Введение к работе
Аісгуальность проблемы. В Волгоградской области, начиная с конца 50-х годов прошлого века и по настоящее время, было открыто, введено в эксплуатацию и частично законсервировано около ста нефтяных, нефтегазовых и нефтегазоконденсатных месторождений. Поиск новых и разработка ранее открытых, но не использовавшихся месторождений углеводородного сырья продолжается. Работа нефтепромыслов оказывает негативное влияние на компоненты природных ландшафтов данного региона. Разработка месторождений началась с конца 50 - начало 60 годов, когда вопросам экологической безопасности уделялось мало внимания, поэтому территории нефтепромыслов ныне загрязнены нефтепродуктами, почвы нарушены и засолены минерализованными пластовыми водами. Месторождения расположены в долинах малых рек, в рекреационных зонах, на городских и сельскохозяйственных землях. В зонах прокладки межпромысловых и магистральных нефтепроводов ежегодно происходят аварии с разливом нефти. Рекультивируются в лучшем случае 50% площади загрязнения. Поэтому весьма актуальным является вопрос комплексного исследования структуры и функционирования существующих природно-техногенных ландшафтов. В качестве инструмента исследования предлагается использовать современные географические информационные системы и технологии.
В настоящее время из 33 административных районов Волгоградской области 16 имеют на своей территории объекты нефтегазового комплекса. Наибольшую концентрацию данных объектов имеет Жирновский район. Из-за мощной антропогенной нагрузки на окружающую природную среду, связанной с работой нефтегазодобывающего комплекса, интенсивной разработкой твердых полезных ископаемых и т. д., район относится к наиболее экологически напряженным в Волгоградской области.
Цель работы. Совершенствование методов исследования структуры и функционирования природно-антропогенных ландшафтов в нефтегазовом комплексе на основе применения географических информационных систем (ГИС).
Для достижения поставленной цели в процессе работы решались следующие задачи:
оценка возможностей ГИС-технологий для решения практических задач взаимодействия природных и техногенных объектов в пределах существующих ландшафтов нефтепромыслов;
анализ состояния техногенных систем как источников негативного воздействия на природные ландшафты Жирновского нефтегазодобывающего района;
разработка структуры и создание базы географических данных, включающей информацию по компонен'рм—природно-техногенных ландшафтов;
РОС ііациог
»NM«OTtv СП*
реализация базы географических данных при составлении комплекта аналитических карт и цифровых моделей для анализа и оценки функционирования природно-техногенных ландшафтов исследуемого района;
составление ландшафтной карты участка проектируемого трубопровода;
районирование территории Жировского района по условиям размещения полигонов твердых промышленных отходов.
Объектами исследования являются основные компоненты природно-техногенных ландшафтов на территории исследуемого района: рельеф, поверхностные и подземные воды, почвы и грунты, атмосферный воздух, геологическая среда, растительный и животный мир.
Методы исследований: При выполнении работы использовались методы сравнительного анализа и обобщения, геоинформационного картографирования, физико-географического районирования, математического моделирования, дешифрирования космо- и аэросъемки, оценки риска, учитывающие специфику ландшафтных условий района исследования.
Научная новизна: Исследованы структура и функционирование природно-техногенных ландшафтов Жирновского района, при этом достигнуты следующие научные результаты:
на уровне современных технологий для исследуемого района создана база географических данных по всем компонентам природно-техногенных ландшафтов;
построены цифровые модели рельефа разрабатываемых месторождений данного района;
проведен структурно-геоморфологический анализ территории Кленовского месторождения, выявивший взаимосвязь газонефтеносной структуры верхнего осадочного комплекса со специфическими формами рельефа;
построена ландшафтная карта участка проектируемого трубопровода;
разработана схема информационного обеспечения экологической ГИС при оценке факторов природного риска работы техногенных объектов с учетом ландшафтных особенностей исследуемого района;
построены прогнозные модели аварийных ситуаций: прокола нефтепровода с расчетом объемов излившейся нефти и затопления территории нефтепромысла паводковыми водами;
построена карта районирования территории по критерию благоприятности при организации полигонов твердых промышленных отходов.
Практическая ценность и реализация работы: Продемонстрирован актуальный подход к решению практических задач экологического, геологического, технологического характера с использованием современных технологий.
Полученные результаты исследования используются при составлении экологического обоснования текущего состояния разработки месторождений, проведении мониторинга окружающей среды, подсчете запасов углеводородного сырья, проектировании наклонно-направленных, вертикальных скважин и скважин с горизонтальным окончанием, проектировании этапов геоэкологических исследованиях, выполняющихся в ООО «ЛУКОЙЛ-ВолгорадНИПИморнефть».
Созданная база географических данных и реализованные на ее основе информационно-аналитические системы могут быть использованы как образец при решении аналогичных задач в других регионах.
Фактический материал и личный вклад автора: При подготовке диссертации использованы результаты личных исследований автора, а также фактический материал производственных организаций нефтяной отрасли. В работе также используются материалы камеральных исследований, проанализированы и обобщены ранее опубликованные работы по данной проблеме.
При непосредственном участии автора обработаны, систематизированы и сведены в единую базу картографические материалы, проведена оцифровка и пространственная привязка природных, техногенных и социальных объектов четырех топографических листов масштаба 1:200000, оцифрованы 1500 скважин различного назначения, описаны допустимые значения некоторых атрибутивных характеристик определенных объектов, обработаны и дешифрированы космоснимки разных лет.
На защиту выносятся:
-
Разработка специализированных географических информационных систем в качестве инструмента комплексного исследования структуры и функционирования природно-техногенных ландшафтов нефтегазодобывающего района.
-
Специализированные базы географических данных как основа для картографирования и моделирования компонентов природно-техногенных ландшафтов и исследования их взаимосвязей.
-
Комплект аналитических карт и цифровых картографических моделей, отображающих структуру и функционирование природно-техногенных ландшафтов.
Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на заседаниях Ученого Совета ООО «ЛУКОЙЛ-ВолгоградНИПИморнефть», на заседании кафедры инженерной геологии и геоэкологии ВолгГАСУ, а также на всероссийских и региональных научно-практических конференциях: «Геологи XXI века» (Саратов, 2003), «Материаловедение, технологии и экология в III тысячелетии» (Томск, 2003), «Экология, охрана среды, строительство» (Волгоград, 2003), «Геоинформатика в нефтегазовой отрасли» (Бугульма, 2003), на Конкурсе молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-ВолгоградНИПИморнефть» (Волгоград, 2004, 2005), где автор занял призовые места.
Публикации. Список опубликованных автором по теме диссертации научных работ включает 9 наименований.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 164 страницах машинописного текста, в том числе 4 таблицы,4 схемы, 30 рисунков. Список использованных источников включает 75 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю -доктору геолого-минералогических наук, профессору Л. А. Анисимову за направление исследований и поддержку в написании диссертационной работы; искреннюю признательность за научные консультации и конкретную помощь во время работы над диссертацией д.г.-м.н., проф. В.Н.Синякову, д.г.-м.н., проф. С.В.Кузнецовой, д.г.-м.н., проф. А.В.Бочкареву, д.г.-м.н., проф. М.А.Шубину, к.г.-м.н. Г.О.Одолееву, к.г.-м.н. В.А.Бочкареву, к.г.-м.н. А.Н.Степанову, В.И Самохвалову.
