Комплексный мониторинг земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса Лепехин Павел Павлович

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Теоретические и методические положения раз вития мониторинга земель сахалинского нефтегазового комплекса 10

1.1 Государственный мониторинг земель: основные понятия, организация и его развитие 10

1.2 Особенности мониторинга земель Сахалинского нефтегазового комплекса и система показалей 20

1.3 Теоретические положения развития комплексного мониторинга земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса 27

1.4 Методические положения и основные принципы комплексного мониторинга земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса 34

Выводы по главе 1 38

Глава 2 Природно-географическая характеристика Сахалина. Анализ природных и техногенных факторов негативного влияния на природную среду 40

2.1 Природно-географическая характеристика, распределение ландшафтов и особенности районов развития Сахалинского нефтегазового комплекса 40

2.2 Анализ природно-техногенных факторов, оказывающих негативное влияние на экологическое состояние земель и окружающую природную среду Сахалина 53

2.2.1 Техногенные факторы и характеристика их воздействия на земли и природную среду 53

2.2.2 Экзогенные факторы, оказывающие негативное влияние на природную среду .61

2.3 Исследование приро дно-техногенных факторов негативного влияния на состояние земель о-ва Сахалин 65

Выводы по главе 2 75

Глава 3. Оценка состояния земель и прилегающих акваторий объектов Сахалинского нефтегазового комплекса 77

3.1 Общие подходы определения индикаторов и показателей комплексного мониторинга земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса 77

3.2 Анализ данных и выбор репрезентативных показателей комплексного мониторинга земель регионального уровня 88

3.3 Оценка современного состояния земель и прилегающих акваторий тестовых площадок объектов СНГК на основе использования наиболее информативных показателей и составление картосхем 97

Выводы по главе 3 129

Глава 4 Содержание и организация комплексного мониторинга земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса 130

4.1 Содержание комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» 130

4.2 Методы и средства обеспечения комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» 134

4.3 Организация комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» 141

Выводы по главе 4 149

Заключение 152

Список литературы 155

Приложение А 180

Приложение Б 181

Приложение В 182

Приложение Г 183

Приложение Д 184

Приложение Е 187

• Особенности мониторинга земель Сахалинского нефтегазового комплекса и система показалей
• Техногенные факторы и характеристика их воздействия на земли и природную среду
• Оценка современного состояния земель и прилегающих акваторий тестовых площадок объектов СНГК на основе использования наиболее информативных показателей и составление картосхем
• Методы и средства обеспечения комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»

Введение к работе

Актуальность. Остров Сахалин расположен на востоке Российской Федерации и омывается водами Охотского и Японского морей, отделен от материка Татарским проливом и проливом Невельского, ширина которого в самой узкой части составляет 7,5 км. Площадь острова составляет 78 тыс. км², вытянут в меридиональном направлении на 948 км, максимальная ширина 160 км, минимальная 26 км. Население составляет – 488,4 тыс. человек. Климат Сахалинской области муссон-ный, характеризуется холодной, но более влажной и менее суровой, чем на материке, зимой и прохладным дождливым летом. За год над островом проходит около 100 циклонов, а в летний и осенний сезоны – на Сахалине господствуют тайфуны, которые сопровождаются штормовыми ветрами до 40 м/с и обильными ливнями. Сахалин обладает густой речной сетью - 61178 рек, большим количеством озер – более 16120 разнообразного происхождения. Для острова характерны опасные геологические процессы: землетрясения, цунами, сели, оползни, вулканическая активность. Географические и климатические условия острова формируют его ландшафты, которые относятся к: Северо-Сахалинской равнине с высотами от 0 до 300 м; средней, горной части острова с характерными среднетаежными ландшафтами и с отметками высот 1000 м и более; в южной части Сахалина сосредоточена основная часть населения острова, ландшафты в этой части являются трансформированными. Таким образом, территория о-ва Сахалин представлена 3-я зонами, показанными на рисунке 1 (по Ивлеву А.И. (1977) с авторскими доработками).

На Сахалине выявлено 80 месторождений углеводородов, в том числе 64 на
суше. В разработке находятся 33 месторождения на суше и 9 на шельфе, в
основном месторождения находятся в северо-восточной части Сахалина, (в
Охинском и Ногликском городских округах). Таким образом, интенсивное

развитие нефтегазовой отрасли на Сахалине приводит к увеличению антропогенного воздействия на его экологические системы.

Инфраструктура в районах нефте- и газодобычи довольно сложная и включает в себя целый комплекс основных и вспомогательных технических сооружений. Только протяженность основных нефте- и газопроводов составляет 1900 км, а площадь лицензионных участков добычи полезных ископаемых на Сахалине достигает 11000 км², а с учетом шельфовой зоны более 22000 км². Эти территории являются территориями повышенной техногенной и экологической опасности.

Следовательно, с учетом важности для страны и региона решения проблем эффективного и экологически чистого использования ресурсов нефтегазового комплекса (НГК), обеспечение мониторинга техногенных объектов НГК, а также прилегающих земель и акваторий является весьма актуальной задачей.

Степень разработанности. На сегодняшний день существует много работ, посвященных вопросам мониторинга земель, окружающей среды, различных природных и антропогенных объектов, которые в той или иной степени отражены в трудах ученых и исследователей: Ю.А. Израэля (1979), И.П. Герасимова (1985), Б.И. Кочурова (1997), А.А. Варламова (2000), С.Н. Волкова (2001), В.В. Вершинина и др. (2009), В.Г. Аковец-кого (2008), П.Я. Бакланова и др. (2011), В.В. Браткова (2011), В.П. Савиных (2009), А.З. Разяпова (2008), Д.А. Шаповалова (2012), П.В. Клюшина (2007), П.С. Русинова (1996), В.А. Широковой (2012) и многих других. К работам, посвященным области изучения и мониторинга территорий прохождения трасс нефте- и газопроводов и объектов НГК можно отнести работы: Ю. Ф. Захарова (1986), А. П. Камышева (1999), С. М. Попова 1995), А. Л. Ревзоны (1998), С.В. Васильева (2003), С.Д. Гановой (2008), Т.А. Барневой (2011), В.Г. Бондура (2012), В.А. Мелкого (2015), А.А. Мурашевой (1998) и др.

Целью диссертационного исследования является комплексный мониторинг земель объектов СНГК с учетом их размещения в прилежащей акватории шельфовой зоны.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1) разработать перечень показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в условиях «материк - шельф»;

1. оценить природно-техногенные факторы, оказывающие негативное воздействие на земли, на которых расположены объекты СНГК на основе статистических, картографических данных и космических снимков Landsat;

2. разработать методику выбора наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в условиях природно-техногенной системы (ПТС) «материк - шельф»;

3. оценить современное состояние земель с учетом прилегающих акваторий, находящихся в зоне влияния объектов СНГК на примере тестовых участков с использованием разработанной методики;

4. составить картосхемы, отражающие изменения состояния земель объектов СНГК в период с 2000 по 2017 гг. на основе разработанной методики выбора наиболее информативных показателей и их применения для оценки состояния земель с использованием космических снимков Landsat 5 и 8;

5. разработать рекомендации по содержанию и организации комплексного мониторинга земель и прилегающих акваторий, находящихся в зоне влияния объектов СНГК с применением наиболее информативных показателей.

Объект исследования – земли и прилегающие к ним акватории шельфо-вой зоны, находящиеся в зоне влияния объектов СНГК.

Предмет исследования – комплексный мониторинг земель объектов СНГК, его содержание и организация на основе формирования и обоснования наиболее информативных показателей.

Область исследования соответствует пунктам паспорта специальности ВАК 25.00.26 – Землеустройство, кадастр и мониторинг земель: 23. Мониторинг земель как научное направление (концепция, методология, технология); системный подход; 24. Научные основы, цели, функции, содержание и организация мониторинга земель (федеральный, региональный и локальный уровни); 25. Обоснование системы контролируемых показателей слежения за состоянием земель.

Научная новизна: 1) предложен новый подход формирования перечня показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»; 2) разработана оригинальная методика выбора наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», основанная на применении программного продукта «Statistica» v.10 для выбора перечня показателей; 3) разработаны картосхемы, отражающие современное состояние земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на основе пред-5

ложенной методики выбора наиболее информативных показателей и использования космических снимков Landsat 5 и 8 периода времени с 2000 по 2017 гг.; 4) разработаны предложения по содержанию и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф.

Практическая значимость работы. Методика формирования перечня наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» может быть использована организациями, осуществляющими мониторинг земель и мониторинг акваторий шельфовой зоны на Сахалине («Сахалин Энерджи», Минприроды и экологии Сахалинской области, ФГУ ГЦАС «Сахалинский», ЗАО «Сахалинземпроект», ОАО «Научно-производственного центра комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов» и др. организации). Материалы цифровой картографической базы «Актуальное состояние земель» объектов СНГК могут быть использованы органами управления муниципальных образований Сахалина, на территории которых размещены объекты СНГК с целью разработки и принятия эффективных управленческих решений по предотвращению и/или ликвидации негативных процессов, для проведения исследований по прогнозированию состояния и проектирования использования земель проектными организациями и органами, осуществляющими надзор и контроль. Предложения по содержанию и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК могут быть использованы при планировании и разработке Программ мониторингов осуществляющими их организациями.

Методология и методы диссертационного исследования. Методологической основой диссертационного исследования являются фундаментальные и прикладные исследования отечественных и зарубежных авторов в области мониторинга окружающей среды, мониторинга земель. В диссертации использованы методы и приемы: абстрактно-логические, картометрические, математико-статистические (с использованием программы «Statistica» v.10), графические, сравнительного анализа для выявления информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» за длительный период времени развития нефтегазовой отрасли на Сахалине. Информационной основой являются нормативные документы Российской Федерации и Сахалинской области, материалы научной и открытой печати, базы космических снимков Landsat, сеть Интернет; материалы конференций, симпозиумов, совещаний, Минприроды и охраны окружающей среды Сахалинской области, ОАО

«Научно-производственного центра комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов»; Доклады о состоянии и об охране окружающей среды Сахалинской области, публикации компании «Сахалин Энерджи» и др. Основными инструментами в исследованиях являлись программные продукты и геоинформационные системы, графический векторизатор, такие как: MapInfo, ERDAS, SASPlanet, GlobalMapper, «Statistica» v.10, ArcGIS, Easy Trace Pro и инструментарий сайта Росреестра pkk5.rosreestr.ru.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика выбора, обоснования и формирования перечня наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК.

2. Оценка современного состояния земель тестовых площадок объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на основе использования наиболее информативных показателей.

3. Картосхемы пространственного анализа состояния земель объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф», полученные по материалам космических сним
ков Landsat 5 и 8 на основе предложенной методики.

4. Предложения по содержанию и организации комплексного мониторин
га земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».

Степень достоверности базируется на всестороннем анализе выполненных ранее научно-исследовательских работ по мониторингу земель и акватории шельфовой зоны, подтверждена обоснованными теоретическими и методическими положениями выбора и формирования перечня наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», его содержании и организации с применением современных технологий сбора и обработки информации.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на конференциях различного уровня: Первая международная научно-практическая конференция «Землеустроительные, кадастровые и геодезические работы. Современные проблемы и инновационные методы их решения» (Москва, 2014); Всероссийская научно-практическая конференция «Земельная реформа и эффективность использования земли в аграрной сфере экономики» (Уфа, 2014); Всероссийская научно-техническая интернет-конференция «Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов» (Тула, 2015); Научно-практическая конференция «Землеустроительные, кадастровые и геодезические работы. Современные проблемы и инновационные методы их решения» (Москва, 2015); Международная научная конфе-7

ренция «Науки о Земле» - МДК-2016-01 – Научные достижения (Москва, 2016), «Золотая Осень» (Москва 2016, 2017 серебряные медали), «Архимед» (Москва, 2017, серебряная медаль). Оформлена и зарегистрирована заявка на изобретение №2017116218 от 11.05.2017 «Способ комплексного мониторинга природной среды». Отдельные результаты диссертационного исследования использованы в качестве обучающего и информационного материала в образовательном процессе по специальности 25.00.26 «Землеустройство, кадастр и мониторинг земель».

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 14 работ общим объемом около 7.0 п. л., в том числе 7 работ в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (233 наименования), содержит 58 рисунков, 36 таблиц, 6 приложений, общий объём 188 страниц.

Особенности мониторинга земель Сахалинского нефтегазового комплекса и система показалей

Российская Федерация располагает крупнейшими природными запасами углеводородов, нефтегазовая отрасль является основной в экономике России. Основные запасы нефти и газа находятся в Западной и Восточной Сибири, на Сахалинском шельфе, в Баренцевом и Карском морях.

Нефтегазовые комплексы занимают огромные территории не в площадном отношении, а, прежде всего, по протяженности, на территории нашей страны эксплуатируется более 1 млн. км магистральных, промысловых и распределительных нефте- газо- и продуктопроводов.

Нефтегазовая отрасль, являясь сложной по структуре, технологическому оснащению, характеризуясь большой протяженностью линейных объектов, транспортирующих углеводородные сырье или продукты их переработки, является одной из экологически неблагополучных. При этом транспортные магистральные системы представляют собой связующие элементы трансграничных энергопотоков. Источниками загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы являются практически все технологические объекты и сооружения, эксплуатируемые в составе нефтегазовой отрасли. Мощное негативное воздействие оказывается при авариях на линейных и площадных источниках. Из статистики следует, что около 55 аварий в среднем в год происходит на различных трубопроводах, транспортирующих углеводородное сырье. На предприятиях добычи, хранения, транспортировки, раздачи и переработки нефти, газа и нефтепродуктов обычными являются утечки, разливы, прорывы и аварии, что приводит к загрязнению окружающей среды и, прежде всего, на земельные ресурсы, а нефть и нефтепродукты являются одними из наиболее опасных и токсичных видов загрязнения [38; 40; 41].

Для обеспечения рационального использования и охраны земель объектов нефтегазового комплекса оценка состояния должна осуществляться на основе данных комплексного мониторинга земель размещения объекта нефтегазового комплекса в природно-техногенной системе (НГК в ПТС) [14; 35], а, следовательно, организация мониторинга, разработка Программы мониторинга должна осуществляться для земель нефтегазового комплекса в природно-техногенной системе (НГК в ПТС) с учетом региональных особенностей и особенностей размещения объектов НГК на территории суши и прилегающей акватории шельфовой зоны моря («материк-шельф») [225].

Инфраструктура в районах нефте- и газодобычи довольно сложная и включает в себя целый комплекс основных и вспомогательных технических сооружений. Главными из них для газовых месторождений являются: промысловые (газодобывающие) скважины предприятия добывающего комплекса, установки комплексной подготовки газа, дожимные газокомпрессорные станции, станции охлаждения газа и др., завод по переработке газового конденсата, газотрубопроводы (разного диаметра), транспортные сооружение (ж/д и автотрассы), объекты коммунальных служб, жилые поселки и др.

На нефтяных месторождениях инфраструктура включает в себя: промысловые (нефтедобывающие) скважины, специальные предприятия добывающего комплекса, установки по перекачке нефти, установки по сжиганию попутного газа, нефте-трубопроводы (разного диаметра и назначения), транспортные сооружения (ж/д и автотрассы), объекты коммунальных служб, жилые поселки и др.

Поэтому в систему мониторинга земель должна включаться вся инженерная структура объекта нефтегазового комплекса, которая и представляет собой природно-техногенную систему объекта НГК, расположенного на территории, характеризующейся природными объектами, характерными только для данной территории, поэтому объект НГК, должен рассматриваться в той природной системе, в которой он расположен, что обусловливает особенность самого объекта НГК и природного объекта, в среде которого размещается объект НГК [14; 28; 69]. Это и определяет особенность формирования комплексного мониторинга земель объектов нефтегазового комплекса, к которой относится и система НГК о-ва Сахалин, кроме этого, для Сахалина добыча углеводородов осуществляется в шельфовой зоне и по трубопроводам подается в систему на суше и распределяется по территории острова и в другие регионы Российской Федерации и другие государства. Такая система находится в тесной взаимосвязи с размещением объектов НГК в шельфовой зоне моря и на суше и требует рассмотрения вопросов ведения мониторинга и получения информации в комплексе для всех природных сред, учета этой информации при оценке состояния земель, проектировании их использования и охраны, прогнозировании состояния земель и природных сред взаимовлияющих друг на друга.

Исходя из представленного анализа, автор считает, что необходимо выполнить выбор актуальных показателей комплексного мониторинга земель объектов НГК, разработать систему их получения, последовательности учета и применения для оценки, прогнозирования и выработки оптимального управленческого решения использования земель объектами НГК, организации комплексного мониторинга за состоянием земель как на территории суши, так и с учетом влияния показателей состояния природных сред шельфовой зоны, в которой размещены объекты НГК и связаны с посредством трубопроводного транспорта с объектами НГК на территории суши, т.е. для системы «шельф-море».

Комплексный мониторинг земель нефтегазового комплекса должен осуществляться на основе применения унифицированных программных продуктов, способов и методов наблюдений, которые обеспечивают его данными из других систем и баз, в том числе обеспечиваемых международной системой глобального экологического мониторинга и морского мониторинга о. Сахалин, с применением современных методов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) [141; 143; 144; 145; 146 - 152].

В своей книге академик В.Г. Бондур приводит множество задач, которые решаются в интересах нефтегазовой отрасли с применением аэрокосмических методов и технологий таких, как [61; 79]:

- мониторинг текущего состояния нефте-, газо- и продуктопроводов;

- определение потенциально опасных участков трубопроводов, в том числе оценка изменения пойм рек, водоемов и болотных массивов;

- мониторинг опасных природных и природно-техногенных процессов при освоении и транспортировке углеводородов, в том числе таких, как землетрясения, сели, лавины, оползни, цунами, тропические циклоны и др.

Мониторинг состояния морской среды включает в себя мониторинги: 1. Выбросов. 2. Сбросов. 3. Донных отложений. 4. Почв. 5. Животного и растительного мира. 6. Морских акваторий. 7. Поверхностных вод. 8. Пляжевых отложений. 9. Рельефа береговой полосы.

Развитие технологий и технических средств дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и обработки полученной информации, позволяет усовершенствовать и разрабатывать новые методики для решения все новых задач в получении достоверной и более точной информации о состоянии и использовании земель и сопредельных сред [19; 69; 79; 76; 84; 138; 139; 142].

В основу особенности комплексного мониторинга земель нефтегазовых комплексов, как уже было отмечено, положен территориальный охват объектами НГК, размещенными в единой природно-техногенной системе «материк-шельф». Показатели, составляющие систему комплексного мониторинга земель должны формироваться с привязкой к определенной территории, обладающей определенным природно-ресурсным потенциалом и пространственным базисом деятельности человека.

Система показателей государственного мониторинга земель насчитывает более 35 комплексных показателей. Основные характеристики мониторинговой информации распределяются по соответствующим федеральным органам исполнительной власти (табл. 1) [29; 76; 80].

Периодичность получения характеристик государственного мониторинга определяется эмпирически по результатам измерений на эталонном образце, на основе которого составлена прогнозная карта. Решение данного вопроса остается открытым и требует своего научного обоснования.

Значительной проблемой мониторинга земель объектов НГК является разработка индикаторов и показателей информационного фонда и структурирование информации в следующие группы [79]:

- первая группа – содержит минимальный набор сведений, необходимых и достаточных для решения общих вопросов;

- вторая группа – создана для решения конкретных вопросов мониторинга и формирует более полные сведения;

- третья группа - охватывает все имеющиеся сведения, как актуальные, так и ретроспективные.

Техногенные факторы и характеристика их воздействия на земли и природную среду

Техногенное воздействие на природную среду может быть представлено как прямое и косвенное. Прямое техногенное воздействие осуществляется хозяйственными объектами и системами при непосредственном контакте со средой [51; 57; 65; 95; 113; 131; 149]. Косвенное техногенное воздействие на природную среду проявляется в результате «цепной реакции», непосредственного контакта между хозяйственными объектами и природной средой [67]. Влияние хозяйственной деятельности человека вызывает ухудшение качественного состояния природной среды, ухудшает экологическое состояние территории. К таким видам хозяйственной деятельности относятся:

Теплоэнергетика. Значительное негативное воздействие на состояние всех элементов окружающей природной среды оказывают теплоэлектростанции. Это, прежде всего, химическое загрязнение, связанное со значительными выбросами в атмосферу таких загрязнителей, как оксиды азота, углерода, диоксид серы, зола. Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются: ОП «Южно-Сахалинская ТЭЦ-1», ОП «Сахалинская ГРЭС», ДОАО «Охинская ТЭЦ», ОАО «Ногликская газо-электростанция», на которые приходится более 90% электроэнергии, вырабатываемой в области [218].

Лесозаготовительная отрасль также оказывает негативное воздействие на природную среду. Отходы производства еще на стадии лесозаготовок достигают 20%, а в лесопильной промышленности достигают 40%. И это на современном этапе развития общества проблемы обращения с отходами одновременно с другими экологическими проблемами занимают одно из ведущих мест в системе экологической безопасности и обеспечения устойчивого развития регионов [54].

Транспорт является одним из самых крупных загрязнителей окружающей среды на территории Сахалинской области. Воздействие транспорта на окружающую среду многообразно и проявляется, прежде всего, в постоянном загрязнении атмосферного воздуха и почв токсичными веществами отработавших газов транспортных двигателей. Загрязнение от автомобильного транспорта в 2016 году составило 59.3 тыс. т (42.9% суммарного выброса от всех видов транспорта) [54].

Предприятия ЖКХ, наравне с другими отраслями народного хозяйства являются источниками загрязнения окружающей среды: поверхностных вод, атмосферного воздуха и поверхности земли. Доля жилищно-коммунального хозяйства, как отрасли производства народного хозяйства, в производстве вредных веществ по сравнению с другими отраслями народного хозяйства Сахалинской области составляет всего лишь 4%, зато доля выбросов вредных веществ в атмосферу ЖКХ достигает 15%.

Лесные пожары, возникающие в связи с климатическими аномалиями и по вине человека, являются еще одной важной причиной сокращения лесных площадей. Так, крупными пожарами 1989 и 1998 гг. были уничтожены огромные площади леса в Охинском, Ногликском и Тымовском районах, 1998 год был одним из самых пожароопасных, площадь пожаров составила около 420 тыс. га. После крупных пожаров сокращается улов нелососевых рыб (наваги, корюшки и других) в заливах Ногликского района. По свидетельствам коренных жителей, эти процессы продолжаются и в настоящее время [171].

Химическое загрязнение. Нефтегазовые комплексы являются одними из самых серьезных воздействий, оказывающих на окружающую среду в районах их размещения. Особую опасность для экосистем представляют поверхностные нефтяные загрязнения, коренным образом видоизменяющие ландшафт (рис. 17).

Основными нарушениями в районах нефте- и газодобычи являются просадки грунта, провалы земной поверхности, затопления и нефтяные загрязнения.

Кроме этого, объекты СНГК оказывают влияние на нерестовые реки, заливы, подземные водозаборы, участки тундры, где расположены оленьи пастбища, негативное влияние сказывается и на жизни коренных малочисленных народов, зависящих от рыбы, дикоросов, оленей и лесной живности.

Суммарный выброс загрязняющих веществ в атмосферу всеми отраслями народного хозяйства Сахалинской области за 2014 год составил 113,226 тыс. т от стационарных источников, а в 2016 году 128,012 тыс. т по данным Росстата, увеличение выбросов составило 14.786 тыс. т [54; 99; 108]. Основной вклад в загрязнение воздушного бассейна вносят районы: городской округ «Ногликский» 22%, городской округ Охинский 10%, г. Южно-Сахалинск 13% (рис. 18) [54].

В статистической информации по Сахалинской области отражено 6552 стационарных источника выбросов загрязняющих веществ (2015г. – 6222), из них 6514 источника принадлежат юридическим лицам (2015г. - 6184).

Наибольшее количество источников выбросов загрязняющих веществ размещено в г. Южно-Сахалинске (1194), в городских округах «Ногликский» (1566) и «Охинский» (1015). В таблице 7 представлена динамика качественного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферу [52-56].

Качество поверхностных вод и донных отложений зависит также от общего состояния хозяйственного использования территории и охраны окружающей среды в Сахалинской области. Качество поверхностных вод о. Сахалин в целом является неудовлетворительным.

По данным доклада «Об экологической ситуации в Сахалинской области в 2015 году» [52-56] большинство поверхностных водоемов по классам загрязненности воды относится к 3 классу (разряд А) и характеризуется как «загрязненные». Существует несколько водоемов, относящихся к 4 классу. Наиболее загрязненными реками остаются реки Охинка, Большая Александровка, Поронай, Черная, Сусуя, Красносельская, Лютога, Бирюкан.

В таблице 10 представлены данные характеристики загрязненности земель [54], основными загрязнителями являются организации по добыче нефти и газа, разработки полезных ископаемых, геологоразведки, строительных работ.

По данным, например, отчетности организации ООО «РН-Сахалинморнефтегаз» следует, что площадь земель и шламонакопителей на территории месторождений, накопленных до консолидации, площадь нефтеза-грязненных земель и шламовых амбаров месторождений Ногликского района составила - 67,07 га; месторождений Охинского района – 87,35 га. Площадь нарушенных земель в 3-4 раза превышает площадь рекультивированных земель.

Учитывая, что по состоянию на 12.01.2015 года, на территории Сахалинской области действуют 883 лицензии на пользование недрами (включая 24 лицензии на шельфе Сахалина), из них 62 лицензии на углеводородное сырье (суша-47, шельф-15), 34 – на уголь, 6 – на благородные металлы и драгоценные камни, 580 – на подземные воды, 1 - черные, цветные и редкие металлы, радиоактивное сырье, 4 - горнохимическое неметаллическое сырьё, 53 лицензии не связанные с добычей полезных ископаемых (суша – 44, шельф – 9), 143 - общераспространенные полезные ископаемые (ОПИ) [52-56], можно предположить, что развитие пользования недрами будет способствовать увеличению площадей нарушенных земель и нефтегазовая отрасль находится в том числе. Деятельность, связанная с нефтегазовой отраслью, оказывает на природную среду негативное влияние, которое является фактически неустранимым, приводит к изменению рельефа местности; трансформации почвенно-растительного покрова.

Кроме антропогенных процессов на состояние земель оказывают значительное негативное влияние природно-техногенные процессы, сочетание природных негативных процессов с антропогенными усиливают отрицательное воздействие на экологическое состояние окружающей среды.

Оценка современного состояния земель и прилегающих акваторий тестовых площадок объектов СНГК на основе использования наиболее информативных показателей и составление картосхем

Северо-восточный Сахалинский шельф разбит на шесть лицензионных участков, для каждого предусмотрен свой проект разработки: «Сахалин - 1, 2, 3, 4, 5, 6» (табл. 21) [114; 222] (Приложение Д).

Общая площадь земель отвода для проекта «Сахалин-1» составила - 28570000 м2, для проекта «Сахалин-2» - 32726000 м2. Осуществляется дальнейшее развитие Сахалинских проектов нефтегазовой отрасли, представленных в таблице 21.

Развитие проектов связано с предоставлением земель для размещения наземных объектов площадных и линейных объектов, а также расположенных в шельфовой зоне моря, тесно связанных в единую систему с объектами, расположенными на материке, которые в комплексе оказывают влияние на состояние экосистем: механические нарушения растительного и почвенного покровов, перераспределение стока воды, загрязнение атмосферного воздуха, снегового покрова, поверхностных и подземных вод, поступление отходов и нефтепродуктов во все природные компоненты, на которые кроме этого оказывает огромное влияние все возрастающее накопление отходов не только производства, но и бытовых отходов. Все изменения, происходящие в природной среде под влиянием хозяйственной деятельности в нефтегазовой отрасли в любом случае, отражаются на экологическом состоянии земель и прилегающей акватории шельфовой зоны.

Для последующего исследования были рассмотрены объекты СНГК на тестовых площадках в кластерах (3 и 5), расположенных в северо-восточной и южной частях острова Сахалин (Охинском, Ногликском и Корсаковском МО).

1. Характеристика Объединенного береговог о технологического комплекса с Дожимной компрессорной станцией (ОБТК ДКС) в 3-ем кластере, в который входит Ногликское муниципальное образование

Территория объединенного берегового технологического комплекса (ОБТК) расположена в МО Ногликском городском округе на удалении 7 км от береговой линии Охотского моря. ОБТК расположен на небольшой возвышенности. Большая часть участка, на котором расположен объект, может быть охарактеризована как открытая болотистая редко заселенная местность с низким растительным покрытием и небольшим количеством деревьев. Только западная и южная границы участка покрыты густым лесом. Вблизи участка объекта ОБТК отсутствуют населенные пункты и местная инфраструктура.

ОБТК – это основной объект по переработке жидких и газообразных углеводородов, поступающих с платформы ЛУН-А, и их подготовка к последующей транспортировке. Стабилизированные нефть и попутный газ, добываемые на Пильтун-Астохском месторождении, объединяются на ОБТК с продукцией платформы ЛУН-А и транспортируются по системе магистральных трубопроводов на производственный комплекс «Пригородное». В границах этого участка были первоначально построены вахтовый поселок строителей и производственная база, которые впоследствии были законсервированы для будущего строительства ДКС, показано на рисунке 40 (а, б, в) [125; 200].

На территории ОБТК было запланировано строительство дожимной компрессорной станции (ДКС) и в 2015 году осуществлены работы по вырубке леса и расчистке участков в рамках подготовки площадки строительства ДКС. На рисунках 41 и 42 дана характеристика территории и местообитаний до начала строительства ДКС на территории ОБТК.

Значительная часть территории строительства ДКС в прошлом неоднократно подвергалась воздействию пожаров, в результате чего болотные почвы на бывших гарях, ныне занятых кустарничковыми сообществами растительности, частично или полностью утратили поверхностные торфяные горизонты [200]. В результате этого трансформации были подвергнуты болотные и лесные сообщества, а проведение лесных рубок привело к трансформации двух участков: Участок вырубки № 1 – 33797 квадратных метров; Участок вырубки № 2 – 55130 квадратных метров (рис. 42). Ранее оба этих участка были заняты местообитаниями формации лиственничных и лиственнично-пихтово-еловых лесов: формация лиственничных и лиственнично-пихтово-еловых лесов.

В период эксплуатации ДКС основными видами воздействия на почвенный покров прилегающих территорий являются: загрязнение почв в результате осаждения загрязняющих веществ от поступающих в атмосферу выбросов ДКС; изменение водного режима почв в местах выпуска очищенных стоков и на участках линейных объектов (рис. 43) [200].

Высокая опасность ухудшения экологической обстановки в системе эксплуатации объектов СНГК объясняется еще и тем, что о-в Сахалин расположен у границы схождения северо-восточной Евразийской и северо-западной Тихоокеанской тектонических плит. Территория ОБТК ДКС относится к зонам с высокой потенциальной сейсмической активностью. С вероятностью один раз в 1000 лет здесь возможно землетрясение силой 9-10 баллов, землетрясения от 3 до 5 баллов случаются на территории острова практически ежегодно [125; 170]. Высокая сейсмичность района реализации проектов является одним из основных неблагоприятных условий для реализации проектов СНГК.

Таким образом, исходя из анализа природно-техногенных процессов, происходящих на территории о-ва Сахалин объекты СНГК находятся в сложных геологических, структурно-тектонических, сейсмических, гидрологических, геоморфологических и климатических условиях, которые оказывают влияние на развитие таких экзогенных процессов как: оползни, сели, ветровая и водная эрозии, подтопление и заболачивание, морская абразия, береговые обвалы и осыпи, овражная эрозия и др. Все эти процессы требуют регулярного мониторинга с целью прогнозирования состояния земель и выработки управленческого решения для предотвращения или устранения развития негативных процессов.

Для осуществления комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» осуществляется оценка их современного состояния с последующим обновлением показателей и составлением карт-схем для наглядного отображения происходящих процессов на отдельных участках размещения объектов СНГК. Набор показателей, полученный в результате статистического анализа комплекса природно-техногенных процессов, действующих на территории острова дополняются показателями, полученными при проведении оценки состояния земель для конкретного объекта СНГК. Для этой цели нами были выбраны тестовые площадки, для которых выполнен расчет индекса деградационной опасности и составлены балльные шкалы оценки каждого показателя для исследуемого объекта СНГК в ПТС «материк-шельф».

Для оценки воздействия объектов ОБТК и ДКС, на которой размещены объекты ОБТК и строящаяся ДКС, была составлена матрица воздействия объектов СНГК на землю и сопредельные среды с учетом показателей для кластера 3 и составления набора комплексных наиболее информативных показателей. Оценка воздействия была проведена по методу балльных оценок, где наиболее значимым воздействиям соответствует 1 балл, наименее значимым – 5 баллов. Арабскими цифрами обозначены простые баллы, римскими – сложные баллы. Интегральная оценка воздействия характеризует степень экологического риска, определяемого от I балла (максимальный риск) до V баллов (минимальный риск). Оценка техногенного воздействия объектов СНГК на компоненты окружающей среды проводилась для различных стадий: С – строительство, Э – эксплуатация, А – аварийные ситуации (табл. 22).

Методы и средства обеспечения комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»

Для полноценного и всестороннего исследования земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» необходимо привлечение широкого спектра средств, методов и технологий, обеспечивающих обработку и анализ большого объема различных данных. С помощью космических средств и компьютерного информационного программного обеспечения, в сочетании с современными наземными методами мониторинга, возможно проводить исследование состояния земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» и происходящих в них процессов для управления этими процессами, обнаружения, предупреждения и предотвращения негативных, неуправляемых изменений, явлений и процессов с созданием наглядной картины современного состояния земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» в виде различных цифровых тематических карт.

Данные космической съемки существенно дополняют результаты проводимых наземных съемочных работ и в последнее время все больше используются при проведении комплексных исследований. Обработанные данные дистанционного зондирования являются важным источником информации о состоянии как исследуемых объектов, так и ближайшего окружения до начала проведения наземной съемки, поскольку имеющихся топографических данных часто недостаточно, либо они требуют детального уточнения и актуализации. Во время проведения наземного комплекса съемочных работ результаты космической съемки сравниваются с данными наземной съемки, в частности топогеодезической, георадарной, лазерной, спектральной и др., и дополняют друг друга.

Такой подход имеет принципиальное значение в предложенном комплексном мониторинге, который позволит осуществлять оценку состояния земель и сопредельных сред, оценку всех проводимых природоохранных мероприятий, оценивать эффективность их действия и возможности выработки и принятия дополнительных мероприятий на основе системы информационного взаимодействия, объединяющей различные приборы, методы, технологии, алгоритмы обработки информации и средства визуализации на базе современных геоинформационных систем.

Предложения комплексного мониторинга объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать применительно к прибрежной территории и прилегающей акватории размещения объектов СНГК. Особенности связаны как с физико-географическими характеристиками региона, муниципального образования, так и с размещением самих объектов СНГК. Система включает стационарные и мобильные контрольные точки с детекторами для измерения параметров и характеристик состояния земель и сопредельных сред как наземными методами, так и дистанционными, центральный контрольный пункт, блоки управления и приемопередатчики прямой и обратной связи контрольных точек с Центральным контрольным пунктом, который позволяет осуществлять надежную передачу, прием, хранение, обработку и предоставление данных в удобном для пользования виде: картографическом, в виде диаграмм, таблиц, докладов, прогнозов, рекомендаций; данных, характеризующих динамику развития изменений в состоянии и использовании земель исследуемых объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» (рис. 55).

Таким образом, Центральный контрольный пункт представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из стандартного лицензионного программного обеспечения и специального программного обеспечения, которое формирует базу данных, отслеживает достоверность информации и сосредоточен на локальном уровне, т.е. на уровне муниципального образования, входящего в единый кластер.

Взаимодействие между держателями информации предусматривается на договорной основе в единой структурной системе обязанностей всех участников документооборота по использованию и состоянию земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».

Методические предложения по организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», представляющие собой совокупность методов и различных инструментов для достижения желаемого результата, позволит исключить возникновение различных мелких самостоятельных и зачастую несовместимых информационных источников. При этом, в организационно-техническом плане локальная система мониторинга (на муниципальном уровне) может быть разделена на подсистемы, позволяющие в последующем формировать сертификаты качественного состояния земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», представленными в таблице 32, для которых мониторинг осуществляется на следующих уровнях: импактном (производственном), локальном, региональном, субрегиональном, федеральном, национальном.

Решение задачи выявления состояния земель и сопредельных сред обеспечивается спутниковыми системами, для повышения точности результатов в отдельных случаях проводятся комплексные наблюдения с использованием различных средств, позволяющих получить достоверную информацию на основе согласованности действий всех участников процесса, исключающих дублирование работ и информацию, полученную наземными методами мониторинга и с использованием различных летательных аппаратов.

Для достижения технического результата используется единая геоинформационная система, в созданном информационном Центре комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», в котором происходит непрерывный сбор данных с контрольных пунктов, материалов дистанционного зондирования Земли и их анализ с использованием статистических программных продуктов для выявления наиболее информационных показателей мониторинга в кластерах с наибольшими значениями факторных нагрузок и показателями де-градационной опасности земель для объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».

Таким образом происходит формирование единой базы с привязкой к реальному времени всех измеряемых параметров, а также обеспечивается различный уровень доступа в зависимости от возможностей абонента, при котором передача данных осуществляется проводным или беспроводным способом в зависимости от удаленности и конструктивно-обоснованного выбора связи объекта с помощью автоматизированной системы управления (АСУ), включающей программно-вычислительные средства и средства построения актуализированных карт территорий исследования состояния земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».

Мониторинговые исследования осуществляют в зонах, сформированных в соответствии с функциональным и природным зонированием, т.е. с учетом конкретных природных условий, рельефа местности, особенностей территории по доминирующим основным факторам природно-техногенного и антропогенного воздействия (табл. 33).

По определяющим факторам кластера негативного воздействия на состояние земель осуществляется выбор наиболее информативных показателей и разрабатывается Программа комплексного мониторинга с использованием современных видов съемок: 1) космической 2) аэросъемки с использованием современных летательных аппаратов (в т.ч. и беспилотных) в видимом диапазоне электромагнитного излучения (ЭИ) или дополнительной (например, параллельной) в невидимом инфракрасном диапазоне ЭИ (например, георадаром «Зонд-10»), позволяющие: определить места утечек углеводородного топлива из подземных и наземных трубопроводов и емкостей хранения; установить границы их подземных накоплений и распространения по поверхности. Данные виды съемок обеспечивают: 1) съемку природных негативных процессов, таких, например, как: заболачивание, засоление, подтопление, деградации; 2) выполнение съемки территорий с очагами пожаров и прошедших пожарами; 3) проведение оценки изменения пойм рек, водоемов, болотных массивов, почвенного покрова, растительности, животного мира и других видов природных сред состояния в ПТС СНГК; 4) отображение их пространственно-временной динамики изменения границ и характеристик природно-техногенных и антропогенных объектов; 5) отражение полученных изменений состояния земель условными топографическими знаками, соответствующими цветами на актуализированных тематических картах исследуемой территории объекта СНГК в ПТС «материк-шельф», в том числе и в 3D модели.