Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние эколого-географического картографирования для экологического мониторинга 8
1.1. Основные особенности и направления эколого-географического картографирования 8
1.2. Прикладные аспекты эколого-географического картографирования 12
1.3. Реализация экологического мониторинга в районах строительства промышленных и транспортных объектов 17
Глава 2. Методика картографирования воздействия объектов транспортировки газа на природную среду 27
2.1. Специфика линейной части магистральных газопроводов как объекта картографирования 27
2.2. Методика выявления воздействие объектов строительства на компоненты природной среды 37
2.3. Возможности использования геоинформационных технологий и базы данных для обеспечения экологического мониторинга 43
2.4. Состав и содержание серии карт для экологического мониторинга строительства газопроводов 58
Глава 3 . Оценка и картографирование трансформирования природной среды при строительстве магистральных газопроводов 67
3.1. Картографирование природной среды Тверской и Ярославской областей в районах проектирования магистрального газопровода 67
3.1.1. Современное состояние участка строительства 67
3.1.2. Особенности картографирования природных объектов 72
3.2. Выявление и картографирование воздействия па компоненты природной среды при строительстве газопровода «СРТО-Торжок» на территории Ярославской и Тверской областей 79
3.2.1. Технические особенности проектируемых сооружений 79
3.2.2. Результаты предварительной оценки воздействия на природную среду... 83
3.2.3. Интерпретация экспедиционных материалов по экологическому мониторингу 91 3.2.4. Анализ и картографирование воздействий и последствий на природную среду 102
3.3. Апробирование методики для других территорий транспортирования углеводородного сырья на примере участка газопровода «Починки-Грязовец» в Нижегородской области 107
3.3.1. Географическая характеристика участка строительства и картографирование природной среды 108
3.3.2. Создание и анализ серии карт для интерпретации результатов подготовительного и экспедиционного этапов экологического мониторинга 114
Заключение 123
Список использованной литературы 126
- Прикладные аспекты эколого-географического картографирования
- Методика выявления воздействие объектов строительства на компоненты природной среды
- Современное состояние участка строительства
- Апробирование методики для других территорий транспортирования углеводородного сырья на примере участка газопровода «Починки-Грязовец» в Нижегородской области
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Переход общества в индустриальную стадию развития привел к увеличению значимости промышленного производства и транспорта. Сооружение и эксплуатация предприятий индустрии и транспорта повлекли значительное трансформирование природной среды, формирование неблагоприятной экологической обстановки. Примерами могут послужить зоны воздействия Норильского металлургического комбината, вырубка лесов при прокладке Трансамазонской магистрали, разливы нефти при авариях на трубопроводах и при крушении танкеров. Приведенные примеры показывают наиболее значительные случаи, которые вызвали международный резонанс, однако и на региональном уровне существуют такие проблемы.
В каждом государстве разработаны принципы рационального использования природных ресурсов, в отдельных случаях такой опыт обобщен на международном уровне. Зачастую эти документы носят декларативный характер и не имеют четкого указания на инструменты реализации политики оптимального использования природной среды. Недостаточное внимание уделяется и представлению результатов негативного воздействия.
В практике достаточно давно используют экологический мониторинг, а также картографическую визуализацию и интерпретацию результатов исследований. В рамках таких работ составлены соответствующие инструкции, нормативы, однако картографические работы рассмотрены в них недостаточно полно, не разработана система требований к содержанию и оформлению картографических материалов. Также недостаточно внимания уделяется проведению и интерпретации результатов экологического мониторинга и контроля на стадии строительства магистральных газопроводов.
Разработка подобного обеспечения работ по экологическому мониторингу крайне необходима, так как позволит решить не только проблемы представления данных, но и более четко структурировать сами работы по экологическому мониторингу, существенно помочь при решении практических и организационных вопросов. Для проведения работ на этапе строительства это особенно важно в связи с интенсивным воздействием и частым изменением экологического состояния природной среды.
Цель исследования заключается в разработке и обосновании картографического обеспечения с использованием геоинформационных технологий для экологического мониторинга территорий строительства и эксплуатации объектов транспортирования газообразного углеводородного сырья.
Для достижения поставленной цели требуется исследование ряда теоретических вопросов и разработка картографического обеспечения экологического мониторинга реально существующих объектов транспортирования газа. Во-первых, следует изучить опыт создания эколого-географических карт, как в научных, так и прикладных целях, проанализировать существующие группы карт в этом направлении.
Во-вторых, исследовать особенности работ по экологическому мониторингу и характеристики объекта строительства. Это во многом определяет картографическое обеспечение.
В-третьих, разработать информационное обеспечение и состав серии карт, который сопровождал бы все стадии проведения экологического мониторинга, и наилучшим образом отражал его результаты.
В-четвертых, апробировать данную методику для реальных объектов на примере территорий строительства участков магистральных газопроводов в Нижегородской и Ярославской и Тверской областях.
Методика исследования. Данное исследование основано на фундаментальных работах в области картографии, геоинформатики, экологического мониторинга.
Картографическая основа базируется > на работах К.А. Салищева, A.M. Берлянта, И.П. Заруцкой, C.B. Чистова, Т.Г. Сватковой, В.И. Стурмана и других. Особенно важными представляются такие сферы, как классификация картографических произведений, картографический метод исследования, комплексное и атласное картографирование.
Геоинформационная составляющая подготовлена на основе разработок И.К. Лурье, B.C. Тикунова, Б.А. Новаковского, A.B. Кошкарева. Большое значение имеют исследования по теории баз данных, автоматизированному картографированию с применение географических информационных систем.
Также следует отметить теоретические и практические работы по экологическому мониторингу, разработке его принципов и реализацию на практике. Среди всего многообразия следует выделить публикации Н.С. Касимова, Н.П. Солнцевой, К.Н. Дьяконова, A.B. Дончевой, Ю.А. Израэля, П.П. Кречетова, А.П. Садова и др.
В основе диссертации лежат авторские исследования в период с 2004 по 2009 гг., разработки лаборатории цифровой картографии и фотограмметрии кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.
Научная новизна. В результате проведенных работ на основе обобщения существующих материалов и авторских исследований:
Впервые при разработке картографического и информационного обеспечения экологического мониторинга магистральных газопроводов должное внимание уделено воздействию на природную среду на этапе строительства; учтены такие факторы, как продолжительность воздействия, интенсивность, необходимость оперативной обработки данных для своевременного принятия решений по минимизации ущерба природной среде, строящимся объектам;
Разработана методика выявления воздействий на природную среду, которая * базируется на современных российских и международных нормативных стандартах в области охраны и управления окружающей средой и позволяет предварительно выявить и локализовать нагрузку на природную среду для последующих полевых работ;
Разработана структура содержания базы данных для информационного обеспечения экологического мониторинга на всех этапах его проведения, а также оперативного анализа и картографирования современной ситуации на участке строительства. База данных, помимо раздела мониторинга, включает блок контроля соответствия строительства природоохранным нормам, что позволяет отслеживать нарушения законодательства, допущенные при проведении строительных работ, локализовывать их и принимать необходимые меры.
Обоснован состав серии карт для сопровождения экологического мониторинга и контроля строительства магистральных газопроводов, в которой учтены все необходимые аспекты проведения подобных работ: от характеристик территории строительства и проектируемых сооружений до негативных последствий и штрафных санкций за ущерб природной среде. Такой состав серии карт позволяет решить ряд проблем, связанных с организацией полевых исследований.
Впервые созданы базы данных и серии карт на отдельные участки магистральных газопроводов в Нижегородской, Ярославской и Тверской областях для информационной и картографической поддержки работ по экологическому мониторингу.
Практическая ценность. Данное исследование может быть полезно организациям, занимающимся строительством объектов промышленности и транспорта. В эту категорию следует отнести как заказчиков строительства, организации-генподрядчики, так и исполнителей экологического мониторинга. Предлагаемая методика работы, организации данных, создания серии карт позволит оптимизировать систему мониторинга тем, кто непосредственно проводит работы.
Отображение результатов экологического контроля позволит организациям, осуществляющим строительные работы, оценить возможность применения к ним штрафных санкций за нарушения природной среды, а также объемы восстановительных мероприятий. В этом же контексте данная методика может быть использована федеральными и региональными органами, осуществляющими экологический контроль строительства магистральных газопроводов. Незначительная корректировка предлагаемой методики в области производственной специфики позволит применять ее и для других промышленных и транспортных объектов:
Также исследования могут быть полезны студентам, аспирантам, которые работюг в направлении эколого-географического картографирования, причем как с позиций картографии, так и экологии, и физической географии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Работа содержит 134 страницы, включая 60 иллюстраций, 12 таблиц. Библиография включает 119 наименований.
В первой главе рассмотрена история эколого-географического картографирования, место карт эколого-географической направленности в системе картографических произведений. Особо рассмотрены вопросы практического применения карг эколого- географической тематики в различных направлениях. Также в первой главе .изложены принципы экологического мониторинга как инструмента контроля качества природной среды.
Во второй главе детально рассмотрен процесс строительства участка магистрального газопровода, что крайне важно для организации системы мониторинга и его картографического сопровождения. В главе изложен принцип выявления воздействия на природную среду при проведении строительных мероприятий. Этот принцип разработан на основе современных российских и международных стандартов в области управления природной средой.
Во второй главе выделены важные картографические и геоинформационные аспекты, в частности проанализирован весь спектр источников данных, особенности их использования в целях экологического мониторинга строительства магистральных газопроводов.
В этой же главе предложена структура базы данных экологического мониторинга, а также состав серии карт для наиболее эффективной организации работ по экологическому мониторингу и полному отображению промежуточных и итоговых результатов экспедиционных и камеральных работ.
В третьей главе представлены результаты работы по картографическому обеспечению экологического мониторинга строительства отдельных участков магистральных газопроводов «СРТО-Торжок» (Ярославская область, Тверская область) и «Починки-Грязовец» (Нижегородская область). В этой главе представлены серии карт, особенности их составления и применения для решения конкретных практических задач.
Прикладные аспекты эколого-географического картографирования
Обозначим роль,картографирования при экологическом проектировании. Выделим основные функции картографических работ при проведении оценки воздействия на окружающую среду на различных стадиях. Карты экологической направленности помимо научного значения нашли и практическое применение в различных отраслях производства, которое наиболее часто связано с оценкой территории для последующего строительства промышленных, транспортных и социально-культурных объектов. Реализация таких проектов требует тщательного исследования особенностей местности, причем не только с точки зрения удобства строительства, но и рационального использования природных ресурсов (Стурман, 2003; Сальников, 1977; Peter Zeilhofer, Valdinir Piazza Topanotti, 2008).
В этом направлении производят также учет негативных процессов, которые могут привести к аварийной ситуации. Эколого-географические карты используются как при проектировании отдельных объектов, например, магистрального газопровода, так и в целях территориального планирования развития регионов России. Во втором случае такие карты составляют специальный блок. Но в настоящее время требования для картографической составляющей территориального планирования еще находятся в .стадии унификации, отсутствует достаточный практический опыт, на основе которого можно составить единую схему. Сложность данной проблемы заключается еще и в том, что при разработке схем территориального планирования требуется учет особенностей разных отраслей хозяйства. Отдельные работы посвящены рассмотрению экологических проблем городов, созданию муниципальных ГИС (Макаров, Новаковский, Чумаченко, 2002; Воробьева, 2006)
В этом плане значительное преимущество имеет эколого-географическое картографирование, ориентированное на решение задач оценки воздействия на природную среду отдельных объектов разных отраслей промышленности. Широкомасштабное строительство промышленных объектов в различных природных условиях потребовало создания» карт эколого-географической направленности для обеспечения рационального использования природных ресурсов, оценки воздействия и прогнозирования последствий.
В результате появилась возможность систематизации полученных данных и материалов для отдельных отраслей промышленности: цветной металлургии (Дончева A.B.), нефтегазового комплекса (Солнцева, 1998; Глазовская, 2007; Самсонов и др. 2007), водохранилищ и гидроэлектростанций (Дьяконов К.Н.) и др. Эти работы затрагивают проблемы оценки воздействия на окружающую среды в результате строительства и эксплуатации объектов и содержат материалы по комплексному отображению результатов исследований на картах (Методические рекомендации по выявлению, 1995; Гольдберг, 1990; Горчаковский, 1984).
Однако при разработке картографического сопровождения работ по оценке воздействия на окружающую среду существует ряд важных проблем. Для их детализации сначала следует определить круг задач экологического проектирования и роль картографических материалов для решения этих задач.
Под экологическим проектированием- принято понимать прогноз, оценку и обоснование воздействия на природную среду при реализации любого проекта хозяйственной деятельности человека (Большаков, 1983). Роль картографического обеспечения на отдельных этапах экологического проектирования различна, но такие материалы, сопровождают все этапы работ по оценке воздействия и прогнозированию последствий (Дьяконов, Дончева, 2002; Черп и др., 2000; Ли, 1995).
На предпроектной стадии требуется картографическое обеспечение при проведении инженерно-экологических изысканий. Данный комплекс работ проводят наряду с геодезическими и геологическими изысканиями, он составляет часть проекта строительства, входит в раздел охраны окружающей среды.при строительстве. Результаты инженерно-экологических изысканий представляют данные о современном состоянии природной среды. Работы по инженерно-экологическим изысканиям регламентированы рядом нормативных документов, в частности СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства», СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства».
Инженерно-экологические изыскания можно разделить на 3 этапа: подготовительный, экспедиционный, камеральный. На первом этапе собирают фондовые материалы о природных и социально-экономических условиях нужного региона. Помимо текстовых источников детально анализируют имеющиеся картографические источники, данные дистанционного зондирования. Подготовительный этап предоставляет исходные данные о регионе, помогает уточнить программу экспедиционных исследований, подготовить картографическую основу.
Экспедиционные исследования ориентированы на непосредственное изучение участка строительства. Маршрутные исследования предполагают выполнение полевого дешифрирования местности, геоботанические, ландшафтные, геоморфологические, почвенные описания, отбор проб почв, воды, донных отложений, атмосферного воздуха.
Камеральные работы заключаются в подготовке и химическом анализе отобранных проб,- интерпретации и картографированию результатов исследований. Состав картографических материалов может различаться в зависимости от специфики проектируемого сооружения. Например, для участка газопровода можно предложить следующий комплект материалов: ситуационный план, карта фактического материала, карта землепользования, карта почвенного покрова, карта растительного покрова, карта местообитаний животных, карта ландшафтов, карта опасных экзогенных процессов и гидрологических явлений, карта геохимической загрязненности территории, карта экологических ограничений природопользования, карта антропогенной нарушенности (СП 11-102-97).
Такая серия карт в полной мере отражает современное состояние природной среды в предполагаемом районе строительства, как по отдельным компонентам, так и в комплексе. Помимо этого карты показывают существующую до начала строительства нового объекта техногенную нагрузку. На стадии реализации проекта строительства, как правило, создаются констатационные карты, которые отражают результаты проведения экологического мониторинга и контроля. Основное содержание таких карт — местоположение пунктов мониторинга и контроля, отдельные характеристики состояния природной среды. Таким образом, на картах представлен лишь объем выполненных работ, а непосредственно воздействие на природную среду, возможные штрафные санкции, мероприятия по » минимизации ущерба зачастую не отражают в картографической форме. Это существенно снижает информативную ценность создаваемой серии карт. В ряде изданий отмечается недостаточная проработанность вопросов создания картографических материалов, адекватно отражающих воздействие на природную среду. В данном случае следует заметить, что этот недостаток наблюдается для нормативных документов, а не для научных разработок. В работах ООО «ВНИИГАЗ» детально рассмотрены современные стандарты по различным аспектам проектной деятельности и экологического мониторинга. Однако четкий состав серии карт для обеспечения экологического мониторинга не указан, требования к составлению карт не полные и характеризуются общими формулировками (Бухгалтер и др., 2007).
Значительное количество работ по методам оценочного картографирования техногенно измененных ландшафтов было опубликовано в 60-е — 90 гг. XX века. Следует выделить в данном направлении работы Глазовской М.А., Солнцевой Н.П. и др. В этих работах подчеркнуто, что появляется новый объект изучения — техногенно измененные ландшафты, для которого существующие принципы и классификации не .всегда справедливы. В последующих работах нашли отражение теоретические принципы создания карт. В частности, в работах Глазовской М.А., Солнцевой Н.П. представлены научно-методические основы оценочного и прогнозного картографирования территорий добычи нефти, классифицированы факторы и виды воздействия, разработаны карты устойчивости природных систем.
Методика выявления воздействие объектов строительства на компоненты природной среды
С учетом рассмотренных ранее задач экологического проектирования и целей экологического мониторинга, а также особенностей строительства объектов транспортировки газа можно конкретизировать воздействие на природную среду. В данном разделе предлагается методика выявления воздействия на компоненты природной среды при сооружении объектов линейной части магистрального газопровода
Ранее изложены основные положения по проведению экологического мониторинга, а также конкретизирован состав объектов магистрального газопровода, порядок строительства. При сооружении и эксплуатации магистрального газопровода требуется проведение экологического мониторинга, одно из важных направлений которого - контроль соблюдения природоохранных проектных решений. Данный вид работ требует регулярного слежения за соблюдением нормативных требований в области охраны природной среды при строительстве и эксплуатации объектов магистрального газопровода. Качественное и своевременное выполнение таких мероприятий требует четко организованной структуры и последовательности работ.
В настоящее время в практику внедряются стандарты ГОСТ Р ИСО 14001, 14004 «Менеджмент окружающей среды». Вышеприведенные государственные стандарты позволяют четко обозначить границы исследований, направить их на получение требуемого результата, в то же время избегая избыточности. Особенность этих нормативных документов заключается в том, что они носят рекомендательный характер и предназначены для широкого круга отраслей производства. В связи с этим требуется! конкретизировать общие рекомендации стандартов для строительства, магистральных газопроводов. Также важно отметить, что данные документы созданы на основе международных стандартов и имеют аналоги в зарубежных странах, например Великобритания, США, Франция и т.д (Michaela А. Balzarova, Pavel Castka 2008;ГОСТ Р ИСО 14001).
Базовое понятие ГОСТ Р ИСО 14001 - это экологический аспект. Под экологическим аспектом понимают элемент деятельности организации, ее продукции или услуг, который может взаимодействовать,с окружающей средой. Выданном контексте окружающей средой считают внешнюю среду, в» которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие. Еще одно базовое определение - «Воздействие на окружающую среду - любое отрицательное или положительное изменение в окружающей среде, полностью или частично являющееся результатом деятельности организации, ее продукции или услуг». В целях наших исследований следует ограничить понятие окружающей среды, оставить только природную часть (Maxi Seiffert, 2008; Серов, 2008).
ГОСТ Р ИСО 14004 представляет общую последовательность идентификации экологических аспектов. Первая стадия выявления экологических аспектов заключается в определении вида деятельности. Вид деятельности следует выбирать так, чтобы было возможным» дальнейшее его детализация. На втором этапе производят идентификацию экологического аспекта в рамках выбранного вида деятельности. Третья стадия - выявление воздействий на окружающую среду, причем как реальных, так и потенциальных, как положительных, так и отрицательных.
Заключительный этап — оценка значимости воздействия в балльной или количественной форме. Приведенная общая последовательность представляется не вполне корректной и завершенной. Оценка значимости воздействия не может быть финалом исследований. При проектировании и исследовании качества строительства следует обращать внимание и на прогноз развития ситуации, оценить последствия воздействий, а также выработать рекомендации по снижению ущерба природной среде.
Рассмотрим приведенную схему выявления экологических аспектов применительно к строительству магистральных газопроводов (рис. 2.12). Согласно этой последовательности в качестве видов деятельности можно выбрать либо сам процесс строительства, либо его отдельные этапы. Оба варианта подходят иод определение вида деятельности, то есть относятся к строительной организации и делятся на более мелкие составляющие. Дальнейший анализ и непосредственно идентификация экологических аспектов позволяет сделать вывод, что вид деятельности - это этапы строительства.
Помимо упомянутых этапов строительства следует выделить аварийные ситуации, которые могут быть связаны как с одним из этапов строительства, так и с эксплуатацией трубопровода. Последствия аварии на газопроводе могут повлечь более тяжелые последствия для природной среды, чем все строительные работы вместе взятые. Примеры таких аварийных ситуаций — выброс газа, взрыв на газопроводе, возникновение пожара.
Дополнительно следует выделить категорию «все виды работ». К этой группе следует отнести те элементы деятельности организации, которые воздействуют на природную среду на всех этапах строительства. Ярким примером таких видов деятельности является движение строительной техники, без которого невозможно выполнение любого этапа работ.
Под экологическим аспектом понимают элемент деятельности организации, который непосредственно взаимодействует с окружающей средой. Согласно такому определению в качестве экологических аспектов следует считать отдельные строительные операции. Примеры таких операций: движение строительной техники, расчистка трассы под строительство, забор воды для проведения гидравлических испытаний, посев травянистых, укрепление берегов.
Именно при выполнении этих производственных операций происходит взаимодействие с компонентами природной среды. Воздействие на окружающую среду различно у разных работ, но значительная часть из них может быть выражена количественно и имеет четкую пространственную локализацию. Это характерно для воздействий на почвенный покров, растительность, рельеф, поверхностные воды. Последующая оценка воздействий возможна при совместном анализе природных условий и локализации выявленных воздействий. При проведении работ как правило исследуют полосу шириной два километра вдоль оси газопровода, то есть по одному километру в сторону от трубопровода. Полоса такой ширины показывает зону максимального воздействия газопровода на природную среду даже при учете аварийной ситуации. На стадии строительства основное воздействие сосредоточено в пределах полосы 50-100 метров от оси газопровода. При эксплуатации в штатном режиме ширина зоны воздействия сокращается до 10-30 метров.
Периодичность слежения за состоянием природной среды зависит от значительного количества факторов, среди которых можно отметить интенсивность работ, сложность природных условий для строительства, удаленность участка производства работ по экологическому мониторингу. Оптимальным же представляется проведение экологического мониторинга один раз за три месяца. Такая частота позволяет наблюдать все этапы строительства, трансформацию природной среды, в тоже время удается избежать частого повторения картографических сюжетов.
В таблице 2.2 представлен вариант выявления экологических аспектов и результат воздействия на отдельные компоненты природной среды. В данной таблице приведены далеко не все экологические аспекты. Предпочтение было отдано тем, которые оказывают значительное воздействие на природную среду, а также наиболее репрезентативным. На стадии подготовительных работ происходит значительное воздействие на компоненты природной среды. На основе выявленных экологических аспектов удобно составить базу данных, уточнить объемы экспедиционных работ, разработать состав серии карт для обеспечения экологического мониторинга (Каргашин, 2008).
Современное состояние участка строительства
Краткая природная характеристика района строительства позволяет получить первичные данные о районе строительства. Это необходимо также для достоверной оценки масштабов воздействия при проведении строительных работ как на природные комплексы в целом, так и по отдельным компонентам. В административном отношении рассматриваемые участки магистрального газопровода «СРТО-Торжок» находятся на территории Мышкинского района Ярославской области и Кесовогорского района Тверской области.
В тектоническом отношении участок производства строительных работ находится в северо-восточной части Московской синеклизы, осложненной Рыбинско-Любимовской зоной поднятий. Коренные отложения повсеместно перекрыты отложениями морены Московского оледенения, реже - другими генетическими типами образований четвертичного возраста. Мощность моренных образований, преобладающих в разрезе, в полосе прохождения трассы различна, но обычно не менее 15-20 метров. Цитологически эти образования представлены неоднородными песчанистыми суглинками и супесями с довольно большим содержанием гравия, гальки и валунов, изверженных и осадочных пород с частыми линзами и прослоями разнозернистых песков.
При пересечении долин мелких рек и ручьев в верхней части геологического разреза вскрываются аллювиальные, преимущественно песчаные образования с прослоями суглинков и супесей. На большей части территории водораздельные пространства перекрыты покровными четвертичными образованиями, представленными-, преимущественно суглинками, часто лессовидными (Физико-географическое районирование..., 1963).
В геоморфологическом отношении территория производства строительства МГ «СРТО-Торжок» находится в пределах моренной равнины, которая- характеризуется в пределах рассматриваемого участка плоскими, почти не затронутыми эрозией водоразделами. Данная территория характеризуется крупнохолмистым и грядово- холмистым рельефом типа краевых морен, слабо расчлененного эрозией. Рельеф в полосе прохождения проектируемого газопровода характеризуется изменением отметок с повышением на юго-запад (по ходу газа с северо-востока на юго-запад) от 110 м до 185 м. К экзогенным процессам, влияющим на строительство и эксплуатацию участка газопровода, относятся: эрозионные процессы, заболачивание с частичным подтоплением и поверхностным переувлажнением, суффозия.
Гидрологические условия. Реки, пересекаемые МГ «СРТО-Торжок» на рассматриваемом участке, относятся к бассейну реки Волги. Густота речной сети составляет 0,41 - 0,64 км/км2. Коэффициент поверхностного стока равен 0,5 - 0,55, на заболоченных участках он снижается до 0,37. Величина весеннего стока составляет — 120 - 130 мм. Среднегодовая мутность рек района составляет 25 - 50 г/м. Наибольшая мутность наблюдается в период весеннего половодья, наименьшая - в период зимней межени. Реки района имеют древние широкие, хорошо разработанные долины, дно которых выполнено рыхлыми, преимущественно песчаными отложениями. Водоразделы узкие, изрезаны оврагами (Гидрографические характеристики речных..., 1971).
По характеру водного режима реки района строительства относятся к восточноевропейскому типу, для которого характерны четко выраженное высокое весеннее половодье, низкая летняя межень, прерываемая дождевыми паводками, устойчивая продолжительная зимняя межень и устойчивый ледяной покров. Весной на некоторых реках за счет более быстрого подъема воды в притоках наблюдается обратное течение. Магистральный газопровод «СРТО-Торжок» на исследуемом участке пересекает следующие водотоки: р. Корожечна, р. Сутка, р. Ломиха, р. Катка, ручей Пойга, р. Елда, ручей Поясенка. Главной рекой участка является р. Корожечна, общая длина которой составляет 147 км, площадь ее водосбора-1690 км2, расход воды составляет 4,18 м3 /сек. Долина этой реки выражена довольно четко, повсеместно прослеживается пойма и первая надпойменная терраса (Тверская область, 1994).
Характерной чертой описываемой части проектируемого газопровода является высокая плотность участков заболоченных земель и торфяных болот. Общее их количество на участке км. 2440.0 - км. 2466,6 достигает 24, протяженность каждого варьирует от 25-40 м до 340-375 м при суммарной протяженности 2,9 км, что соответствует 11% всей длины участка. Мощность торфа по установленным участкам болот и заболоченностей изменяется от 0,5-0,7 м до 1,3-1,5 м, все они по условиям проходимости приравниваются к болотам II типа.
Климат территории, данной территории умеренно-континентальный со сравнительно теплым, коротким летом и длинной зимой, с устойчивым снежным покровом. Характерной особенностью циркуляции атмосферы умеренных широт является циклоническая деятельность.
Основным фактором, определяющим режим воздушных масс региона, является западный перенос воздуха, обусловленный общей циркуляцией атмосферы. Он существенно изменяется в зависимости от сезона года. В спектре направлений ветра в холодный период года в районе трассы газопровода преобладают юго-восточные, южные и юго-западные румбы (около 50-60% случаев). Средние скорости ветра составляют 4,0 - 4,5 м/с. Наибольших значений они достигают в ноябре-декабре. В теплое время года в розе ветра преобладают южный (14%), а также юго-восточный и юго-западный румбы (16% и 17%). Средние скорости ветра в районе трассы газопровода в теплый период уменьшаются по сравнению с холодным периодом года (Доклад об использовании природных..., 2003).
В годовом ходе температуры воздуха самый холодный месяц - январь, когда средняя суточная температура воздуха над ровными открытыми поверхностями в районе трассы газопровода составляет -10,4С. Средний минимум, характеризующий ночную температуру, ниже средней суточной всего на 2-4С, поскольку в связи со значительной облачностью суточный ход выражен слабо. В январе суточная амплитуда температуры в 60% дней не более 7 С.
Погода зимой изменчива, значительные похолодания сменяются потеплениями, что обусловливает большую междусуточную изменчивость температуры воздуха. Среднесуточная температура воздуха в районе трассы может меняться на ± 3 С. В 30% дней междусуточная изменчивость температуры в январе здесь превышает 4 С, а в отдельные дни составляет 10-15 С. Зимой возможны значительные понижения температуры воздуха, при которых температура воздуха в районе трассы опускается ниже -30 С. Среднее число таких дней составляет здесь 3-4 за зиму, а наибольшее их число наблюдается в январе. Значительные похолодания наблюдаются, как правило, при антициклональной погоде. Абсолютный минимум температуры воздуха, который был отмечен на данной территории, равен - 48С. Ежегодно возможный минимум составляет -32С.
Наряду с резкими похолоданиями возможны и значительные потепления, приводящие к оттепелям. Наиболее значительные оттепели в районе трассы связаны с выходом южных циклонов. С ноября по март многолетнее число дней с оттепелями в данном районе составляет 50. Возможное повышение температуры воздуха (абсолютный максимум) в январе и феврале составляет +6 С. Ежегодно возможно повышение температуры в январе и феврале до +1-2 С. Теплая адвекция зимой приводит к уплотнению снега и уменьшению его высоты, а в начале зимы может привести к его полному сходу. В конце зимы с ней может быть связан ранний сход снежного покрова (в третьей декаде марта).
Циклоническая деятельность является необходимым условием влагооборота, т.к. преимущественно в циклонах совершается осаждение перенесенной с океана влаги. Выпадение атмосферных осадков непосредственно из морских воздушных масс имеет место в основном зимой. Годовое количество осадков в данном районе и на окружающей территории вполне достаточно для увлажнения поверхности и составляет около 650 мм. В холодный период осадки выпадают в основном в твердом виде - 132 мм. Гораздо меньше осадков смешанного типа (68 мм) и жидкого (25 мм). Число дней без осадков равно 27.
Апробирование методики для других территорий транспортирования углеводородного сырья на примере участка газопровода «Починки-Грязовец» в Нижегородской области
Описанная в предыдущем параграфе методика исследования воздействия на природную среду, включая разработку структуры атрибутивной базы данных и поэтапное картографическое представление результатов воздействия строительства трубопроводного транспорта, позволяет использовать накопленные данные для аналогичных исследований
в других регионах. Причем такой подход может быть использован не только для линейной части магистрального газопровода, но и для других объектов нефтегазовой отрасли, прочих линейных сооружений (дороги). Это возможно при- корректировке исходных данных, касающихся особенностей исследуемых объектов и природных условий.
Но сначала следует опробовать данную методику на примере аналогичного сооружения, то есть участка магистрального газопровода, прокладываемого в иных природных условиях. В качестве такого объекта был выбран участок магистрального газопровода «Починки-Грязовец» в Нижегородской области.
В административном отношении рассматриваемый участок магистрального газопровода проходит по территории Арзамасского, Ардатовского и Сосновского районов Нижегородской области. Общее направление трассы на северо-северо-запад. Проектируемый газопровод располагается в одном техническом коридоре с газопроводом Починки-Ярославль. Протяженность участка строительства составляет 68,5 километров.
Участок трассы проектируемого магистрального газопровода Починки - Грязовец начинается на км. 101,6, севернее н.п. Новый Усад и идет на северо-северо-запад, проходит южнее н.п. Васильев Враг, поворачивает на север, следует восточнее населенного пункта. Водоватово, пересекает р. Теша и следует по землям Арзамасского лесхоза. Далее трасса газопровода следует восточнее н.п. Залесье и Венец и-заканчивается на км. 170,1.
В тектоническом отношении территория работ приурочена к северо-западной части Токмовского свода Волжско-Камской антеклизы, осложненного здесь- вторичной структурой Алатырского вала (Асеев, 1959).
Верхняя часть геологического разреза описываемой территории- представлена преимущественно терригенными (глины, алевролиты, песчаники, пески с прослоями- мергелей и известняков) отложениями верхнепермского и юрского возраста; которые1 перекрываются с поверхности различными генетическими,типами (покровные; элювиально- делювиальные, аллювиальные, флювиогляциальные, моренные) песчано-суглинистых образований четвертичного возраста. Залегающие ниже карбонаты казанского яруса и сульфаты- сакмарского яруса пермской системы (в зависимости от рельефа , глубина залегания варьирует от первых метров до 60-70 м) практически повсеместно являются карстующимися (Трубе, 1977).
В региональном гидрогеологическом отношении территория входит в» систему русских артезианских бассейнов и принадлежит восточной окраине Восточно-Русского артезианского бассейна. Мощность водоносных комплексов составляет от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Глубины залегания отдельных водоносных комплексов составляют от нуля до нескольких сотен метров.
Проектируемой трассой газопровода в. пределах участка работ пересекается болото на км 120,73 (протяженность 2115 м), которое отнесено по условиям проходимости к III типу (мощность торфа -5 м, поверхностное обводнение).
Рельеф территории - эрозионно-денудационный. Для- территории характерны обширные, выпуклые, в значительной мере приподнятые водоразделы, склоны которых осложнены хорошо развитой овражно-балочной сетью и гидрографической сетью. Склоны- пересекаемых речных долин осложнены оврагами; промоинами, оползнями и оплывинами. Глубина эрозионных врезов овражно-балочной сети достигает 5-10 м и более (Кригер Н.И., Копосов, 1996).
В соответствии с инженерно-геологическим районированием территории, по условиям развития карстообразовательных процессов территория, пересекаемая, участком проектируемого газопровода, на большей своей части располагается в пределах карстовой области Алатырско-Горьковских поднятий. На водоразделах и придолинных участках этой части территории широко развиты карстовые формы рельефа, представленные воронками, провалами, западинами и т.д.
В, геоморфологическом отношении-территория, пересекаемая .трассой газопровода, располагается на севере западной части Приволжской возвышенности. Её характеризуют приподнятые до высот 200-250 метров междуречные плато, которые расчленены глубоко врезанными широкими долинами (Фридман, 1999).
На междуречье Тёши и Сережи водоразделы ниже и редко достигают отметок200 м. Это соответствует находящейся здесь .седловине между Токмовской системой сводовых поднятий и субширотной Муромско-Шумерлинской депрессионной зоной (Фридман, 1999).
Климат Нижегородской области, где проектируется участок газопровода «Починки-Грязовец» км 101,6 - км 170,1, характеризуется умеренно теплым и влажным летом, умеренно холодной зимой и ярко выраженными сезонами- весны и осени. Рассматриваемая территория находится под преимущественным воздействием воздушных масс умеренных широт, переносимых господствующими западными потоками. Орошение атмосферными осадками происходит главным образом за счет влаги Атлантического океана. За год в среднем выпадает 500-600 мм осадков. Довольно часто сюда вторгаются холодные массы воздуха из полярного бассейна, имеющие малое влагосодержание и низкие температуры. Проникновение теплых континентальных масс с юго-востока Европейской территории вызывает резкое повышение температуры, которое может обусловить ранние и интенсивные весенние оттепели, а позже суховейные явления (Советский Союз..., 1970; О состоянии и охране окружающей..., 2005).
Средняя годовая температура воздуха в пределах рассматриваемого участка составляет 3,6-4,3 С, средняя в январе - -10- -12С, в июле - 18,5-19С. Абсолютный минимум температуры воздуха -43,2 - -44,8 С. Устойчивые морозы длятся более 130 дней, а глубина промерзания почвы в среднем достигает 70 см (наибольшая — 130 см).
Ветровой режим на рассматриваемой территории формируется под влиянием физико-географических особенностей. Здесь циклоническая деятельность является преобладающей в течение большей части года. Перемещаются циклоны в основном по северу Европейской территории с запада на восток, что обуславливает преобладание ветров западной и южной четверти. Эти составляющие ветра в течение всего года сохраняются во всем слое тропосферы. Среднегодовые скорости ветра на этом участке трассы составляют 2,8-3,8 м/сек. Около 10 дней в году скорость ветра может быть более 15 м/сек (География Нижегородской области, 1991).
