ОАО «ТОМСКНИПИНЕФТЬ ВНК» - 20 ЛЕТ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
/
Щй'
. 1 .f -¿л ■
© Коллектив авторов, 2006
УДК 502.55(204):622.276
Методика установления водоохранных зон для верховых болот на территориях нефтяных и газовых месторождений
А.Г. Гендрин, Г.Г. Румянцева, Ю.П. Мыльников (ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК»), В.П. Колмогоров, М.П. Щеголихина, С.В. Квашнина (ООО «Нефтестройизыскания»)
При существующем уровне технологий обустройства и эксплуатации нефтегазовых месторождений определение водоохранных зон и прибрежных защитных полос поверхностных водных объектов оценивается как важнейшее природоохранное мероприятие, входящее в систему приоритетов региональной политики природопользования. • Размеры водоохранных зон определяются действующим нормативным документом [1]. Для природно-климатических условий Западной Сибири особую значимость приобретает задача установления таких зон для болотных массивов. Решение ее осложняется отсутствием в действующем Положении [1] рекомендаций и проектных норм для условий Западной Сибири. Это затрудняет разработку проектов водоохранных зон, а также проектных документов на разработку и обустройство месторождений нефти и газа. При методически необоснованном и нерациональном решении задачи установления водоохранных зон верховых болот большая часть территорий месторождений может оказаться в пределах именно этих зон.
В 2001-2004 гг. в ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК» разработаны проекты водоохранных зон и прибрежных защитных полос водных объектов месторождений ОАО «Томскнефть» ВНК. Комплект проектных документов зарегистрирован во ВНТИЦ [2, 3], основы методики установления водоохранных зон для болотных массивов опубликованы в работах [4, 5].
Методические аспекты установления водоохранных зон для верховых болот
Придерживаясь положений ландшафтно-гидрологического анализа [6], для установления водоохранных зон верховых болотных массивов мы применили методические подходы, основанные на определении гидрологических характеристик микроландшафтов болотных систем. Гидрологическая характеристика болотных массивов получена по материалам инженерно-экологических изысканий, проводившихся ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК» в 2001-2004 гг., данным дистанционного зондирования, а также с учетом результатов экспедиционных воднобалансовых исследований Западно-Сибирской экспедиции Государственного гидрологического института [7-9].
Применительно к задаче установления водоохранных зон дешифрирование аэрофотоснимков и космических снимков заключалось в использовании прямых и косвенных дешифриро-вочных признаков для определения характеристик микроландшафтов болотных массивов и внутриболотных водосборов. Ука-
About the establishment of water protection zones upper marshy tract systems of oil and gaz fields
A.G. Gendrin, G.G. Rumiantseva, Yu.P. Mylnikov (TomskNIPIneft VNK ОАО), V.P. Kolmogorov, M.P. Schegolikhina, S.V. Kvashnina (Neftestroyizyskanya ООО)
In this paper on the example of the territory of ОАО "Tomskneft VNK" operation, the ability of technical approaches based on hydrologic properties of marshy system micro-landscapes to solve the objective stated, is shown. Micro-landscapes possessing equal law of module flowage change along any sink line, which serve as concentration zone of marshy waters drainage, are distinguished within marshy tracts (sedge-Hypnum and Hypnum-sedge, well water-cut hollow-ridge, and lake-ridge microlandscapes) on the basis of information received as a result of air and space image interpretation. Water protection zone is marked starting from the edge of indicated marshy tract micro-landscapes at the adjacent dry territory in compliance with the principles of ongoing regulatory document, the same as for the one for lakes.
занные характеристики получены на основе анализа сеток линий стекания, показывающих направление фильтрационного потока в деятельном и инертном горизонтах торфяной залежи и поверхностного потока в периоды высокого уровня грунтовых вод [8]. Основным индикатором био- и гидрофизических свойств болотных массивов является их растительность в сочетании с различными формами микрорельефа.
Структурные элементы - суходолы, озера, топи, микроландшафты различных типов и их группы - дешифрируются с достаточной достоверностью. Их определение основано на надежных прямых и косвенных признаках дешифрирования аэрофотоснимков и космических снимков. Типы микроландшафтов и их пространственное распределение являются наиболее надежными индикаторами изменения коэффициента фильтрации вдоль линии стекания и соответственно условий их обводнения. Вну-триболотные водосборы практически можно определить только на указанных снимках по сеткам линий стекания.
На начальных этапах проектирования водоохранных зон верховых болот при совместном использовании аэрофотоснимков, спектрозональных космических снимков и данных полевых наблюдений основное внимание уделялось дешифрированию аэрофотоснимков. При этом дешифрирование космических снимков основывалось на богатом методическом опыте дешифрирования аэрофотоснимков, для которого имеются необхо-
Рис. 1. Схема участка Первомайского месторождения
димые инструкции и наглядные методические пособия в виде эталонов дешифрирования [7-9]. Для изучения изображений болот по снимкам, кроме собственных наблюдений на болотных массивах Томской области, использовались результаты геоботанических исследований болотных систем данного района [1014]. В процессе полевых работ уточнялись дешифровочные признаки элементов структуры верховых болотных массивов, проверялись и дополнялись результаты дешифрирования.
В болотных массивах, находящихся в естественном состоянии, выделяются два различных по гидрофизическим характеристикам горизонта [8]: верхний деятельный горизонт и нижний инертный горизонт.
Согласно определениям болотного микроландшафта (или фации) и деятельного горизонта [7, 8], физические свойства этого горизонта в пределах территории, занимаемой одним и тем же микроландшафтом, остаются неизменными. Совокупность постоянных значений названных элементов представляет собой гидрологическую характеристику болотного микроландшафта [8]. Гидрологической характеристикой болотного массива в наиболее общей форме является совокупность зависимостей модуля проточности от характеристик линий стекания на всей территории болотного массива [8].
Водоприемниками болотного стока являются элементы первичной гидрографической сети - ручьи, речки. По данным работы [9] более 50 % стока с болот отмечается по первичной гидрографической сети. Поверхностный сток в ручьях и реках формируется за счет концентрации стока в микроландшафтах, имеющих наибольшие модули проточности. К таким микроландшафтам относятся осоково-гипновые, гипново-осоковые, мохово-тра-вяные, грядово-мочажинные и грядово-озерковые с модулем про-точности 170-240 см2/с, средней многолетней проточностью 5-9 л/(с-км). К группе мохово-травяных микроландшафтов отне-
сены сфагново-осоковый, сфагново-осоково-пушицевый, сфагново-осоково-шейхцерие-вый. Кроме перечисленных микроландшафтов, выделяются мохово-травяные топи [8].
Для выделения болотных микроландшафтов с одинаковым законом изменения модуля проточности использовались спектрозо-нальные снимки Landsat-7 в сезон летней межени. В качестве примера на рис. 1 представлена схема участка Первомайского месторождения, полученная на основе космического снимка. В этот период условия обводненности микроландшафтов болотной системы наиболее сглажены, и значительные различия в растительном покрове отмечаются на снимках в красном видимом, ближнем и среднем инфракрасном диапазонах спектра, так как соответствуют максимальной спектральной яркости растительного покрова (0,63-1,75 мкм). При дешифрировании снимков Landsat-7 использовался цветовой синтез 3,4 и 5 спектральных каналов с пространственным разрешением 30 м, соответствующих красному видимому, ближнему и среднему инфракрасному диапазонам спектра. Снимки обрабатывались в системе ERDAS IMAGINE 8.6. Для обоснования результатов дешифрирования использовались полевые данные по идентификации растительных ассоциаций болот. На основе полученной информации создавались независимые наборы эталонов для микроландшафтов верховых болот. Качество эталонов оценивалось с использованием гистограмм и графиков средних значений спектральных яркостей (рис. 2). Классификация изображений по эталонам проводилась по принципу максимального правдоподобия в качестве параметрического решающего правила.
Таким образом, с учетом приведенных выводов об особенностях формирования стока с болотных массивов и заболочен-
Рис. 2. Диаграмма разделимости микроландшафтов верховых болот в 1 - 5 и 7 спектральных каналах Landsat-7
Рис. 3. Фрагмент карты водоохранных зон на Первомайском месторождении
ных водосборов представляется обоснованной в рамках действующего нормативного документа следующая схема установления водоохранных зон верховых болот.
1. В соответствии с Положением [1] определяются водные объекты - верховые болота, формирующие сток в водосборном бассейне.
2. По материалам дешифрирования аэрофотоснимков, космических снимков и результатам наземных обследований определяются фрагменты болотных массивов - микроландшафты с наибольшими модулями проточности. В пределах их концентрируется болотный сток и формируется поверхностный сток в первичной гидрографической сети.
3. Водоохранная зона устанавливается от границы сильно обводненных микроландшафтов на прилегающей суходольной территории в соответствии с принципами, изложенными в Положении [1], как для озер, в зависимости от площади локальных водосборов выделенных сильно обводненных микроландшафтов. При этом под локальным водосбором микроландшафта понимается часть площади болотного массива, с которой происходит сток болотных вод в микроландшафт.
Проектные решения в условиях Западной Сибири: практический опыт
В 2001-2004 гг. отделом экологии ОАО «ТомскНИ-ПИнефть ВНК» выполнено 20 проектных документов, устанавливающих размеры водоохранных зон и прибрежных защитных полос водных объектов месторождений, расположенных в п
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.