САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Инженерно-строительный факультет

Кафедра Гражданского строительства и прикладной экологии

Доклад по геоэкологии на тему:

Геоэкологическое влияние трубопроводного транспорта
Выполнил студент группы (5015/5)
(Кобзарь Т.А.)
Принял профессор
(Уманец В.Н.)

«____»___________________2011г.

Санкт-Петербург

2011

Введение

Трубопроводы относятся к категории энергонапряженных объектов, отказы которых сопряжены, как правило, со значительным материальным и экологическим ущербом. Многочисленные отказы на технологических трубопроводах, транспортирующих пожаро-взрывоопасные продукты, ядовитые компоненты и токсичные среды, приводят к локальным и масштабным загрязнениям окружающей среды, создают повышенный риск с точки зрения безопасности персонала и населения. Особую остроту приобретает проблема надежности и экологической безопасности в системах магистрального трубопроводного транспорта газа, нефти и нефтегазопродуктов, аммиакопроводов и других продуктопроводов. Отказ магистрального трубопровода, проявляющийся в местной потере герметичности стенки трубы, трубных деталей или в общей потере прочности в результате разрушения, приводит, как правило, к значительному экологическому ущербу с возможными непоправимыми последствиями для окружающей природной среды.

Определяющим критерием экологической безопасности трубопроводов является их надежность — один из основных показателей качества любой конструкции (системы), заключающийся в способности выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные свойства в течение требуемого промежутка времени "жизненного цикла".

Конструктивная надежность как свойство трубопроводной конструкции должно удовлетворять экологическим критериям, поскольку полная или частичная утрата трубопроводом его работоспособности неизбежно сопровождается отрицательным воздействием на окружающую среду. Таким образом, расчетные модели конструктивной надежности трубопроводов должны строиться с учетом экологических ограничений. Количественной мерой таких ограничений должны быть значения предельных допустимых воздействий (ПДВ), оцениваемых по всем компонентам окружающей природной среды, находящимся в контакте с трубопроводом.

Наибольшую потенциальную опасность для окружающей среды представляют магистральные трубопроводы, являющиеся линейно-протяженными объектами с высоким уровнем экологической опасности. Поэтому поиск эффективных путей, направленных на гарантированное обеспечение конструктивной надежности трубопроводов, — весьма актуальная задача с высокой экологической ответственностью.

Влияние трубопроводного транспорта на окружающую среду

Характеристика воздействий на окружающую среду и их последствия

Трассы магистральных трубопроводов прокладываются в различных природно-климатических зонах, отличающихся геологией, геокриологией, гидрологией, географическим ландшафтом, освоенностью, чувствительностью биогеоценоза к антропогенным и техногенным воздействиям, характером и размером их последствий и т. п. При изыскании трасс, строительстве и эксплуатации трубопроводов на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой атмосферы оказывают влияние различные среды.

Причем источниками воздействия могут быть транспорт и строительно-монтажная техника, перекачиваемый продукт (нефть, газ, нефтепродукты) или продукты его сгорания, тепло транспортируемой по трубопроводу среды, конструкция трубопровода и т. д.

Все воздействия можно подразделить на прямые и косвенные, длительные и кратковременные (импульсные). Они могут проявляться в виде механического разрушения, загрязнения, теплового влияния и т. п. Последствия от этих воздействий могут быть первичными и вторичными, обратимыми и необратимыми (нерегулируемыми).

Прямым воздействием на окружающую среду, например, при расчистке и планировке трассы будет нарушение микро- и макрорельефа, а косвенным—сокращение пастбищных площадей. Последствия прямых и косвенных воздействий будут соответственно первичными и вторичными.

В рассматриваемом случае первичные последствия — развитие эрозии, оврагов, термокарста, а вторичные — ухудшение условий питания животных и др.

Примером длительного воздействия на окружающую среду, в частности на грунт, может служить тепловое влияние трубопроводов на многолетнемерзлые грунты.

Загрязнение атмосферы в результате аварийного выброса газа или сжигания нефти характеризуется значительно меньшим периодом воздействия и его можно отнести к кратковременному, или импульсному, воздействию.

Обратимыми последствиями будем называть такие, которые могут быть ликвидированы, а окружающая среда при этом восстановлена до исходного состояния или близкого к нему. Например, растительный покров после окончания строительно-монтажных работ может быть восстановлен посевом аналогичных растений.

К необратимым последствиям следует отнести такие, которые приводят к качественному (трудно восстановимому) изменению окружающей среды, например термокарсты, оползни, деформация русла реки [1].

Классификация компонентов окружающей среды, источников и типов воздействия и их последствий.

Из-за органической связи различных компонентов отдельные источники воздействия оказывают влияние практически на все компоненты окружающей среды одновременно. Это обстоятельство существенно затрудняет проведение дифференцированного анализа влияния каждого из источников воздействия на отдельные компоненты окружающей среды.

На основании изучения воздействий на окружающую среду и соответствующих им последствий при строительстве трубопровода и его эксплуатации рекомендуется выделить следующие взаимосвязанные компоненты: приземной слой атмосферы, почвенно-растительный комплекс (ПРК) и рельеф местности, животный мир, поверхностные и подземные воды. Такая степень детализации позволяет, достаточно полно и определить характер воздействия на каждую компоненту, его последствия и наметить наиболее эффективные мероприятия по охране природы.

Приземный слой атмосферы.

Тип воздействия — загрязнение при эксплуатации трубопроводов.

Источники воздействия—утечки газа через негерметичные соединения или при разрывах газопровода, сжигание нефти и нефтепродуктов, разлитых на поверхности при аварии на нефте- и нефтепродуктопроводах, утечки и испарения в процессе ранения и сливно-наливных операций, пожары на газо-, нефте- и нефтепродуктопроводах и т. д.

Последствия — подавление роста растительности, превышение предельно допустимой концентрации (ОДК) и вредных веществ в воздухе.

Почвенно-растительный комплекс и рельеф местности.

Типы воздействий — механическое и тепловое разрушение, загрязнение.

Источники воздействий — строительно-монтажные работы при прокладке трубопровода и эксплуатация последнего.

Последствия — развитие эрозии, оврагов, оползней, изменение рельефа, активизация криогенных процессов, заболачивание территории, снижение биологической продуктивности ПРК, уничтожение культурных посевов, развитие безлесных ландшафтов.

Животный мир.

Типы воздействия — сокращение и уничтожение кормовых ресурсов, ограничение перемещений.

Источники воздействий — загрязнение и разрушение ПРК и загрязнение воздушной среды, препятствия при миграции: надомные трубопроводы, транспорт и средства механизации. Последствия — сокращение поголовья животных.

Поверхностные и подземные воды.

Типы воздействия — загрязнение, механическое разрушение берегов и русла в створе перехода.

Источники воздействий — утечки нефти и нефтепродуктов из резервуаров при авариях подводных трубопроводов, устройствo береговых и подводных траншей.

Последствия — ухудшение качества воды и условий обитания водных организмов и растений, активизация русловых процессов. [5;1].

Воздействие нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс

Значение нижнего яруса растительного покрова как корма диких и домашних животных, тепло- и влагорегулятора почвы, основного средства против образования оврагов, оползней и эрозии трудно переоценить. Между тем основное воздействие нефти и нефтепродуктов на ПРК при отказах трубопроводов сводится именно к снижению биологической продуктивности почвы и фитомассы растительного покрова.

Характер и степень воздействия нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс определяются объемом ингредиента и его свойствами, видовым составом растительного покрова, временем года и другими факторами. Многие виды сосудистых растений оказываются устойчивыми против нефтяного загрязнения, тогда как большинство лишайников погибает при воздействии на них нефти и нефтепродуктов. Установлено, что наиболее токсичны углеводороды с температурой кипения в пределах от 150 до 275° С, т. е. нафтеновые и керосиновые фракции. Углеводороды с более низкой температурой кипения менее токсичны либо вообще безвредны, особенно их летучие фракции, поскольку они испаряются, не успевая проникнуть через растительную ткань. Высококипящие тяжелые фракции нефти также менее токсичны, чем нафтеновые и керосиновые фракции.

Деградация нефти в грунтовой среде происходит путем биологического окисления микроорганизмами и химического окисления. Значительно ускоряют процесс очищения почвы от нефти дождевые осадки, которые вымывают ее и тем самым снижают концентрацию нефти в верхних слоях почвы [1;4].

Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами в северных районах будет, очевидно, иметь гораздо большие отрицательные последствия, нежели в районах с относительно умеренным климатом. Наблюдающаяся в настоящее время тенденция перемещения центров добычи нефти и газа именно в эти районы в существенной мере определяет важность рассматриваемой проблемы. Низкие температуры воздуха и грунтовой среды, сильные ветры, небольшая продолжительность летнего теплого периода (во время которого активизируются биологические процессы) создают чрезвычайно сложный режим функционирования растительного покрова. Поэтому всякое нарушение этого режима может привести к необратимым процессам. Одним из наиболее опасных в этом случае является загрязнение нефтью грунтовой среды в результате утечек из магистральных нефтепроводов, резервуаров и т. п.

Наряду с указанными явлениями загрязнение нефтью растительного покрова приводит к изменению его теплоизоляционных свойств. Па загрязненных нефтью участках наблюдалось уменьшение альбедо до 50%.

Нередко на болотистых участках трассы разлившуюся по дневной поверхности нефть, сжигают, что приводит к выгоранию леса иногда на значительных площадях. На участках многолетнемерзлых грунтов такие пожары могут привести к развитию криогенных процессов.

Выводы:

• 
  загрязнение почвенно-растительного комплекса нефтью и нефтепродуктами приводит к уничтожению растительного покрова, период самовосстановления которого в северных районов может достигать 10—15 лет;
  
• 
  снежный покров существенно снижает токсичное действие нефти на растительность. Наиболее опасны разливы нефти в период вегетации растений;
  
• 
  наибольшей токсичностью обладают нефтепродукты с температурой кипения 150—275° С (нафтеновые и керосиновые Фракции);
  
• 
  стойкость растений к загрязнению нефтью различна в зависимости от их вида;
  
• 
  скорость биодеградации нефти в почве незначительна; в некоторой степени она может быть повышена добавлением в почву веществ, содержащих азот и фосфор[5].
  

Загрязнение грунтовой среды при утечках нефти и нефтепродуктов

Как уже отмечалось, утечки нефти и нефтепродуктов, возникающие при повреждении магистральных нефте- и нефтепродуктопроводов, резервуаров, а также при сливно-наливных операциях, приводят к загрязнению прилегающих грунтовых участков. В процессе поверхностной миграции (например, с дождевыми водами) и инфильтрации нефть и нефтепродукты загрязняют поверхностные и подземные воды. Самоочищение загрязняемых таким образом сред происходит крайне медленно, что может привести к длительному исключению их из пользования. Как последствия, так и связанные с ними материальные убытки определяются размерами и степенью загрязнения грунтовой среды.

Различие свойств и состояний грунтов, типов утечки, а также характеристик нефти и нефтепродуктов предопределяет многообразие расчетных схем [2].

Можно выделить схемы загрязнения нефтью непроницаемой (малопроницаемой) и проницаемой сред, талых, мерзлых и многолетнемерзлых грунтов. Утечки могут происходить на дневной поверхности (например, при повреждении наземного либо надземного участка нефтепровода, или в результате потери устойчивости и выпучивания подъемного участка нефтепровода из траншеи, или в процессе его ремонта, а также при повреждении наземного резервуара) и ниже ее при повреждении подземного участка нефтепровода без обнажения его или подземного резервуара. Перекачиваемые нефти и нефтепродукты могут быть подогретыми и холодными (обычными).

Процесс загрязнения талой грунтовой среды при утечках нефти на дневной поверхности можно разделить на три последовательные во времени стадии. Первая, начальная стадия характеризуется преимущественно образованием поверхностного ареала загрязнения и незначительной инфильтрацией нефти в грунтовую среду. На второй стадии происходит главным образом вертикальная инфильтрация нефти, и, наконец, третья стадия характеризуется боковой миграцией последней в грунтовой среде.

Использование теории миграции грунтовых вод для описания процесса загрязнения грунтовой среды нефтью и нефтепродуктами осложняется специфичными физическими свойствами этих продуктов — вязкостью, плотностью, поверхностным натяжением, несмешиваемостью с водой и др. Это обстоятельство, по-видимому, и обусловило выполнение ряда исследований по изучению различных случаев загрязнения грунтовой среды нефтью и нефтепродуктами [2].
Загрязнение рек и водоемов нефтью и нефтепродуктами
Река (или водоем) считается загрязненной, если состав (или свойства) воды изменился под влиянием производственной деятельности настолько, что вода стала непригодной для одного или нескольких видов водопользования.

Различают следующие основные виды водопользования: хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и рыбохозяйственное. В соответствии с этими видами водопользования нормируются состав и свойства воды и предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ.

Практически любая авария подводного нефтепровода может привести к утрате водоема как объекта одного или нескольких видов водопользования. Возможные последствия загрязнения усугубляются высокой стойкостью нефти к окислению и токсичностью отдельных се фракций. Нефть, попадая в воду, растекается вследствие ее гидрофобности по поверхности, образуя тонкую нефтяную пленку, которая перемещается со скоростью примерно в два раза большей, чем скорость течения воды. При соприкосновении с берегом и прибрежной растительностью нефтяная пленка оседает па них. В процессе распространения по поверхности воды легкие фракции нефти частично испаряются, растворяются, а тяжелые опускаются в толщу воды, оседают на дно и образуют донное загрязнение.

В результате загрязнения воды нефтью изменяются ее физические, химические и органолептические свойства, что существенно ухудшает условия обитания и воде животных и растении; использование такой воды в культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых целях усложняется. [1;5]

В нефтедобывающих районах источником загрязнения рек и водоемов являются сбросы отработанных и пластовых вод нефтепромыслов.

На судоходных реках систематическим источником загрязнения вод нефтепродуктами являются курсирующие по ним суда, о чем свидетельствуют замазученные шлейфы, остающиеся по траектории их движения, вблизи пристаней и берегов.

Существенно загрязняют реки и водоемы сбросы нефтеперерабатывающих заводов. Следует иметь в виду, что если загрязненность от сбросов нефтепромыслов, судов и нефтеперерабатывающих заводов может относительно легко регулироваться установкой соответствующих очистных устройств, то аварийный выброс нефти и нефтепродуктов при повреждении трубопровода характеризуется во много раз большей (нерегулируемой) концентрацией загрязненности.

Это обстоятельство позволяет считать подводные нефтепроводы наиболее опасным потенциальным источником загрязнения рек и водоемов.

Последствия нефтяного загрязнения рек и водоемов.

Загрязнение воды нефтью, затрудняет все виды водопользования.

Влияние нефти, керосина, бензина, мазута, смазочных масел на водоем проявляется в ухудшении физических свойств воды (замутнение, изменение цвета, вкуса, запаха); растворении в воде токсических веществ; образовании поверхностной пленки нефти и осадка на дне водоема, понижающей содержание в воде кислорода.

Используемые в настоящее время методы очистки воды, устранения нефтяного привкуса и запаха, восстановления прозрачности и цветности, локализации, сброса и удаления нефти позволяют в какой-то мере смягчить последствия загрязнения, ускорить процесс восстановления временно утраченных свойств воды и тем самым обеспечить дальнейшее использование водоемов в культурно-бытовых и хозяйственно-питьевых целях. Однако для рыбного хозяйства водоему может быть нанесен невосполнимый ущерб вследствие высокой чувствительности живых организмов и растительности к нефтяному загрязнению, а также стойкости и токсичности этого загрязнения.

Загрязнение нефтью и нефтепродуктами рыбохозяйственных водоемов приводит к ухудшению качества рыбы (появление окраски, пятен, запаха, привкуса); гибели взрослых рыб, молоди, личинок и икры; отклонениям от нормального развития икры личинок и молоди; сокращению кормовых запасов (бентоса, планктона), мест обитания, нереста и нагула рыб; нарушению миграции рыб, молоди, личинок и икры [5].

Самоочищение рек и водоемов от нефти и нефтепродуктов. Очищение воды от нефти и нефтепродуктов происходит в результате их естественного распада — химического окисления, испарения легких фракций и биологического разрушения микроорганизмами, обитающими в водной среде. Все эти процессы характеризуются чрезвычайно малой скоростью, определяемой главным образом температурой воды. Химическое окисление нефти затрудняется высоким содержанием в ней предельных углеводородов. Окисляются и испаряются в основном легкие фракции, а тяжелые трудноокисляемые фракции нефти накапливаются и затем оседают па дно, образуя донное загрязнение.

Уменьшение массы нефтяной пленки в первые дин после ее образования происходит преимущественно вследствие испарения нефти. В процессе биологического разрушения микроорганизмами нефть и нефтепродукты частично усваиваются ими, а частично окисляются. Известно около 100 видов бактерий, дрожжей и грибков, способных окислять углеводороды. Максимальная активность нефтеокисляющих микроорганизмов наблюдается при температуре воды 15—35° С. С понижением температуры интенсивность окисления резко уменьшается.

Биохимическое окисление нефти сопровождается интенсивным поглощением кислорода воды. В среднем на окисление 1 мг нефти затрачивается от 0,5 до 3,5 мг кислорода. Одним из показателей наличия в воде органических загрязнений и интенсивности их биологического окисления является биологическая потребность в кислороде (БПК), численно равная количеству кислорода, поглощаемого микроорганизмами при биологическом окислении органических загрязнении, содержащихся в 1 л воды.

Биохимическое окисление нефти в водоеме сопровождается непрерывной миграцией тяжелых ее фракций с поверхности на дно и обратно.

Нефтяные отложения на дне водоема в анаэробных условиях (при дефиците кислорода) сохраняются длительное время и являются источником вторичного загрязнения водоемов [1].

Загрязнение приземного слоя атмосферы при эксплуатации магистральных трубопроводов и его последствия

При повреждении газо- и нефтепроводов выделяются различные токсичные вещества. Основными загрязнителями атмосферы являются природный газ, продукты испарения нефти и нефтепродуктов, аммиак, этилен, ацетилен, а также продукты сгорания перекачиваемых углеводородных смесей. Все эти загрязнения относятся к локальным и временным, так как они рассеиваются под воздействием воздушных потоков.

Загрязнение приземного слоя атмосферы оказывает существенное отрицательное влияние на человека и растительность вследствие общетоксического действия перечисленных ингредиентов. Особую опасность представляет загрязнение воздуха вблизи населенных пунктов. В этих случаях возможность наложения или аккумуляции различных загрязнений значительно усугубляет характер последствий.

В отличие от средней полосы загрязнение воздуха в районах Крайнего Севера при прочих равных условиях оказывает более сильное воздействие на природу. Растительный покров в этих районах находится в крайне неблагоприятных климатических условиях. Поэтому всякое воздействие, в том числе и загрязнение воздуха, может привести к угнетению растительного покрова.

Источники загрязнения приземного слоя атмосферы

К основным источникам загрязнения приземного слоя атмосферы при трубопроводном транспорте нефти, нефтепродуктов и газа следует отнести аварийные выбросы газа при отказах и ремонте линейной части магистральных газопроводов и испарение нефти и нефтепродуктов при хранении в резервуарах. Не менее сильным источником загрязнения воздуха являются пожары при возгорании или сжигании транспортируемых продуктов.

Отказы газопроводов наблюдаются при использовании некондиционных материалов (труб, арматуры, сварочной проволоки и т. п.), нарушении технологии строительно-монтажных работ, ремонта и эксплуатации, а также в результате коррозии. Причины отказов эксплуатируемых магистральных газопроводов (в % от общего числа отказов) распределяются следующим образом:

Дефект сварки.....................26,3

Низкое качество строительно-монтажных работ.....7

Низкое качество эксплуатации.............1,8

Коррозия......................52,6

Прочие.......................7

Другим источником загрязнения воздуха являются резервуарные парки, сооружаемые на головных и некоторых промежуточных перекачивающих станциях. В результате сливно-наливных операций, а также суточных колебаний температуры происходит достаточно интенсивное выделение продуктов испарения в приземной слой атмосферы.

В результате только одного большого «дыхания» потери нефти из резервуара объемом 5000 м³ могут достигать 3,5 т. Годовые потери нефти из такого резервуара из-за малых «дыханий» могут составить 30—60 т. Необходимость сливно-наливных операций, неизбежность суточных колебаний температуры окружающего воздуха предопределяют стационарный характер такого загрязнения. Это обстоятельство позволяет локализовать основные источники загрязнения атмосферы в пределах резервуарного парка.

Самопроизвольное возгорание нефти, нефтепродуктов и газа при повреждении линейной части или резервуара, хотя это и случайное редкое явление, однако оно вызывает очень интенсивное загрязнение воздуха [3].

Геоэкологические проблемы, возникающие при строительстве и эксплуатации трубопроводов

Воздействия на окружающую природу при строительстве магистральных трубопроводов

Основные воздействия на природу при строительстве трубопроводов.

1. Сведение растительности в полосе строительства. Вырубка леса и корчевка пней на продольных и поперечных склонах в полосе шириной до 30 м уменьшает устойчивость склонов и способствует активизации действующих оползней и возникновению новых. Особенно заметно это проявляется при корчевке пней взрывами.

2. Срезка грунта на продольных уклонах для уменьшения их крутизны. При этом образуются глубокие выемки на участках значительной протяженности. Эти выемки часто становятся путями сбора дождевых и грунтовых вод. Постоянно действующие стоки, устранить которые очень сложно, размывают грунт на значительную глубину и образуют глубокие промоины. При этом трубопровод оголяется и провисает, т. е. условия его эксплуатации осложняются.

3. Сооружение «полок» на поперечных уклонах и косогорах. Полками называют выемки, устраиваемые на поперечных (к направлению главной оси трубопровода) уклонах, крутизна которых не позволяет работать на них машинам без предварительно подготовленной строительной полосы.

Полки могут устраиваться в виде «чистой выемки» и в виде полувыемки-полунасыпи.

Устройство полки наносит наиболее ощутимый ущерб природе при строительстве трубопроводов в горах. Этот ущерб выражается в следующем. Резкое нарушение рельефа местности, обострение оползневых процессов и возникновение новых оползней в местах, где они не могли возникнуть в течение десятков и даже нескольких сотен лет. Это объясняется снижением запаса устойчивости склонов в результате выемки грунта и усиления силового воздействия фильтрационного потока в коренном грунте. Имеются примеры, когда вновь образовавшиеся оползни захватывали десятки гектаров площади, вовлекая в движение сотни тысяч кубометров грунтовой массы.

Полки становятся путями движения дождевых, снеговых и подземных вод, выходящих на поверхность через боковую их грань. В результате образуются промоины, которые разрушают полки.

4. «Временные» перекрытия балок и ручьев для проезда строительной техники. Эти «временные» перекрытия довольно часто остаются и после окончания строительства. Они препятствуют прохождению дождевых стоков и способствуют разрушению склонов балок.

5. Загрязнение строительной полосы отходами строительного производства (тросы, обрезки труб, битум, полимерные покрытия и т. п.).

Влияние многих воздействий можно существенно уменьшить и даже устранить при правильной организации и технологии работ и более качественном проектировании [1].

Взаимодействие трубопровода с окружающими породами

В процессе эксплуатации трубопровод подвержен воздействию не только перекачиваемого продукта, но и окружающей по среды: грунтовой и биологической коррозии, давлению оползающих грунтов.

Для трубопровода, уложенного на полках вдоль склонов гор, наиболее опасно давление грунта, оползающего в направлении, перпендикулярном к главной оси трубопровода. Одни оползни проявляются сразу, в процессе строительства, другие — через много лет после его окончания. Но от этого они становятся еще опаснее, так как кажущееся благополучие не способствует своевременному принятию защитных мер.

Оползание грунта в направлении главной оси трубопровода менее опасно, но при большой длине уклона оно также может привести к разрыву труб.

Поэтому при строительстве в горах в отличие от нормальных условий (равнины с сухими плотными грунтами) совершенно необходим расчет прочности трубопровода не «вообще», а на каждом характерном участке с учетом ожидаемого взаимодействия трубопровода с окружающей средой. Конечно, это усложняет проектирование, но зато гарантирует более высокий уровень надежности трубопровода и уменьшает вероятность отрицательных воздействий на природу[1;5].

Влияние строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов на животный мир

В процессе строительства и эксплуатации магистральных газо- и нефтепроводов причиняется определенным утери животному миру—одному из компонентов окружающей среды. Освоение отдаленных, ранее недоступных территорий, разработка нефтяных и газовых месторождений и прокладка трубопроводов могут привести к нарушению установившегося динамического экологического равновесия и природе.

Как показывает опыт, прокладка трубопровода оказывает отрицательное воздействие в основном па крупных животных. Поэтому дальнейшее изложение касается главным образом влияния строительства и эксплуатации трубопроводов на животных северных районов, в частности на диких и домашних оленей.

Совокупность факторов (воздействий), оказывающих отрицательное влияние на животных при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов, можно условно подразделить на прямые и косвенные. К прямым воздействиям относятся создание искусственных препятствий на миграционных путях, шумы транспортных (наземных и воздушных) средств, а также бесконтрольный отстрел диких животных; к косвенным воздействиям — сокращение пастбищных площадей в результате развития эрозионных и криогенных процессов, механического повреждения растительного покрова, а также загрязнение атмосферы, грунтовой среды и т. п.

Значительные нарушения почвенно-растительного слоя обусловлены движением тяжелых транспортных средств. Установлено, что в результате повреждения растительного покрова происходит смена лишайниковых осоковыми. Лишайники являются зимним кормом для оленей, доступ к которому в это время затруднен. Следовательно, нарушение растительного покрова приводит к сокращению кормовых запасов для северных оленей в зимнее время.

Значительный ущерб продуктивности растительного покрова наносится загрязнением грунтовой среды нефтью и нефтепродуктами в результате их утечки при повреждении нефте- и нефтепродуктопроводов. Вследствие высоком токсичности и стойкости нефтяного, загрязнения пораженные площади оказываются длительное, время непригодными для произрастания растений.

Влияние искусственных препятствий на миграцию животных. Искусственные препятствия, затрудняющие сезонные миграции оленей, создаются прокладкой надземных, наземных и полуподземных магистральных трубопроводов , линий электропередач, автомобильных и железных дорог и других протяженных сооружении. Животные скапливаются перед такими препятствиями в огромные стада.

Как установлено наблюдениями, дикие олени пользуются традиционными летними и зимними пастбищами и путями миграции, формируемыми длительное время. Искусственные же препятствия либо удлиняют продолжительность миграции, либо обусловливают смену или маршрута движения, или пастбища. В любом случае вероятность гибели взрослых оленей и телят резко увеличивается из-за неосвоенности маршрута, что, безусловно, сказывается на численности оленей (Рис. 23).

В тех случаях, когда передвижение по привычному маршруту затруднено, животные выбирают в дальнейшем новый маршрут, позволяющий преодолеть (обойти) создавшееся препятствие.

Устройство переходов трубопроводов на пересечениях с миграционными путями диких животных. При проектировании трубопроводов особое внимание следует уделять изучению традиционных маршрутов миграции, районов летних и зимних пастбищ. Переходы через трубопровод необходимо устраивать только в местах пересечения с маршрутами передвижения оленей. Причем окрестности перехода должны быть по возможности свободны от временных городков строителей, а также от дорог.


Рис.2. Влияние прокладки газопровода на миграцию оленей:

1,4-летнее и зимнее пастбища оленей; 2-маршрут весной; 3- осенью и весной.
Устройство перехода под трубопроводом, по-видимому, менее эффективно, чем над заглубленным в землю или обвалованным трубопроводом. Во-первых, потому, что при наземной прокладке трубопровода пролет между опорами в зависимости от диаметра составляет от 15 до 50 м, что явно достаточно для того, чтобы не вызвать беспокойства оленей; во-вторых, трубопровод необходимо устанавливать на более высоких опорах (по сравнению с обычными участками), что значительно усложнит монтаж трубопровода, особенно большого диаметра; в-третьих, как показывают наблюдения, животные опасаются переходить даже под более высоко расположенными по сравнению с надземными трубопроводами линиями электропередач. Поэтому целесообразнее в этом случае заглубленная схема перехода или в виде обвалования. Причем участки заглубления (обвалования) должны быть длиной не менее 60—100 м (по 30—50 м в обе стропы от миграционного пути). В этих же целях не следует располагать проезжие дороги вблизи от пастбищ [1].

Мероприятия по охране окружающей среды в период эксплуатации

Даже если строители выполнили работы с учетом всех предъявляемых к строительству трубопроводов требований, минимальный ущерб природе в последующие годы может быть нанесен только при условии тщательно продуманной организации службы наблюдения за всеми изменениями в состояниях трубопровода и местности вдоль всей трассы.

В службе эксплуатации трубопровода должна быть организована группа изучения состояния вдольтрассовой полосы и прилегающих к ней участков местности и самого трубопровода. Эта группа должна располагать всем необходимым оборудованием и приборами контроля, позволяющими улавливать самые незначительные изменения в состоянии как трубопровода, так и окружающей его среды.

В функции указанной группы входит изучение состояний окружающей среды, эксплуатируемого трубопровода и защитных сооружений.

Аэрофотосъемка совершенно необходима для выявления крупных нарушений естественного равновесия прилегающих к трассе трубопровода грунтовых масс.

Съемка полосы шириной до 1 км позволяет очень точно определить очертания действовавших и действующих оползней по таким внешним признакам, как четко очерченная граница оползня, устанавливаемая как ясно видимая линия отрыва оползающего грунта от неподвижного. Характерны для оползневых массивов такие признаки как «пьяный лес», т. е. лес, в котором деревья наклонены в разные стороны вследствие деформаций грунта.

Аэрофотосъемка трассы должна выполняться один раз в два-три года. Кроме того, требуется проводить внеочередные съемки после каждого, даже незначительного землетрясения. Обнаруженные при очередной съемке оползневые участки должны повторно фотографироваться не реже одного-двух раз в год с целью выяснения изменений общего характера в геле оползня. Прежде всего необходимо точно установить размеры оползня.

С помощью аэрофотосъемки выявляются оползни, движущиеся вдоль оси трубопровода. Такие оползни менее опасны для трубопровода, но, как было показано выше, они могут способствовать его разрушению.

После выявления оползающих и неустойчивых массивов грунта проводится изучение трассы трубопроводов с помощью различных приборов и инструментов. При этом точно определяются глубина тела оползня, скорость его движения и физико-механические характеристики грунта. На основании полученных данных составляется прогноз развития оползающих участков. Определив по данным аэрофотосъемки или по визуальным наблюдениям на местности границы оползня в плане, обозначают их специальными знаками, по которым в дальнейшем контролируют изменение границ оползня.

Поскольку оползень представляет наибольшую опасность для трубопровода, в его створе проводят самые детальные измерения: определяют глубину и скорость движения оползня, а также физико-механические характеристики грунта [4].

Для определения скорости движения оползня должны быть установлены постоянные (несмещающиеся) реперы в устойчивом зоне, а на поверхности оползня (желательно па 2—3 м выше оси трубопровода) — временные реперы. Временные реперы привязываются к постоянным и но изменению плановых и высотных отметок временных реперов определяют скорость движения оползня. После установки реперов измерения проводят не реже одного раза в пять дней, а затем по мере необходимости, но не реже одного раза в месяц.

В развитии оползней можно выделить четыре стадии:

-перенос элементов, составляющих склон;

-вязкое течение грунта без нарушения его сплошности;

-нарушение сплошности грунта;

-перемещение отделившихся грунтовых масс.

Получив необходимые данные, группа изучения выполняет сама или поручает проектной организации расчет прогноза состояний оползня и трубопровода.

Меры по предотвращению разрушения трубопровода можно подразделить на экстренные, срочные и долговременные.

Экстренные меры принимаются немедленно, срочные — в течение одного месяца, долговременные — в расчетный срок безопасного нахождения трубопровода в оползне. Экстренной, наиболее действенной мерой является вскрытие трубопровода с целью снятия усилий от давления оползающего грунта.

Комплекс работ, выполняемых группой изучения состояния трубопровода, заключается в своевременном выяснении отклонений последнего от проектного положения и в подготовке рекомендаций по составлению технологических карт текущего и капитального ремонтов трубопроводов и сооружений, обеспечивающих их эксплуатационную надежность. Особое внимание следует уделять изучению напряженного состояния труб и состоянию их изоляции. Выход из строя водоотводных сооружении приводит к размыву труб, к образованию новых оползнем, а выход из строя заранее подготовленных путей стока нефти при разрушении нефтепроводов — к тому, что при аварии нефть, уходит в близлежащие реки и водоемы, что совершенно недопустимо. Поэтому при обнаружении мест потенциальных paзрушений необходимо принять срочные меры к обеспечению стока продукта в нужном направлении. Это позволит снизить тяжелые последствия для окружающей среды.

Заключение

Трубопроводные конструкции и системы находят широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Трубопроводный транспорт обладает низкой себестоимостью, непрерывностью процесса перекачки, возможностью повсеместной укладки и т.д. Однако, наряду с преимуществами существуют и недостатки, связанные с загрязнением окружающей среды вследствие утечки нефти, газа и других продуктов. Необходимо вести экологический контроль, главными функциями которого являются:

• 
  количественная оценка исходных природно-климатических параметров, определяющих характеристику биогеоценоза осваиваемой территории до активного воздействия на нее техногенных факторов;
  

• 
  количественная оценка антропогенного изменения биогеоценозов под воздействием строительного и эксплуатационного техногенеза.
  

К наиболее эффективным средствам экологического контроля по обоим рассмотренным направлениям относится мониторинг, реализуемый службами наземного и аэрокосмического наблюдения. Кроме того, повышенную нормативность обеспечивают средства измерительного контроля [2].

Комплекс исследований по охране окружающей среды при трубопроводном строительстве и транспорте должен включать:

• 
  анализ последствий различных нарушений и загрязнений на компоненты окружающей среды;
  
• 
  анализ конструктивных и технологических решений, уменьшающих воздействия на окружающую среду;
  
• 
  методы и средства ликвидации отрицательных последствий;
  
• 
  методику оценки ущерба, наносимого окружающей среде в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов;
  
• 
  методику выбора оптимпльных инженерно-технических решений магистральных трубопроводов с учетом охраны окружающей среды.
  

Таким образом, решение геоэкологических проблем окружающей среды заключается в определении совокупности мероприятий, методов, средств, которые минимизируют, в том числе исключают полностью возможные воздействия и их последствия в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов [1].
Список использованной литературы
1. Бородавкин П.П., Ким Б.И. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1981.-160 с.

2. Кармазинов Ф.В. и др. Вода, нефть, газ и трубы в нашей жизни. М.: Наука и техника, 2005.-296 с.

3. Мазур И.И. Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышленности. М.: Недра, 1991.-279 с.

4. Офенгенден Н.Е. Промышленный трубопроводный транспорт. М.: Стройиздат, 1976.-120 с.

5. Телегин Л.Г. и др. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов. М.: Недра, 1988.-188 с.