научная статья по теме ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ЗОНЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОСВОЕНИЯ В ПОЛОСЕ ТРАССЫ ГАЗОПРОВОДА НАДЫМ-ПУНГА Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ЗОНЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОСВОЕНИЯ В ПОЛОСЕ ТРАССЫ ГАЗОПРОВОДА НАДЫМ-ПУНГА»

Геоэкология

Пермяков В.Н., доктор технических наук, профессор

Казанцева Л.А., кандидат геолого-минералогических наук, доцент (Тюменский государственный нефтегазовый университет)

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ В ЗОНЕ ИНЖЕНЕРНОГО ОСВОЕНИЯ В ПОЛОСЕ ТРАССЫ ГАЗОПРОВОДА НАДЫМ-ПУНГА

При техногенном воздействии на геосистемы происходят изменения поверхностных условий, усиливаются геологические процессы, которые приводят к повреждениям линейных инженерных сооружений, что приводит к возникновению аварийных ситуаций.

Ключевые слова: геоэкологический мониторинг, магистральный трубопровод, безопасный ресурс, технические системы, гофры, вмятины, задиры, деформация сооружения.

GEOECOLOGICAL MONITORING IN THE AREA OF ENGINEERING DEVELOPMENT PIPELINE NADYM-PUNGA

In anthropogenic impact on geosystems changes of surface conditions, decreasing geological processes which lead to damage of linear engineering structures, which leads to the occurrence of accidents.

Кeywords:Geoenvironmental monitoring, magistralngy pipeline, safe resource, technical systems, corrugations, dents, teases, deformation of a construction.

Техногенные воздействия наносят большой урон природным геосистемам при штатных и аварийных ситуациях в процессе транспортировки углеводородов. Изучение факторов воздействия на природные геосистемы и их мониторинг позволяют прогнозировать и предотвращать аварийные ситуации магистральных трубопроводов.

Освоение месторождений, транспортировка газа приводит к нарушению микрорельефа, удалению растительного покрова, снятию верхних почвенных горизонтов, подтоплению полосы трассы, увеличению сезонноталого слоя, повышению температуры почв и пород, загрязнению окружающей среды.

На Надымском стационаре вдоль трассы газопровода Надым-Пунга, проводятся мониторинговые наблюдения, с помощью которых оценивается современное состояние геосистем и происходящих в них процессов на нарушенных (рис. 1), и на естественных (рис. 2) площадках.

Рис. 1. Нарушенная площадка торфяно-минера- Рис. 2. Естественная площадка торфяно-мине-льного бугра пучения рального бугра пучения

На участках с 2005 года проводится ежегодное измерение температуры почвы на поверхности и на глубине 20см, анализ которых показал, что температура почвы вблизи воды выше (рис.3, рис. 4). На повышение температуры грунта оказали влияние «горячий режим» трубопровода и песчаная поверхность площадок [1]. Повышение температуры грунта приводит к оттаиванию и просадке грунта, что в свою очередь вызывает просадку газопровода.

0 100 200 3« 403 £00 ЬШ 733

М 1:100, Рис. 3. Температура почвы на 20см

М 1:100,

Рис. 4. Температура почвы на поверхности

12.6 1М

12.:

ЗБЗ 4'ЕЗ б'ЙЗ £03 733 833 933

В ходе мониторинга природных геосистем зафиксированы максимальные изменения геокриологических условий под влиянием техногенных нарушений. Выявлено, что на буграх пучения снятие растительного покрова и торфяного слоя, мощностью до 0,2 м, нарушение микрорельефа привело к увеличению глубины сезонного протаивания, повышению температуры почв и пород, появлению термокарстовых просадок и озерков, к понижению кровли мерзлоты, к активному развитию процесса пучения [1].

Особое внимание при проведении мониторинга необходимо уделять процессу пучения. Так как пучение происходит неравномерно на всей протяженности газопровода, то и воздействие на него будет оказываться неравномерно, вследствие чего будет происходить деформация трубопровода. Наибольшая деформация, вплоть до разрушения инженерного сооружения возможна на границе бугра пучения с непучинистой территорией.

Газопроводы на территориях с многолетнемерзлыми породами обычно сооружаются в холодный период. Трубы укладываются в траншеи и засыпаются мерзлым грунтом, поэтому трубы могут свободно смещаться.

Если глубина промерзания грунта будет находиться ниже трубы, то на газопровод будут действовать силы пучения направленные вверх и чем больше будет глубина промерзания, тем большее воздействие будет оказываться на газопровод сверху.

При перемещении трубопровода возникают различные дефекты, такие как симметричный кольцевой гофр (рис. 5,а). и полукольцевой гофр (рис. 5,б), задиры, забоины, которые приводят к возникновению аварийных ситуаций и к нарушению природных систем [3].

а) симметричный кольцевой б) симметричный полукольцевой

Рис. 5. Типы гофров магистральных трубопроводов

Потенциально опасными участками для образования гофров являются горячие участки, арки, всплывшие участки.

Наряду с антропогенными факторами и факторами окружающей среды, при сооружении газопроводов необходимо учитывать эксплуатационные факторы: цикличность давления, температуру, поперечно-продольную деформацию системы «грунт-труба»[4].

Мониторинг природных систем позволяет прогнозировать численные пространственные параметры линейного сооружения, оценивать риски воздействия на окружающую среду и безопасный ресурс технических систем.

Для нормального функционирования газопровода и снижения негативного влияния на природную среду, необходимо проведение мониторинга всех факторов, влияющих на развитие природных геосистем в зоне инженерного освоения, что является практически важным.

ЛИТЕРАТУРА

1. Казанцева Л. А. Пространственная изменчивость ландшафтных и геокриологических условий естественных и нарушенных экосистем северной тайги Западной Сибири// Криосфера Земли, 2007, т. XI, № 2, с. 14-18

2. Казанцева Л. А., Москаленко Н.Г., Бляхарчук Т.А. и др. Комплексный мониторинг северотаежных геосистем Западной Сибири/ / Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012, 207 с.

3. Махутов Н. А., Пермяков В. Н. Ресурс безопасной эксплуатации сосудов и трубопроводов./ / Новосибирск: Наука, 2005,516 с.

4. Махутов Н. А., Пермяков В. Н. Анализ рисков и обеспечение защищенности критически важных объектов нефтегазохимического комплекса. База данных./ /Свидетельство о госуд. регистрации № 2014620429, правообладатель Тюмен. гос. нефтегаз. ун-т; заявка 2013621683, заявл. 11.12.2013; зарегистр. 14.03.2014.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком