Содержание к диссертации
Введение
1. Нефтепроводные геотехнические системы 10
1.1. Геотехносистемный подход при исследовании экологических проблем трубопроводного транспорта 10
1.2. Проблемные вопросы управления НГТС и определения экологического риска 18
1.3. Геоинформационная среда проектирования и реконструкции нефтепроводов 29
2. Научно-методические вопросы классификации и районирования природных подсистем нефтепроводных ГТС 35
2.1. Задачи регионального ландшафтного анализа нефтетранспортных геотехнических систем 35
2.2. Анализ опытов физико-географического районирования 37
2.3. Типы фоновых ландшафтных структур в составе НГТС центральных и южных районов Тюменской области . 48
2.4. Оценочная интерпретация результатов инвентаризации типов морфологических структур ландшафтов 51
3. Ландшафтно-экологическая среда реконструкции магистральных нефтепроводов в таежно-лесостепных районах западной Сибири 65
3.1. Ландшафтно-экологическая среда подзоны средней тайги 65
3.2. Ландшафтно-экологическая среда подзоны южной тайги 75
3.3. Ландшафтно-экологическая среда подзоны подтайги 85
3.4. Ландшафтно-экологическая среда лесостепной зона 88
3.5. Ландшафтно-экологическая среда долинно-пойменных районов 92
4. Структура геоинформационной системы реконструкции магистральных нефтепроводов 101
4.1. ГИС как инструмент моделирования 101
4.2. Структура проектируемой ЭкоГИС магистральных нефтепроводов 104
4.3. Создание региональной информационной основы ЭкоГИС магистральных нефтепроводов 108
4.4. Этапы создания модели проектных ситуаций 113
Заключение 121
Литература 125
Приложение 1-25 138-175
- Проблемные вопросы управления НГТС и определения экологического риска
- Типы фоновых ландшафтных структур в составе НГТС центральных и южных районов Тюменской области
- Ландшафтно-экологическая среда подзоны южной тайги
- Структура проектируемой ЭкоГИС магистральных нефтепроводов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Нефтетранспортная система Западно-Сибирского
региона была создана в 70-80-е годы XX века. Почти 40% от общей
протяженности нефтепроводов эксплуатируются более 25 лет, уже выработали
ресурс безопасной работы и нуждаются в реконструкции. С начала 90-х годов
интенсивность аварий магистральных нефтепроводов приобрела возрастающий
характер. Внезапное возникновения аварийных ситуаций приводит к
значительным ущербам экономического характера и катастрофическим
экологическим ситуациям. При проектировании и строительстве ныне
стареющей системы нефтепроводов не учитывались многие экологические
ограничения, что определялось несовершенством нормативно-законодательной
базы и низким уровнем проектообеспечивающих материалов. При
реконструкции нефтепроводных систем в наши дни предоставляется
возможность обеспечить снижение экологического риска за счет экологизации
проектирования и строительства, что относится к числу важных научно-
производственных задач. В проведенном исследовании решается задача
совершенствования геоинформационной базы реконструкции нефтепровода
«Усть-Балык - Омск», введенного в эксплуатацию в 1967 году, достаточно
ф типичная для реконструкции всей нефтепроводной системы России.
Рассматривается возможность снижения экологического риска за счет реализации ландшафтно-экологического подхода, что определяет актуальность исследования.
Цель и задачи исследования. Основная цель исследования состоит в разработке и совершенствовании методов обоснования реконструкции магистральных нефтепроводов на основе реализации геотехносистемного и ландшафто-экологического подходов. В диссертационной работе сформулированы и решены следующие задачи:
I Исследовать структуру и функциональные связи нефтепроводных геотехнических систем
2. Решить научно-методические вопросы классификации и районирования в
структуре ландшафтного обеспечения реконструкции магистрального
нефтепровода «Усть-Балык-Омск»
3. Исследовать ландшафтно-экологическую среду реконструкции
магистральных нефтепроводов в таежно-лесостепных районах Западной
Сибири и ее совместимость с техническими подсистемами
4. Определить структуру геоинформационной системы экологического
сопровождения функционирования нефтепроводных геотехнических систем
(НГТС)
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является нефтепроводная геотехническая система реконструируемого магистрального нефтепровода «Усть-Балык — Омск». Предмет исследования составляет геотехносистемный анализ нефтетранспортирующих объектов и геоинформационное сопровождение управленческих решений с целью повышения экологической безопасности одной из базовых отраслей российской экономики
Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на
идеях и трудах в области географии, общего и прикладного ландшафтоведения,
геотехносистемного и ландшафтно-экологического анализа: Ф.Н. Милькова,
% B.C. Преображенского, В.Б. Сочавы, B.C. Михеева, В.В. Козина, В.И. Булатова,
П.Г. Шищенко. В необходимой мере учтен опыт региональных исследований по вопросам физико-географического районирования (Городков, 1916; Берг, 1947; Григор, Земцов,1961; Рихтер, 1963; Физико-географическое..., 1973 и др.). Практические разработки по созданию ГИС-проекта реализации полученных результатов опираются на теоретические и практические разработки в области геоинформатики Тикунова В.С, Берлянта А. М, Кошкарева А.В, Цветкова В.Я.
Методы исследования. В качестве основных методов использовались: метод выявления ландшафтных районов на основе учета фотоструктурного единства на материалах дистанционного зондирования, сравнительный
региональный ландшафтный анализ, сопряженное тематическое картографирование, методы полевых ландшафтных исследований, интерпретации лесоустроительных материалов, приемы определения функций, устойчивости, экологической ценности, анализ факторов экологического риска, пространственный анализ с использованием ГИС-систем.
Основными источниками информации послужили полевые
исследования автора с детальной картографической инвентаризацией
ландшафтной структуры, фонды кафедры социально-экономической географии
и рационального природопользования Тюменского государственного
университета и проектного института «Нефтегазпроект», материалы
дистанционного зондирования, лесоустроительные материалы,
общегеографические и тематические карты различных масштабов на исследуемую территорию, материалы крупномасштабной почвенной и землеустроительной съемок, нормативные и законодательные документы.
Научная новизна работы. Впервые получены характеристики природных подсистем регионального и топологического уровня от средней тайги до лесостепи Западно-Сибирской равнины в составе нефтепроводной ГТС, получены новые сведения о пространственной изменчивости факторов экологического риска, определены и закартированы функции, устойчивость и ценность геосистем в составе НГТС, позволяющие выявить природно-антропогенную совместимость и картографировать составляющие экологического риска.
Практическая значимость и реализация работы. Разработанные автором карты и рекомендации использованы при реконструкции нескольких участков нефтепровода «Усть-Балык - Омск» : Вознесенка- Абатское (1997); Новопетрово-Вознесенка (1998), Южный Балык - Салым, (1999); Салым -Муген - Демьянское (2000); Демьянское - Уват (2001); Уват-Аремзяны. Материалы экологического сопровождения проекта использованы при реконструкции внутрипромысловых нефтепроводов на территории Мамонтовского месторождения. Созданная автором рабочая модель ЭкоГИС
магистрального нефтепровода УБО может быть использована в процессе управления всей НГТС Западной Сибири.
Апробация работы. Отдельные положения и результаты исследования докладывались автором на конференциях: "Природопользование в районах со сложной экологической ситуацией" (Тюмень, 1999,2003), "Проблемы географии на рубеже XXI века" (Томск, 2000), " Проблемы нефтегазовой отрасли" (Уфа, 2000), "Географические проблемы Западной Сибири " (Томск, 2000), "Исследование эколого-географических проблем природопользования для обеспечения территориальной организации и устойчивого развития нефтегазовых регионов России: Теория, методы, практика" (Нижневартовск, 2001), "Геоинформатика в нефтегазовой и тонной отраслях. IV Всероссийская научно-практическая конференция" (Москва-Тюмень,2001).
Содержание и основные результаты исследования изложены в 15 опубликованных работах. Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из 4 глав, Введения, Заключения, списка используемой литературы и 25 приложений. Основной текст изложен на 124 страницах и включает 3 таблицы и 29 рисунков. Список литературы содержит 139 источников, в том числе 5 на иностранных языках.
Результаты
Процедуры исследования
Выявлена возможность оптимизации управления экологическим риском НГТС на основе учета структурно-функциональных связей их подсистем
Анализ совместимости
природной и технической
подсистем, определение
экологического риска,
определение уровней
управления риском
Выявлены рубежи
региональной ландшафтной
подсистемы НГТС,
подготовлена
классификационная основа
для создания ЭкоГИС
магистрального
нефтепровода
Анализ зональных,
региональных и локальных
факторов, определяющих
устойчивость природных
подсистем
Проинвентаризована
ландшафтно-
экологическая структура,
обеспечена подготовка
серии
проектообеспечивающих
карт НГТС Усть-Балык -
Омск
Интерпретация материалов
картографирования с применением ГИС-систем,
определение функций,
ценности и устойчивости
ландшафтов
Создана действующая модель ГНС-проекта
экологи ческого
сопровождения НГТС
Усть-Балык - Омск
Оцифровка авторских
макетов карт, создание
баз данных различных
уровней
информационного
обеспечения, создание
интегрированного ГИС-
проекта
ft
Интеграция материалов
Задачи
Материалы полевых
ландшафтных исследований,
фонды института
«Нефтегазпроект», нормы
проектирования, АФС,
справочная литература,
описания трасс нефтепроводов
Анализ структуры и функциональных связей НГТС
Дешифрирование АФС,
материалы тематического и
комплексного районирования
территории, фондовые
материалы, результаты
крупномасштабной
ландшафтно-экологической
съемки
Классификация и
районирование природных
подсистем НГТС
Крупномасштабные картографические
материалы,
лесоустроительные
материалы, результаты
полевых ландшафтных
исследований, фондовые
материалы
Анализ ландшафтно-экологической среды реконструкции нефтепровода
Результаты
ландшафтного
районирования,
крупномасштабные
ландшафтно-
экологические и
тематические
картографические
материалы
Формирование ГНС экологического сопровождения
функционирования НГТС
Рис. 1. Принципиальная схема диссертационного исследования
На защиту выносятся следующие положения:
Успешность повышения экологической безопасности реконструкции и функционирования магистральных нефтепроводов определяется полнотой учета состояния (существующего и прогнозируемого) взаимодействующих природных и технических подсистем в составе НГТС и подсистемы управления
Решение экологических проблем реконструкции и функционирования магистральных нефтепроводов требует создания детализированных классификационных схем геосистем топологического уровня и объективизации ландшафтного районирования
Высокий уровень вероятного экологического риска при реконструкции магистральных нефтепроводов требует проведения как крупномасштабной картографической инвентаризации ландшафтов, так и анализа ландшафтных районов и определения коэффициента риска утраты функций природных систем.
4. Создание на основе ландшафгно-экологической информации
специализированного геоинформационного проекта «ЭкоГИС магистральных
нефтепроводов» способствует оптимизации управления экологически
безопасным функционированием НГТС.
Проблемные вопросы управления НГТС и определения экологического риска
Проблемы управления НГТС. Безопасное функционирование НГТС невозможно без постоянного управления взаимодействием природной и технической составляющей. Нефтепроводы относятся к категории опасных технологических объектов, при этом катастрофические последствия имеют периодически возникающие аварийные разливы нефти. В связи с чем степень оперативности реагирования системы управления на изменения параметров функционирования НГТС является основой экологической безопасности. Главная задача этого блока сводится, с одной стороны, к обеспечению необходимых производственных показателей функционирующей системы, а с другой - к поддержанию устойчивости ее природных компонентов (Долгушин, 1982), что предусматривает учет состояния всех ее подсистем.
Управление геотехническими системами содержит в себе три последовательных этапа (Зеегофер, Тютюнова, 1990), выполняющих определенные функции. 1. Планирование (опережающее или позиционное управление) – исходный элемент управления доминирующий в процессе создания геотехсистем (проектирование). В его задачи входит определение целей управления, путей, средств и сроков их достижения. 2. Организация управления – выявляет те структуры и процедуры управления природопользованием (уже сложившиеся или необходимые), которые соответствуют установленным целям, и закрепляет за ними определенную роль в общем механизме управления ГТС. 3. Оперативное управление (регулирование) осуществляется с помощью контроля за уже функционирующим объектом управления - ГТС. Основывается на оперативном контроле динамики ГТС и степени соответствия реально наблюдаемого состояния системы запроектированным (нормативным) характеристикам. Поддержание оптимального режима должно осуществляться как с помощью технических устройств и технологических процессов, так и путем управления процессами саморегулирования природной подсистемы (Сечина, 2000).
Обращает внимание необходимость прогнозирования на всех этапах управления. Итогом научного прогноза должны выступать сформулированные геоэкологические принципы проектирования (указания, ориентирующие проектные организации, проектировщика), использование которых позволяет впоследствии найти наиболее оптимальное планировочное решение и разработать комплекс научно обоснованных природоохранных мероприятий (Геоэкологические..., 1989). При проектировании особенно важно обеспечить корректное прогнозирование поведения природной подсистемы в ответ на воздействия в ходе строительства и последующего функционирования ГТС. Недостаточный учет природных условий приводит к серьезным нарушениям функционирования всей системы: разрушение природной среды как результат превышения пределов устойчивости вмещающих природных комплексов приводит к возникновению аварий технической подсистемы, что усиливает негативное воздействие на природную среду и обуславливает черты неопределенности и риска в НГТС. В этих условиях необходим пересмотр основных параметров функционирования и корректировки принятых проектных решений. В представлении автора управленческие решения в среде экологизации НГТС должны опираться на детальные знания структуры и функционирования всех взаимодействующих подсистем, включая и социогенные. Являясь важным инструментом оптимизации НГТС, подсистема управления пока не в состоянии полностью исключить негативные взаимовлияния технологических процессов и природной среды. Это определяется отсутствием необходимой информационной базы принятия решений. Особенно слабо представлена проработка региональных и районных аспектов природопользования и охраны природы в районах размещения НГТС. Длина магистральных трубопроводов исчисляется тысячами километров, что определяет большую пространственную пестроту условий их существования, нарастание факторов неопределенности и риска. Поэтому для обеспечения их устойчивого существования во времени необходимо проведение дробного ландшафтного районирования (Идрисов и др., 1999).
Учитывая, что ландшафтное районирование для разных регионов проведено по разным информационным материалам и основаниям, представляется важным решение задачи «выравнивания» базовой информации, т.е. проведения однобазисного районирования всех регионов, затронутых нефтепроводным строительством. Результаты такого районирования позволили бы обеспечить единую основу для проектирования, эксплуатации и мониторинга, а также дифференцировать меры по экологической реабилитации нарушенных территорий (Идрисов, 1999а). Научно-методические вопросы классификации и районирования природных подсистем нефтетранспортной ГТС рассмотрены автором в Главе 2. Допустимое (не разрушающее) взаимодействие природной и технической подсистемы в рамках ГТС магистральных трубопроводов возможно при обеспечении совместимости выполняемых геосистемами функций. Регламентация условий эксплуатации нефтепроводов, направленная прежде всего на безаварийную транспортировку нефти должна в полной мере учитывать разнообразие ландшафтно-экологической среды. Признавая, что основной движущей силой развития и функционирования НГТС безусловно является техническая составляющая, состояние геотехносистемы в целом определяется законами развития и динамики вмещающих природных комплексов. Факторы, определяющие нарушение равновесия внутри геотехносистемы, представлены двумя большими группами: достаточно изученной и наиболее учитываемой при проектировании группой технологических рисков и группой экологически значимых факторов, определяющих специфику природных комплексов проектного района и природную составляющую экологических рисков. В отраслевом РД экологический риск рассматривается как вероятность возникновения неблагоприятных для природной среды и человека последствий осуществления хозяйственной и иной деятельности (Методическое…, 1999). Такое определение не отражает в полной мере сущности явлений, приводящих к негативным изменений в структуре и функционировании геосистем. Более существенным представляется определение экологического риска в работах С.М. Мягкова, Б.И. Кочурова (Мягков, 1995; Кочуров, 1999) и в особенности Г. Вильчека, понимающего под экологическим риском вероятность и степень опасности негативных изменений в структуре и функционировании природных и природно-антропогенных систем в случае естественных или антропогенно обусловленных событий и процессов в среде обитания (Вильчек, 1997).
Типы фоновых ландшафтных структур в составе НГТС центральных и южных районов Тюменской области
Границы единиц ландшафтного районирования объективны, так как они определяются не по линии качественного изменения состояния одного компонента природы или по близким границам всякий раз меняющегося набора компонентов природы, а по линиям качественной смены региональной ландшафтной структуры. Эти линии хорошо передаются на ландшафтно-типологических картах, а еще лучше - на космических снимках. При этом на КС границы прослеживаются а виде четких спрямленных линий, как правило, соответствуют ландшафтным линеаментам, отражающим глубоко идущие разломы земной коры. Границы, отражающие смену зональных единиц, имеют правильную форму. Однако и в том, и в другом случае смена региональных ландшафтных структур выражена не в виде протяженных полос, а фиксируются четко опознающимися линиями.
Структура характеристик единиц ландшафтного районирования отличается от характеристики единиц физико-географического районировании. Прежде всего, в ней раскрывается ландшафтная структура, наиболее характерная, индивидуальная для района, провинции, области. Сведения о ней формируют основу характеристики районов. Анализ факторов, приведших к обособлению той или иной ландшафтной структуры, как правило, рассматривается позднее и в случаях, когда это необходимо. Ландшафтное районирование рассматривается как форма объективизации данных об изменчивости региональных ландшафтных структур. Структура таксономических единицы физико-географического районирования применима при проведении ландшафтного районирования, при этом приобретая ряд существенных отличий. Ландшафтная область – региональная ландшафтная структура, обособленная внутри страны, имеющая территориально неразрывную индивидуальную структуру на ТВС масштаба 1: 10 000 000 -1: 2 500 000, обусловленную распространением ландшафта одного класса (возвышенного, низменного, низинного), Ландшафтные области отвечают территориально связанным и близким типам однонаправленных морфоструктур, связанных с ними группами орографических единиц, определяющих трансформацию зональной тепловлагообеспеченности. Областная ландшафтная структура включает, как правило, ландшафты, относящиеся к одному типу ландшафта. По этому признаку область является частью ландшафтной зоны (Козин, 1996а).
Различные законы, лежащие в основе зональной и незональной (секторной, высотно-поясной, провинциальной) дифференциации, приводят к многочисленным исключениям из такой закономерности. Ландшафтные провинции и даже области далеко не всегда располагается в одной подзоне. Это позволяет сделать вывод, что область непосредственно подчинена ландшафтной стране. Особенности зоны реализуются непосредственно в условиях областей. Широтное изменение ресурсов тепловлагообеспеченности в условиях ландшафтных областей выражается в зонально-замещающих видах урочищ и местностей.
Ландшафтная провинция – региональная ландшафтная структура, опознающаяся по индивидуальной фотоструктуре на ТВС 1: 2 500 000 и КС 1: 1 000 000 масштаба, мелко - и среднемасштабных картах и приуроченная к конкретной орографической единице. Ландшафтная провинция территория распространения одного или нескольких родов ландшафта. Эта близость определяется общностью генезиса и времени формирования поверхности и разрезов, взаимосвязью орографических элементов с типами увлажнения, литологией грунтов и растительными формациями. Провинции, как правило, целиком располагаются в пределах одной подзоны (Козин, 1996а). Статус района в ландшафтной литературе недостаточно четко определен. Значительная часть исследователей выделяет физико-географический район как низшую таксономическую единицу физико-географического районирования (Мильков, 1956; Рихтер, 1961; Ряшин, Михеев, 1969) и, по существу, как синоним ландшафта в региональной трактовке (Исаченко, 1965; Солнцев, 1958) По мнению других (Григорьев, 1957, Макунина, 1975, Пармузин, 1958) низшая единица районирования стоит ниже района, округа. Физико-географический район Ф.Н.. Мильковым определяется как "... крупная геоморфологически и климатически обособленная часть провинции, обладающая характерными для нее сочетаниями почвенных разностей и растительных группировок" и представляющая "сложный ландшафтный комплекс, индивидуальная структура которого определяется своеобразным сочетанием типов местности и составляющих их урочищ" (Мильков, 1966). Ландшафтный район – обособленная благодаря своеобразию (набор, площадное соотношение и др.) ландшафтной структуры на уровне видов местности и типов урочищ часть ландшафтной провинции, отчетливо опознающаяся как индивидуальное целое на КС масштаба 1: 1 000 000 и крупнее и крупномасштабных ландшафтных картах (Козин, 1996а). Ландшафтные районы отличаются развитием одного доминирующего типа рельефа, генетического типа геологического разреза и близких показателей увлажнения аналогичных местоположений. В пределах ландшафтного района сохраняется одна направленность тектонических движений и экзогенных ландшафтно-динамических процессов, тесное соответствие ландшафтов со структурным планом по нижним горизонтам осадочного платформенного чехла. Ландшафтный район имеет близкие показатели дренированности, заболоченности, заозеренности. Принимая во внимание значительную разрешающую способность ландшафтного районирования, учитывающую учитывающего внутрирайонную типологическую структуру, автор считает использование схемы ландшафтного районирования (Рис. 5) в большей степени соответствующей задачам анализа региональных особенностей нефтепроводных ГТС.
Ландшафтно-экологическая среда подзоны южной тайги
В пределах подзоны южной тайги реконструируемый нефтепровод пересекает Тобол-Туртасскую подровинцию и Иртышско-Тобольскую провинцию. Тобольско-Туртасская подпровинция отличается возвышенным (около 118 м) и расчлененным рельефом, особенно в западной, прииртышской части, и доминированием в ландшафтной структуре суглинистых вариантов группы дренированных южнотаежных типов местности. Слабоволнистые недренированные местоположения с торфяно-суглинистыми грунтами и грядово-озерковыми болотами распространены в центральной и восточной части подпровинции (Южная тайга…, 1975). Для климата характерна большая продолжительность устойчивых морозов (130-140 дней). Продолжительность безморозного периода 105-120 дней. По данным многолетних наблюдений средняя температура января составляет –18, -20С, +17,18С (Агроклиматические…, 1972).
Трасса реконструируемого нефтепровода «Усть-Балык – Омск» пересекает так же юго-восточную часть Итышско-Тобольской провинции с преимущественным развитием надпойменных террас и озерно-аллювиальных равнин, сложенных слоистыми песчаными и глинистыми отложениями. Высоты здесь не достигают 70 м. На этом фоне резко выделяются широтно и субширотно ориентированные гривы водно-эрозионного происхождения. Туртасская подпровинция. Увеличение термических ресурсов в пределах Туртасской подпровинции подчеркивается распространением березово-елово-пихтовых и елово-пихтовых с кедром травяных лесов (Баранов, 1928; Ильина и др., 1975). По песчаным террасам их замещают сосняки мшистые и кедрачи мшистые. Доминирование в структуре почвенного покрова дерново-подзолистых почв Туртасской подпровинции также отражает более благоприятные климатические условия и хорошую дренированность ее территории. Характерно появление многогумусных дерново-луговых почв под массивами вторичных осиново-березовых лесов и суходольных вейниковых лугов. В пределах Тобольско-Туртасской подпровинции трасса реконструируемого нефтепровода пересекает Демьянский левобережный, Туртасский южнотаежный и Западно – Тобольский южнотаежный ландшафтные районы
Демьянский левобережный ландшафтный район. Район расположен в северной части Тобольского материка и ограничен с севера долиной р. Демьянка. В ландшафтной структуре доминирует южнотаежный пологоувалистый тип местности. Дренированные, в результате развития овражно-балочной сети, урочища пологоувалистых водоразделов с елово-кедрово-пихтовыми мохово-травяными лесами на дерново-сильноподзолистых почвах, распространены в западной и центральной части района. Для восточной части более характерны слабодренированные пологоволнистые южнотаежные местности с елово-кедрово-березовыми зеленомошными лесами на торфянисто-подзолисто-глеевых почвах. В северной части района характерны урочища плоскоместно-западинного типа местности с елово-березовыми моховыми и травяными лесами на дерново-подзолистых и торфяно-подзолисто-глеевых почвах. Наиболее значимым экологическим фактором для Демьянского левобережного ландшафтного района являются эрозионные процессы. Крутые склоны овражно-балочной сети и склоны к речным долинам обладают наименьшей степенью устойчивости к механическим нагрузкам. Степень коррозионной активности грунтов в целом по району средняя (0,01-0,1 мм/год).
Туртасский южнотаежный ландшафтный район. Приурочен к центральной части Тобольского материка в бассейне р. Туртас. В пределах основных слабодренированных поверхностей озерно-аллювиальных равнин наибольшее распространение получили урочища южнотаежного слабоволнистого лесо-болотного типа местности. Глубокое и густое расчленение рельефа формами древней эрозии в Прииртышской части обуславливает преобладание комплексов склонового и мелкодолинного южнотаежных типов местности. В западной и центральной частях района плоские легкосуглинистые водораздельные поверхности с подзолисто-глеевыми почвами в основном распаханы. В природном инварианте преобладающими в составе древостоя являются пихтово-еловые, местами с липой зеленомошно-травяные леса на торфянисто-подзолисто-глеевых почвах. В восточной части более типичны пологоволнистые легкосуглинистые равнины с елово-березовыми моховыми лесами.
Структура проектируемой ЭкоГИС магистральных нефтепроводов
Основной целью при создании ЭкоГИС магистральных нефтепроводов является оптимизация НГТС. Создаваемая система предназначена прежде всего для обеспечения принятия наиболее взвешенных управленческих решений, повышения качества контроля функционирования как технических сооружений так и минимизации ущерба окружающей среде. Особенности пространственной организации НГТС - прежде всего существенная протяженность- предопределили создание двух уровней организации информации в пределах ЭкоГИС: региональный и локальный. Региональный уровень организации геоинформации рассматривается автором как интегрирующее звено системы. При этом базовым блоком пространственного представления данных является карта ландшафтного районирования Тюменской области. Моделепригодность ландшафтных и ландшафтно-экологических карт при создании ГИС-проектов различного уровня подкреплена, прежде всего, системным характером самого ландшафтного подхода к изучению природных комплексов. Опыт создания ГИС самой различной тематической направленности (Кожухарь и др,1998; Абрамова и др, 2000; Идрисов, 2001в; Хромых, 2001), разработка методики ландшафтного картографирования для целей использования в ГИС (Козин, 1996г, 2001; ГИС-ориентрованное…,1998 и др.) подтверждает высокую практическую отдачу ландшафтно-экологического подхода при создании ГИС. Исходя из свойств карты ландшафтного районирования, ее информационной насыщенности региональная подсистема ЭкоГИС направлена в основном на решение информационно-справочных задач.
База данных карты ландшафтного районирования содержит 15 параметров ландшафтных районов. Информация по различным компонентам ландшафтных комплексов (рельеф, растительность, почвы и т.д.), оценочная интерпретация свойств природных комплексов (фитоэкологическая, литогенетическая устойчивость), результаты моделирования и пространственного анализа, проводимых на локальном уровне ЭкоГИС, являются достаточным основанием для определения стратегии управления НГТС (выбор варианта трассы, приоритетность реконструкции, набор рекультивационных и природоохранных решений т.д.). Локальный уровень организации ЭкоГИС направлен на экологически ориентированное сопровождение проектирования и эксплуатации нефтепроводов. Решение данной задачи основывается на создании блока проектообеспечивющих электронных карт масштаба 1 : 25 000. При этом создаются инвентаризационные карты (растительности, почв, геолого-геоморфологическая) и прогнозные (ландшафтно-экологическая, карты устойчивости ландшафтов к нефтяному загрязнению и механическим нагрузкам). Интеграция результатов проектных решений, полученных при использовании систем автоматизированного проектирования (САПР) и результатов пространственного анализа с использованием в качестве основы ландшафтно-экологической карты позволяет проводить полномасштабное моделирование различных вариантов функционирования НГТС. В структурном отношении создаваемая ЭкоГИС магистральных нефтепроводов включает три блока. (Рис.27)
Первый блок – моделирование природной подсистемы. Основан на использовании серии электронных карт различного масштаба созданных. средствами ГИС-систем, данный блок является интегрирующим звеном всей системы. Использование ГИС-технологий в качестве интегрирующего звена оправдано как наличием необходимого аппаратно-программного обеспечения, так и достаточной разработанностью методов пространственного анализа и моделирования
Второй блок- моделирование технической подсистемы. Производится средствами САПР (систем автоматизированного проектирования). Является конечным результатом проектирования линейной части трубопровода. Наметившееся в последнее время сближение ГИС и систем автоматизированного проектирования и создание систем сквозного проектирования (Micostation и продукты компании Autodesk), позволяет наиболее полно интегрировать проектные решения и свойства вмещающих природных комплексов. При этом проектирование в среде САПР так же в последнее время ориентированно на активное применение различных баз данных, которые легко дополнить необходимыми для анализа воздействия данными (количество и состав технологических выбросов, уровень шума и т.д.).
