефтегазовых обьектов. Разнохарактерность обусловливается специфическими факторами окружающей среды - по географическому, геолого-минералогическому, природно-климатическому и другим признакам.

Во-вторых, собственно особенности нефтегазовых обьектов: значительная линейная протяженность магистральных нефте-, газо и продуктопроводов; исключительная пожаро- и взрывоопасность трубопроводов, нефтебаз,

газохранилищ и др.; повышенная опасность для окружающей растительности и животных по химическому, механическому, акустическому, радиационному и другим видам негативных воздействий со стороны нефтегазовых обьектов, строительной техники и вспомогательного оборудования.

В этой связи, важное практическое значение преобретают вопросы природосберегающего строительства магистральных трубопроводов и обеспечения экологической безопасности в процессе их эксплуатации.

Цель работы:

Основная цель работы - разработка обоснованных инженерно-экологических решений при строительстве и эксплуатации магистральных нефте- и газотранспортных систем, обеспечивающих максимальную защиту и безопасность окружающей среды.

Цель работы предопределила следующие основные задачи исследований:

1. Характеристика современной системы проектирования и строительства магистральных нефте- и газопроводов с позиции ее природоохранного содержания.

2. Исследование современного нефтегазотранспортного техногенеза и оценка его экологического риска.

3. Разработка комплекса инженерно-экологических мероприятий по защите природной среды при строительстве и эксплуатации магистральных нефтегазотранспортных систем.

Научная новизна.

1. Проанализированы доминирующие антропогенные процессы в нефтегазотранспортных геотехнических системах и систематизированы критерии экологической безопасности магистральных трубопроводов.

2. Разработана модель восстановления нарушенного экологического баланса в системе "трубопровод - окружающая среда".

3. Предложены классификации природоохранных мероприятий, реализуемых в проектах нефтегазового строительства и факторов экологического риска при сооружении трубопроводов.

4. Разработана векторная модель формируемых экологических рисков в составе нефтегазотранспортной геотехнической системы.

5. Усовершенствована структура экологического контроля при строительстве нефтегазовых объектов.

6. Разработана методика планирования природовосстановительных работ, основанная на объективных критериях фактической нарушенное™ территории.

7. Предложена структура аналитического прогноза экологической безопасности нефтегазотранспортных систем.

Реализация работы в промышленности

Результаты исследований были использованы при разработке ВСН 014-89 (Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Охрана окружающей среды).

Разработанные инженерно-экологические решения реализованы в природоохранных разделах ПОС на строительство системы газопроводов "Ямал - Запад" с ожидаемым экономическим эффектом за счет снижения ущерба окружающей среды не менее 1,5 млрд. рублей в год (в ценах 1994 г.).

Разработаны исходные требования на создание передвижной лаборатории по комплексному экологическому контролю при строительстве и эксплуатации нефтегазовых объектов.

Апробация работы

Основные положения работы доложены: на Международной конференции по арктическим технологиям (г.Хьюстон, США, январь 1995 г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Зимние города" (г.Братск, февраль 1995 г.), на Международной научно-технической конференции по

состоянию используемых пресных поверхностных и подземных вод ("Вода, которую мы пьем", г.Москва, март 1995 г.), а также на Научно-техническом Совете АО "Центртрубопроводстрой" (март 1993 г., октябрь 1994 г.), и на семинаре кафедры "Сооружение газонефтепроводов и хранилищ" ГАНГ им. И.М.Губкина (март 1995 г., Москва).

Публикация работы

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ (статьи в журналах "Строительство трубопроводов", "Нефтяное хозяйство").

Структура и обьем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав с конкретными выводами, основных выводов и списка литературы из 102 наименований. Обьем диссертации составляет 129 страниц машинописного текста, включает в себя 19 рис. и 29 таблиц.

Содержание работы

Во введении аргументированы сложившиеся предпосылки для исследований и разработок в области защиты окружающей среды при сооружении и эксплуатации магистральных нефте- и газопроводных комплексов. Обоснована актуальность диссертационной работы с позиций сложившейся экологической обстановки на освоенных и осваиваемых территориях НГК.

Первая Глава ("Анализ состояния проектирования, строительства и эксплуатации нефтегазотранспортных геотехнических систем") содержит анализ современных требований к надежности и экологической безопасности магистральных нефтегазопроводов, оценку условий, определяющих рановесие системы "трубопровод - окружающая среда", а также характеристику имеющихся природоохранных решений, включаемых в проекты организации нефтегазового строительства.

Вопросам природосберегающего проектирования, строительства и эксплуатации систем магистральных трубопроводов, применительно к различным природно-климатическим условиям и ландшавтам, достаточно большое внимание уделено в работах отечественных и зарубежных ученых -Березина ВЛ., Телегина Л.Г., Бородавкина П.П., Мазура И.И., Молдованова О.И., Зоненко В .И., Курамина В.П., Иванцова О.М., Панова Г.Е., Петряшина Л.Ф., Д. Брауна, Р. Крейга, Е. Хванга, Т Винсона и др.

Однако, основные акценты в работах указанных авторов отражают механизмы взаимодействия трубопроводов с окружающей средой с точки зрения обеспечения их устойчивости и надежности, и не в полной мере рассматривают экологические аспекты воздействия трубопроводов на природную среду на этапах формирования и эксплуатации.

Показано, что современный магистральный трубопровод является физически активным источником техногенного воздействия на окружающую природную среду. Состав техногенеза нефтегазотранспортной системы включает факторы кратковременного и долговременного воздействия: механическое, тепловое, электромагнитное, биохимическое. Поэтому требования к надежности должны быть регламентированы по каждому действующему фактору с учетом экологической восприимчивости природной среды. При этом необходимо установить номенклатурный состав техногенных факторов ЕБн , а также интенсивности их воздействия по коэффициентам экологический весомости уэ, Тогда уровень техногенного воздействия как показатель потенциальной экологической опасности трубопровода можно представить в виде единичного ЩХ8ц) или комплексного ЩЕБ^У*)] критерия. В этом случае критерии можно представить в виде расчетных соотношений:

и = N[S,(V„)1 / Q; U = £U,/Q , (1)

rae N[Si(Vy)] - показатель конкретного вида воздействия Su, выраженный в системе единиц физических величин; Q - размер зоны, подвергаемой воздействию. .

Анализ территориальной комплексной схемы охраны природы по Западно-Сибирскому региону показал, что в реальных условиях количество накапливающихся локальных изменений, а также последовательность их появления и характер изменения связаны с функцией экологической безопасности экосистемы. Поэтому нефте- или газопроводную геотехническую систему, накапливающую (дискретно или непрерывно) изменения можно рассматривать как систему, обладающую закономерной тенденцией снижения устойчивости (и потери защитных свойств) по отношению к внешним техногенным воздействиям (рис.1).

Условные вероятности формируемых переходов в системе отвечают:

I-I - переходу экосистемы из одного состояния в другое без явных накоплений антропогенных изменений, в этом случае равновесие экосистемы не нарушено.

I-II - переходу экосистемы из абсолютного устойчивого состояния в состояние с имеющимися незначительными остаточными антропогенными изменениями; в этом случае имеет место условное равновесное состояние экосистемы.

II-II - переходу экосистемы из состояния с уровнем антропогенных изменений Aej в состояние с уровнем Лег , в этом случае равновесие экосистемы имеет локальное нарушение.

II-III - переходу экосистемы в предельное состояние; случай полного нарушения равновесия экосистемы.

Р Ло/п1

i

Рис.1 Схема функциональных переходов трубопроводной геотехнической системы но стадиям антропогенных изменений

I - область исходного состояния экосистемы

II - область накопления локальных изменений и развития

экосистемы в периоды строительства и эксплуатации

III - область предельного состояния

Обобщение многолетнего опыта по оценке негативного воздействия процессов строительства и эксплуатации нефтегазовых обьектов на окружающую среду показывает, что на стадии строительства основное влияние испытывают компоненты литосферы: ландшафты, их поверхностные почворастительпые покровы и подстилающие фунты. Кроме того, определенный ущерб наносится поверхностным и грунтовым (верхним горизонтам) воды, популяциям флоры н фауны.

Строительные и бурильные машины и механизмы, тяжелый транспорт относятся к первичным по времени подвижным источникам техногенных воздействий на природную среду. В результате работ пионерного выхода создаются необходимые технологические объекты: временные дороги, карьеры фунта, площадкн-накопнтелн стройматериалов, площадки-стоянки техники и транспорта, водозаборы и водоводы, теплоэнергоустановки и инженерные

сети, станции КОС и ВОС, склады ГСМ и других материалов, временные поселки строителей, линии связи и электропередач и пр.

Все эти объекты требуют временного отчуждения земель и уже поэтому становятся источниками техногенеза - это вторичные техногенные воздействия от стационарных технологических обьектов нефтегазового строительства. Вторичный техногенез характеризуется меньшими, чем первичный, площадями нарушенных земель, так как раз отведенная и нарушенная земельная площадь лишь незначительно (в1,5-2,0 раза) разрастается за период строительства (за счет нарушений правил проезда в физико-химических загрязнений).

По результатам многолетних наблюдений составлена классификация источников техногенеза нефтегазового строительства, которая отражена в Таблице 1.

Анализ существующих норм проектирования магистральных трубопроводов свидетельствует о наличии резерва повышения их надежности и экологической безопасности за счет:

- введения в расчетные модели и схемы необходимых ограничений по защите природных обьектов;

- разработки унифицированной системы допусков на производство строительно-монтажных работ;

- использования вероятностных методов расчета конструкций на реальные нагрузки и воздействия.

Таблица 1.

Компоненты природной среды - объекты воздействий

Источники Расти- Поверх- Грунто- Животный мир

Атмос- Земли Грунты Почвы тель- Леса Водото- ностные вые воды Назем- Назем- Ихтио-

техногенеза фера ность ки водоёмы Птицы ные ные фауна

дикие куль-

турные

Подвижные

Строительные меха- 3 В н Уа Ун Ун Н 3 - О О О Уг

низмы и машины

Вездеходы, тяжелый 3 В н Ун Ун Ун Н 3 - О О О Уг

автотранспорт

Прочий автотранспорт 3 В 3 3 3 3 3 3 - о о о О

Технологические дороги. В н Ун Ун Ун Н н н о о Уг

проезды П Уг

Карьеры грунта - В н Ун Ун Ув Н н н Уг Уг - Уг

3 3 3 О

Площадки для строй- - В 3 3 3 3 3 3 - О О о -

материала

Площадки для машин 3 В н Ун Ун Ун Н н - О О О -

н автотранспорта

Склады ГСМ 3 В н Ун 3 3 3 3 - о О О -

Промбазы 3 В н Ун Ун Ун 3 3 - О О Уг Уг

Цементные я железо- 3 В н Ун Ун Ун 3 3 - о О Уг Уг

бетонные узлы

Теплоэнергоустановки 3 в н Ун Ун Ун 3 3 3 о О Уг Уг

КОС, вое

Водозаборы 3 В н Ун Ун Ун н н н Уг о Уг ' О

Водоводы - п н Ун Ун Ув н н н о О Уг Уг

Инженерные сети - п н - Н Н - - - Уг о Уг -

Временные жшшоселки 3 В н н Н Н н н н Уг О Уг Уг

3 В н н Ун Ун н н н о о О О

1-4 1-<

Примечания: 3 - загрязнения вредными веществами; Ун - уничтожение; Н - нарушения разной степени; Уг - угнетение фауны; О - отпугивание фауны; В - временное отчуждение земель; П - постоянное отчуждение.

Вторая Глава ("Исследование факторов экологического риска при строительстве и эксплуатации нефтегазовых обьектов") содержит: анализ нарушений компонентов природной среды в районах перспективного освоения нефтегазоносных территорий; исследование влияния загрязнений на биогеоценозы осваиваемых территорий; оценку экологического ущерба при эксплуатации магистральных трубопроводов, а также анализ механизма формирования антропогенных связей в нефтегазотранспортных геотехнических системах.

Техногенные нарушения обьектов природной среды при строительстве и эксплуатации нефтегазопроводов обусловливаются, как правило, двумя группами причин:

недостаточной проработкой превентивных природосберегающих решений на этапах проектирования и разработки нормативно-экологических требований;

- нарушением регламентированных экологических правил, требований и норм.

Поскольку эти две группы причин можно с достаточным основанием рассматривать как независимые, то вероятность техногенного нарушения Р„ зависит от экологичности проекта (вероятностной оценки степени экологической проработки проекта Р„р) и уровня экологической культуры строительства или эксплуатации (вероятностной оценки степени нарушения нормативно-экологического регламента Рвр), т.е.:

Р™ = РВР' Р.р (0 < < 1) (2)

Техногенные воздействия на природную среду, проявляющиеся при строительстве нефте- и газопроводов создают факторы реального

экологического риска. Такие факторы отражены в разработанной

&

классификации, представленной на рис.2. Разработанная классификация была реализована при анализе основных типов нарушений территории Ямбургского газоконденсатного месторождения.

Магистральные нефтегазопроводы относятся к классу сооружений повышенной опасности. Негативные длительные последствия возникают при многочисленных разрывах и локальных утечках на магистральных и промысловых трубопроводах.

I Нарушения компонентом прирооио« среды I

Первичный техно- I Атмосфер* г айва, итрологмм ' ——

Третичным

Поеерхиоетньи ■оды

Аетограмспор«

См*04(юм*|ли- По пяотади нарушается м 1-2 гола шемий. %

амгся за 2—5 *шт

Ло преаышамию

пдк

По комцамтрациям

Ихтмофаума I

ЛО СМПбЮМИИ комяемтрмии

Трубопровод

По тклам и екоро-

Ло типам и скорости деградакиом-них

Ло тмяам и скоро*

СТ* ЭКЭОГМ4ИЫХ

По типам и скоро-

Рис.2. Классификация факторов экологнчесого риска при сооружении магистральных трубопроводов

Статистический анализ аварийных ситуации на действующих трубопроводах позволил выявить общую закономерность их аварийности (рис.3), обусловливающую адекватную тенденцию повышения экологического риска. Минимальным экологическим риском обладают трубопроводы, средний срок службы которых не превышает 8-9 лет.

Срок эксплуатации трубопроводов

Рис.3. Динамика аварий иа действующих магистральных трубопроводах (Д - газопроводы, о - нефтепроводы)

Экологический ущерб со стороны действующего магистрального трубопровода связан с наличием реального спектра физических нолей -теплового, акустического, магнитного и электрического. Поэтому любые конструктивно-технологические решения минимизирующие мощность этих полей позволяют снизить эколотчсскнй риск н ущерб, причиняемый окружающей среде.

Формирующие нефтсгазотранспортную геотехническую систему антропогенные процессы, строго говоря, не являются локально замкнутыми в силу диссипации массо- и эпергообменных переходов и превращений. Поскольку реальный процесс строительства или эксплуатации |1сфтсгазотрансиортноГ| системы распространяется на достаточно значительные территории, а техногенные воздействия на окружающую среду физически разнородны, то с достаточным для практики основанием можно

рассматривать суммарный техногенный поток как результат действия отдельных точечных источников. Учитывая, что точечный техногенный источник обладает свойством сферической симметрии было составлено уравнение антропогенной взаимосвязи источников:

Та, + ДТа,(г) = Та2 + ДТа2(г) ± <2 (3)

гае АТа^г), ДТа2(г) - составляющие антропогенных потоков на границе взаимодействия техногенных источников; (2 - энергетический эквивалент суммарного эффекта взаимодействия антропогенных процессов (причем +0, - эффекты соответственно усиления и ослабления). Формулируя условие нарушения экологического баланса с учетом интенсивности развития антропогенных процессов была разработана концепция цепных антропогенныхх связей в нефтегазотранспортных геотехнических системах. С позиции концепции наиболее вероятное нарушение экологического баланса происходит в направлении развития кумулятивных цепных антропогенных процессов, скорость которых аналитически связана с показателями интенсивности техногенного потока и регенерации системы во времени.

Глава третья ("Обоснование экологически оптимальных технологий и организации природоохранительных работ в нефтегазовом строительстве") посвящена разработке природосберегающих правил, требований и норм по сооружению нефтегазотранспортных объектов.

Экологически рациональное проектирование нефтегазовых обьектов имеет целью обеспечение на этапах строительства и эксплуатации нормированных запасов Де по отношению к предельным значениям антропогенных свойств окружающей природной среды:

Де =Дит + и,„, , (4)

ще Ли, = и«, - ит - запас по уровню природосберегающей защиты, создаваемый по отношению к уровню суммарного техногенного влияния ит при строительстве или эксплуатации нефте- или газотранспортного объекта, и»п - уровень защиты обусловленный естественными возможностями природной среды. В этом случае, условие оптимального природоохранного обеспечения нефтегазотранспортного строителства по критерию

экологического риска <2, = 1 - Р, (Р, - вероятность непревышения ущерба заданному нормативному уровню) имеет вид:

1

Дит > 0 , Qä = min , U,„ = max

AUT = 0 , Q, --> [ U эп < (^вп)шах ] (5)

AU, < 0 , Qs = шах , иэп = min J

В предельном случае (переход в стадию чрезвычайной экологической ситуации) условие (5) трансформируется:

AUT « 0 , Де —> 0 , Q - 1 , (6)

Для реализации природосберегающего строительства, отвечающего минимальному экологическому риску выделены мотивированные приоритетные направления в системе комплексной подготовки нефтегазового строительного производства, приведенные в Таблице 2.

Сложность формирования и развития антропогенных процессов, обусловливающих неоднородную картину нарушений природных обьектов требует разработки комплексных восстановительных мероприятий, которые бы оптимальным образом отвечали задаче минимизации остаточного ущерба и сохранения экологического баланса.

Таблица 2

№ этапа Наименование этапа подготовки строительства Приоритетные экологические задачи

I Общая подготовка. 1.1. Независимая экологическая экспертиза ТЭО. 1.2. Раздельное опережающее финансирование подгови-тельных природоохранных работ от основных СМР.

II Подготовка строительных организаций. 2.1. Оценка возможного экологического ущерба. 2.2. Инженерно-экологическая программа проработки ПОР и ПНР.

III Подготовка территориии строительства. 3.1. Опережающая инженерно-экологическая подготовка 3.2. Экологический контроль.

IV Подготовка производственных и технологических процессов. 4.1. Экологическая паспортизация технологий. 4.2. Эколого-экономическая оценка.

V Подготовка персонала. 5.1. Обучение, повышение квалификации. 5.2. Экологическая аттестация.

VI Организационно-технологическая подготовка. б.]. Сокращение времени непосредственного технологического контакта. 6.2. Создание специализированных природоохранных структур.

Для мотивированного выбора оптимальной структуры комплексного восстановленния нарушенных территорий в регионах нефтегазотранспортного строительства предложены количественные критерии:

1. Размеры антропогенного ландшафта:

- в абсолютном выраженнии Б* (км2);

- в относительном выражении 65 = (Б« / 5,)100%;

где 5„, Ба - сооветственно общая нормативная площадь территории в составе нефтегазотранспортной геотехнической системы и площадь, подвергнутая антропогенным процессам.

2. Степень нарушенности территории:

- в абсолютном выражении и (млн. руб.) - величина экологического ущерба в стоимостных единицах по текущему курсу;

- в относительном выражениям

(5н)нс

Кэ --100% 1 (7)

НС

гае (5н)кс - доля несамовосстанавливаемой части нарушенной территории (км2); (5„)с - доля самовосстанавливаемой (собственными биогеоценозами) части нарушенной территории), кмг.

3. Затраты на восстановление:

- частичное (в пределах режима саморегенерации) Свс(5яс), млн.руб.;

- полное (за пределами режима саморегенерации) С,(5вс + 8„(НС)), млн.руб.

С учетом предложенных критериев разработана методика

мотивированного выбора такой структуры восстановления, которая наиболее полно отвечает реальной экологической ситуации на нарушенной территории.

Четвертая Глава ("Инженерно-экологическая инвентаризация и паспортизация технологий и объектов нефтегазового строительства") содержит результаты исследований по совершенствованию информационного обеспечения системы оценки нефтегазотранспортных геотехнических объектов, а также методические разработки по паспортизации обьектов и эколого-экономической оценке эффективности проектных решений.

Наиболее оптимальный организационной структурой, реализующей сбор и анализ данных о состоянии обьектов нефтегазотранспортной геотехнической системы являются специализированные службы экологического контроля, осуществляющие контроль в форме мониторинга. Самым актуальным является полномасштабный комплексный экологический мониторинг в экологически уязвимых регионах нефтегазотранспортного строительства. Такой мониторинг служит для создания информационной базы экологического обеспечения строительства в целях корректировки

природоохранной части ПСД и технологии проведения строительно-монтажных работ. При этом сводится к минимуму неизбежный экологический ущерб и сокращаются затраты на восстановительные работы.

Информационное обеспечение процессов строительства н эксплуатации 11 ефте I -азотр а 11 с п о ртн ы х систем несет прямую ответственность за их надежность и экологическую безопасность. Разработанные рекомендации но совершенствованию информационного обсспсчешшя нефтегазотрапепортнон геотехнической системы реализованы в структуре прогноза экологической безопасности, представленной на рпс.4.

¡'не. 4. Структура аналитическою нротшш экологическом безопасности иефгстаюгранспортом геотехнической системы.

Экономический эффект от природоохранных мероприятий, заложенных в проект, определяется величиной предотвращенного народнохозяйственного ущерба, потенциально оцениваемого как для стадии строительства, так п эксплуатации нефтегазотранспортпон системы.

Для определения экономической эффективности природоохранных мероприятий предложены три группы показателей, обеспечивающих оценку: общей экологической эффективности, сравнительной экономической эффективности и чистого народнохозяйственного экономического эффекта от природоохранных мероприятий.

Глава пятая ("Разработка практических методов защиты от загрязнений территорий освоения обьектов нефтегазового комплекса") посвящена: разработке общих требованний по обеспечению нормативно-экологических условий обитания на осваиваемых территориях, технике и технологии реабилитации нарушенных земель, критериальному выбору способа размещения сооружений по утилизации промышленных и бытовых отходов, специфике проектирования полигонов складирования твёрдых отходов (ТО), для условий Крайнего Севера, разработке исходных требований и технического задания на создание передвижной лаборатории по комплексному экологическому контролю при строительстве и эксплуатации нефтегазотранспортных объектов.

Как показывает анализ, любое освоение нефтегазоносной территории сопряжено с необходимостью утилизации отходов, последующей очистки территории от загрязнений, включая почворастительный покров, поверхностные воды и другие объекты природного ландшафта и проведение комплексных восстановительных мероприятий. В целом можно говорить о совокупных нарушениях поверхностного слоя и загрязнениях твердыми строительными, промышленными и бытовыми отходами территории освоения.

Проектированию и проведению комплекса природных и реабиталиционных мероприятий предшествует инвентаризация нарушенных территорий. На этом этапе определяются:

- характер и объёмы (площади) нарушенных территорий;

- типы биогеоценозов нарушенных территорий, их видовая ценность для природы и для хозяйственных нужд, оценивается их способность к саморегенерации;

выделяются участки нарушенных территорий, прилегающих к объектам (скважина, трубопровод, перекачивающая станция, поселок, опоры ЛЭП и линии связи, и т.п.), деградация которых может потенциально угрожать устойчивости и экологической безопасности этих объектов.

Соответственно проектом предусматриваются:

первоочередные мероприятия вблизи объектов, связанные с закреплением грунтов, берегоукреплением, противооплзневыми мерами и т.п.;

- мероприятия второй очереди включают как механический этап -земельные работы, очистка от ТО, так и биологический этап - засев территорий специально районированными травосмесями.

В зависимости от интенсивности деградационных или, наоборот, саморегенерационных процессов устанавливаются сроки и периодичность (если требуется) проведения реабилитационных мероприятий I и II очереди.

Контроль качества этих работ осуществляют собственные и территориальные природоохранные службы.

Учитывая сравнительно небольшие объемы отходов, требующих обезвреживания и утилизации в населенных пунктах и на осваиваемых территориях экологически нецелесообразно и экономически неоправдано строительство крупных сооружений по биотермическому аэробному компостированию и последующей сепарации образующегося прокомпостированного материала. Поэтому предпочтительны термические (или термохимические) методы обезвреживания и утилизации ТО. Эти методы направлены, с одной стороны, на санитарно-гигиеническое обезвреживание отходов, а с другой - на получение тепла при послойном сжигании исходных или подготовленных отходов, а также на производство твердого, жидкого или

газообразного топлива при пиролизе отходов. Строительство и эксплуатация полигонов по обезвреживанию и утилизации отходов в условиях Крайнего Севера сопряжено с необходимостью учета экстремальных гидрометеорологических условий и повышенных экологических требований. Ответственность за своевременное соблюдение экологических правил, требований и норм возлагается на оперативный экологический контроль, реализуемый с помощью передвижной лаборатории.

Передвижная лаборатория по экологическому контролю при строительстве и эксплуатации нефтегазотранспортных систем (ПЛЭК) предназначена для оснащения служб производственного контроля строительных и эксплуатационных организаций, а также для подразделений инспекционного экологического контролля в различных природно-климатических условиях. Для разработки проекта ПЛЭК потребовалась оптимизация номенклатуры контролируемых параметров, проработка метрологических, производственно-технических и организационных требований и мероприятий, включенных в техническое задание на разработку.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Анализ существующих норм проектирования магистральных трубопроводов свидетельствует о наличии резерва повышения их надежности и экологической безопасности за счет: введения в расчетные модели необходимых ограничений по защите природных обьектов, а также реализации системы перманентного контроля и технического диагностирования состояния трубопровода и окружающей среды.

2. Статистический анализ отказов на действующих нефтегазопроводах позволил выявить общую закономерность роста их аварийности с увеличением срока службы, что обусловливает адекватную тенденцию повышения

экологического риска. Минимальным риском <3, = 0,11 - 0,12 обладают трубопроводы,' средний срок службы которых не превышает 8-9 лет.

3. Разработан инженерно-экологический классификатор нефтегазотранспортной геотехнической системы, позволивший усовершенствовать традиционную методику экологической паспортизации нефтегазовых объектов. Обоснована необходимость включения в состав экологического паспорта нормативных показателей конструктивной и технологической надежности нефтегазопроводов.

4. Разработана модель комплексного восстановления нарушенного экологического баланса в системе "трубопровод - окружающая среда", в соответствии с которой обосновывается выбор оптимальной структуры и технологии восстановления.

5. Разработаны технические требования на создание передвижной лаборатории экологического экспресс-контроля, позволяющей обеспечивать своевременную оценку соответствия нефтегазовых объектов нормам их экологической безопасности.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мазур А.И. Вопросы экологической безопасности в нефтегазовом строительстве "Строительство трубопроводов", N 6, 1994 г.

2. Мазур А.И. Оценка экологического ущерба при эксплуатации магистральных трубопроводов. Строительство трубопроводов" N 8, 1994 г.

3. Мазур А.И. Классификация нарушений компонентов природной среды при нефтегазовом строительстве. "Строительство трубопроводов" N 12, 1994 г.

4, Мазур АЛ. Технологические требования по комплексному восстановлению нарушенных природных ландшафтов в регионах нефтегазового строительства. "Нефтяное хозяйство", N 3, 1995 г.

5. Мазур А .И. Методические принципы экологической паспортизации нефтегазовых объектов. "Нефтяное хозяйство", N 4, 1995 г.