Введение к работе
Актуальность работы.
Рациональное освоение нефтегазодобывающих районов, оптимизация проектирования, размещения и эксплуатации природно-технических систем (ПТС) - важная государственная научно-техническая проблема, решение которой во многом связано с ресурсно-экологическими оценками изменений природно-техногенной среды Применительно к регионам Западной Сибири эта проблема рассматривалась в работах научно-исследовательских, проектных и производственных организаций, но ее масштабность и сложность в целом требуют дополнительного, более глубокого, разностороннего и обоснованного решения
Важность решения проблемы связана с уникальностью регионов центральной части Западной Сибири, их самой высокой в мире заболоченностью и заторфованностью, активностью техногенного воздействия, масштабными нарушениями экосистем и большим экологическим ущербом
Для разработки критериев оптимизации размещения природно-технических систем актуально широкое использование дистанционных и картографических методов как основы для последующей оценки и моделирования геоэкологических обстановок
В свете решаемой проблемы важное место занимает оценка экологического и промышленно-ресурсного потенциала торфяных болот, их влияния на структуру природно-технических систем добычи и транспорта углеводородного сырья
Сопряжение ресурсно-экологических оценок с экономическим обоснованием позволяет дать более действенные рекомендации, касающиеся оптимизации размещения объектов нефтегазодобычи и разработки систем природоохранных мероприятий
Цель работы.
Оптимизация структуры и размещения природно-технических систем добычи и транспорта нефти с использованием дистанционно-картографических методов на основе учета ресурсов и экологических функций лесо-болотных экосистем
Задачи исследований:
анализ структуры природно-технических систем центра Западной Сибири с использованием материалов дистанционного зондирования,
картографирование нефтепромысловых природно-технических систем с оценкой пространственно-временных закономерностей их изменений,
параметрическое моделирование существующих и альтернативных проектов природно-технических систем с расчетом их экологической и экономической целесообразности,
расчет устойчивости лесо-болотных экосистем с оценкой потенциала их восстановления,
совершенствование нормативно-методической документации, регламентирующей проектирование, строительство и эксплуатацию нефтепромысловых природно-технических систем в условиях лесо-болотной зоны,
разработка методики экономической оценки ущерба от потери лесо-болотными экосистемами своих ресурсно-экологических функций
Исследования проводились в 1990-2006 гг в соответствии с планами НИР Уральского государственного лесотехнического университета, Ханты-Мансийского регионального отделения РАЕН, Сибирского научно-исследовательского и проектного института рационального природопользования по заказу Экологического Фонда, Департамента охраны окружающей и экологической безопасности и нефтегазодобывающих предприятий ХМАО-Югры
Объекты и методы исследования
Объектами исследования, прежде всего, являются территории лицензионных участков нефтяных месторождений Западной Сибири
Сбор геологической, экологической информации о торфяных болотах осуществлялся в ходе экспедиционных исследований, а также по фондовым, справочным и иным материалам Помимо экспедиционных исследований проводились многолетние исследования на полевых стационарах Основными методами исследования являлись дистанционное зондирование, картографирование, метод пробных площадей, измерение физических и морфологических параметров природных и техногенных объектов, химический и биологический анализы образцов почв, вод, растительности и техногенных сред
Источниками информации служили топографические и специальные тематические карты, аэрокосмические материалы, разделы «Оценка воздействия на окружающую среду» проектов обустройства нефтяных месторождений, справочники торфяных месторождений, дополнения к ним, обзоры геологической изученности за разные годы по экономическим районам, геологические отчеты о разведке торфяных месторождений.
Положения, выносимые на защиту:
Анализ структуры природно-технических систем нефтедобывающих регионов центра Западной Сибири, который показал отсутствие должной рациональности их размещения с точки зрения оптимального сохранения ресурсно-экологического потенциала лесо-болотных экосистем
Методика использования дистанционных методов, позволившая разработать серии карт, провести районирование лесо-болотных экосистем, в целях обоснования вариантов оптимального техногенного воздействия
Модели природно-технических систем объектов добычи и транспорта нефти и сравнительный анализ эколого-экономической целесообразности размещения систем
Нормативно-правовая база, которая позволила обосновать выделение природоохранных зон лесо-болотных экосистем на основе разработанного информационно-картографического обеспечения торфяного фонда регионов центра Западной Сибири
5 Эколого-экономический анализ природно-технических систем как основа расчетов целесообразности их альтернативных вариантов и оценки ущерба от возможного техногенного воздействия на экосистемы
Научная новизна работы заключается в следующем
Разработана методология оптимизации размещения, проектирования и эксплуатации природно-технических систем нефтеносных районов лесо-болотной зоны Западной Сибири на основе эколого-экономической оценки их существующих и альтернативных вариантов
Разработаны модели природно-технических систем, в том числе картографические, позволившие оценить их пространственную структуру
Приведены конкретные результаты использования дистанционных методов при анализе структуры лесо-болотных экосистем в целях оценки их ресурсно-экологического потенциала и утраты средообразующих функций
Разработана структура торфяного фонда региона в целях решения задач рационального использования торфяных, растительных и рекреационных ресурсов, а также проектирования природоохранных мероприятий
5 Достигнуто соответствие нормативно-правовой базы и принципов
устойчивого развития региона в целях оперативного решения экологических
и природоохранных проблем развития нефтедобывающей промышленности
Практическая значимость
Результаты выполненных исследований представляют интерес для компаний, добывающих нефть, Правительства ХМ АО, природоохранных органов, фирм, предпринимателей, занимающихся картографированием состояния природно-технических систем, оценкой воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и экологическим мониторингом
Разработанное информационно-картографическое обеспечение торфяного фонда, методик оценки биосферных и ресурсных функций торфяных болот, совмещенных с лицензионными участками для добычи нефти и газа, является необходимым звеном принятия природоохранных решений
Практическую значимость имеют методы по использованию дистанционных и картографических материалов при выборе вариантов размещения природно-технических систем на заболоченных территориях, что обеспечивает решение проблем рационального использования лесо-болотных экосистем и оценки их устойчивости
Внедрение результатов работы
Разработанные методы и методики внедрены в производство, научно-исследовательские работы и в учебный процесс
Компьютерный банк данных по торфяным ресурсам ХМАО передан и используется в Департаменте охраны окружающей среды и экологической безопасности ХМАО-Югры
Рекомендации по оптимизации природно-технических систем в виде альтернативных вариантов рабочих проектов внедряются в Сибирском научно-
исследовательском и проектном институте рационального природопользования, нефтегазодобывающих предприятиях ХМАО-Югра
Методики оценки ущерба от потери торфяными болотами своих функций утверждены Администрацией ХМАО и переданы для утверждения в Правительство ХМАО Рекомендации по устройству нефтепроводов на торфяной залежи с учетом неоднородности физико-механических и водно-физических свойств торфяного основания учтены в федеральном законе «О безопасности магистральных, внутрипромысловых и местных распределительных трубопроводов»
Научные и методические положения, сформулированные в диссертации, по структуре банка данных «Торфяные ресурсы ХМАО», методикам оценки ущерба, методам дистанционного зондирования природно-технических систем, используются в Тверском государственном техническом университете, Уральском государственном лесотехническом университете в учебном процессе студентов специальностей «Открытые горные работы», «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», «Природоохранное обустройство территорий», «Лесное хозяйство», по научному направлению 250036 «Геоэкология»
Технология рекультивации нефтезагрязненных поверхностей неосушен-ных торфяных болот внедряется ТНК-ВР, ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаз»
Достоверность результатов и выводов диссертации
Достоверность полевых и лабораторных исследований по методу аналогий достигалась выбором типичных для рассматриваемого региона объектов исследований Теоретическое обоснование технологии восстановления нефтезагрязненных поверхностей проходило этапы лабораторного и полевого подтверждения
Для анализа современного состояния торфяного фонда ХМАО использовались фондовые материалы СПГ «Торфгеология» и АООТ «Геопром» Балансовые запасы торфа устанавливались по балансу запасов 2000 г
Личный вклад автора
Работа содержит результаты многолетних исследований, выполненных лично, при непосредственном участии или под руководством автора Личное участие состоит в постановке и разработке основной идеи и темы диссертации, в разработке теории и методологии, в проведении полевых, лабораторных экспериментов, в сборе и анализе фондовых материалов, разработке методик, рекомендаций
Апробация работы
Материалы диссертации докладывались на международной научной конференции, посвященной 115-летию со дня рождения известного ученого-ботаника, флориста И А Перфильева «Растительный покров Севера в условиях интенсивного природопользования» (Архангельск, 1997); областной научно-технической конференции «Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса» (Екатеринбург 1991, 1993, 1997), региональной
научно-практической конференции «Городская среда и экология» (Мегион, 1999), II региональном совещании «Проблемы экологической безопасности нефтегазового комплекса Среднего Приобья и эколого-экономическое сбалансированное развитие Ханты-Мансийского Автономного округа» (Нижневартовск, 2000), 2-ой и 3-ей международных научно-практических конференциях «Эколого-географические проблемы природопользования нефтегазовых регионов теория, методы, практика» (Нижневартовск, 2003, 2006), Всероссийской конференции «Экологические проблемы промышленных регионов» (Екатеринбург, 2004) международной научно-практической конференции «Проблемы рационального природопользования на торфяных болотах России» (Москва-Тверь, 2005), VII и IX научно-практических конференциях «Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа - Югра» (Ханты-Мансийск, 2003, 2005), 5 международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2006), II международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, МГУ им Ломоносова, 2007)
Публикации
По результатам исследований опубликовано более 50 научных трудов, из которых 34 приведены в автореферате Новизна технических решений подтверждена патентом на изобретение
Объем и структура работы
Диссертационная работа включает 4 главы общим объемом 325 страниц, в том числе 70 таблиц, 38 рисунков, список литературы из 243 наименований
