Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Воздействие на природную среду транспортировки нефти 17
1.1 Требования законодательства в области исследования и охраны природной среды 17
1.2 Уровень загрязнения природной среды 27
1.3 Основные объекты системы транспортировки нефти 36
1.4 Источники воздействия на природную среду 40
1.5 Характер воздействия на природную среду 46
1.6 Оценка масштабов воздействия 74
1.7 Снижение негативного воздействия 78
Глава 2 Методы анализа альтернатив расположения нефтяной транспортной инфраструктуры 93
2.1 Обзор методов анализа альтернатив 93
2.2 Экспертные методы 117
Глава 3 Характеристика природных условий 157
3.1 Климат 157
3.2 Поверхностные воды 162
3.3 Геолого-геоморфологические условия 180
3.4 Растительность 193
3.5 Животный мир 202
3.6 Морское побережье как особый географический объект 212
Глава 4 Учет влияющих факторов при создании нефтяной транспортной инфраструктуры 220
4.1 Классификация влияющих факторов 220
4.2 Экологические факторы 223
4.3 Гидрометеорологические факторы 241
4.4 Геологические факторы 252
4.5 Военные факторы 255
4.6 Навигационные факторы 256
4.7 Технико-экономические и социальные факторы 258
Глава 5 Критерии и показатели влияющих факторов при создании нефтяной транспортной инфраструктуры 271
5.1 Критерии и показатели экологических факторов . 272
5.2 Критерии и показатели гидрометеорологических факторов 286
5.3 Критерии и показатели геологических факторов . 294
5.4 Критерии и показатели факторов военного характера 298
5.5 Навигационные критерии и показатели 299
5.6 Критерии и показатели технико-экономических и социальных факторов 302
Глава 6 Оценка возможных альтернатив транспортировки нефти морским путем с северной части Тимано-Печорской провинции 315
6.1 Варианты вывоза нефти 316
6.2 Характеристика методов анализа 324
6.3 Ранжирование вариантов нефтяной транспортной инфраструктуры 327
Заключение 370
Литература 382
- Требования законодательства в области исследования и охраны природной среды
- Характер воздействия на природную среду
- Обзор методов анализа альтернатив
- Геолого-геоморфологические условия
Введение к работе
В последние десятилетия европейский северо-восток России привлекает к себе пристальное внимание благодаря открытым месторождениям углеводородного сырья и в первую очередь нефти. Территориально месторождения расположены в Ненецком автономном округе (НАО) и на континентальном шельфе юго-восточной части Баренцева моря в пределах северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (ТПНГП).
История освоения северной части ТПНГП насчитывает без малого четыре десятилетия. Первая нефть в тундре была получена еще в декабре 1966 года [Толкачев, 2002]. После этого здесь по существу и начались планомерные работы по разведке залежей нефти и газа. Вскоре были открыты целый ряд других месторождений к востоку от Печоры.
В восьмидесятых годах начались поисковые работы в Баренцевом море. Вскоре в 1989 году в его юго-восточной части было открыто Приразломное нефтяное месторождение, расположенное примерно в шестидесяти километрах северо-западнее о. Варандей.
На сегодняшний день на суше и в море открыто [Баринов и др., 2001] 76 месторождений (рис. 1), из них 69 нефтяных (в том числе 3 на континентальном шельфе), 6 нефтегазоконденсатных и 1 газонефтяное. Но в разработке находится только небольшая часть из них - менее 10 далеко не самых крупных месторождений.
По предварительным оценкам [Глумов, Маловицкий, 1998] на шельфе Баренцева моря располагается около 30% ресурсов нефти и газа морей России, причем на долю юго-востока Баренцева моря приходится 20% ресурсов нефти и 4.5% газа. Всего разведанные геологические запасы нефти на суше и море оцениваются [Баринов и др., 2001] в 4.7 млрд. т, а извлекаемые - в 1.4 млрд. т. Хотя на шельфе еще не начата добыча нефти и газа, но уже определяются стратегические перспективы этих ресурсов как основа развития топливно-энергетического комплекса России в XXI веке. При благоприятном инвестиционном климате в течение ближайших 10-15 лет северная часть ТПНГП может занять одно из первых мест в России по объемам добычи.
Территория НАО редко заселена, мало освоена и отличается низким уровнем экономического развития. Численность постоянного населения, в том числе и коренного, неуклонно уменьшается и на 1 января 2000 года составляет 45.2 тыс. человек [Нарьян-Мар..., 2000], что для такой огромной территории дает плотность заселения всего около 0.3 человека на 1 км [Атлас Архангельской области, 1976]. Тем не менее, Ненецкий автономный округ является единственным субъектом Российской Федерации на Европейском Севере, в котором естественный прирост населения является положительным, а уменьшение численности в целом происходит за счет миграции. Четверть всего населения, около 12 тысяч человек, составляют представители коренных народов севера - ненцы и коми.
В экономике округа преобладают отрасли народного хозяйства, связанные с использованием природных ресурсов: рыболовство, охота, зверобойный промысел, сельское хозяйство, в котором ведущую роль занимает оленеводство. Промышленное производство после глубокого кризиса начала девяностых годов, начиная с 1996 года, имеет устойчивую тенденцию к росту [Нарьян-Мар..., 2000], причем этот рост обеспечивается главным образом за счет развития топливно-энергетического комплекса. Другие отрасли, представленные в округе - деревообработка, электроэнергетика и пищевая промышленность, вынуждены сокращать производство продукции по большинству показателей.
Падение производства коснулось и сельского хозяйства, в котором занято 17.6% работающих. Уменьшились площади посевных площадей; за счет сокращения поголовья скота в целом уменьшился выход мясомолочной продукции. За последние пять лет ровно на четверть уменьшилось поголовье оленей. С оленеводством связан сам образ жизни коренного населения. Специфика оленеводства состоит в том, что под пастбища используется практически вся территория округа, включая о. Колгуев. Только пойменные участки нижнего течения р. Печоры имеют другое сельскохозяйственное назначение. Часть оленьих пастбищ принадлежит хозяйствам Республики Коми. В течение всего года стада оленей перегоняются с одного участка на другой; с ними по всей территории НАО перемещаются тысячи оленеводов и членов их семей. Интенсивное освоение территории Болыпеземельской и Малоземельной тундры в определенной степени затронет их интересы.
НАО лишь в незначительной степени освоен в транспортном отношении: по состоянию на конец 1999 года на всю его огромную территорию приходится менее 180 км автодорог, из них 134 км - с твердым покрытием. Основные перевозки осуществляются авиационным и водным транспортом. Железные дороги отсутствуют. Зимой строят временные автодороги из снега и льда - так называемые зимники, по которым доставляются грузы в поселки, на буровые и местам строительства. Незначительное для такой огромной территории количество дорог является серьезным препятствием для освоения севера тпнгп.
Не лучше обстоят дела с нефтяной транспортной инфраструктурой. В округе отсутствуют предприятия по переработке нефти, да и потребителей нефтепродуктов совсем немного. Поэтому всю добываемую нефть приходится вывозить за пределы региона. Такая ситуация сохранится и в обозримом будущем, поскольку характерна в целом для страны: из России вывозится 40-45% добываемой нефти и 30-35% производимых нефтепродуктов [Гос. Доклад, 2001].
Поскольку число эксплуатируемых в настоящее время месторождений невелико, проблема транспортировки решается индивидуально для каждого из них. Стандартным подходом к транспортировке является строительство нефтепровода от месторождения до действующего магистрального нефтепровода или создание временных трубопроводов, обеспечивающих перекачку нефти на танкера. Однако по мере введения в разработку все большего числа месторождений количество добываемой нефти будет стремительно расти, и уже сейчас на повестке дня остро стоит вопрос о создании эффективной нефтяной транспортной инфраструктуры для всей северной части ТПНГП, способной в полной мере удовлетворить запросы отрасли.
Существует две принципиально разные возможности вывоза нефти за пределы региона. Если посмотреть на карту месторождений, то можно увидеть, что они распределены по всей территории. Для месторождений, расположенных на юге НАО, представляется целесообразной ориентация магистральных нефтепроводов в южном направлении до соединения с Балтийской трубопроводной системой (БТС), а для северных и морских месторождений ввиду больших расстояний и высокой стоимости строительства коммуникаций, более эффективным будет транспортировка на север, используя танкерный флот. Актуальность северного маршрута может еще возрасти, если ряд стран Европы установят жесткие ограничения на количество танкеров, перевозящих нефть через Балтийское море и Датские проливы.
Реализация проектов создания транспортной инфраструктуры на северо-востоке Европейского Севера осуществляется в сложных природных условиях [Коробов 2000, 20016]. Высокая степень природного риска в целом и экологического в частности в Арктике обусловлена, прежде всего, суровым климатом, наличием многолетнемерзлых пород, большой обводненностью территории, высокой динамикой морских вод, бедностью видового состава флоры и фауны, низкой биомассой растений и животных. По ряду показателей район исследований отнесен к территориям, подверженных природному риску [Осипов, 2001]. Экосистема региона отличается высокой уязвимостью к внешнему воздействию, а ее самовосстановление может занимать многие годы и даже десятилетия. Ухудшение экологической ситуации способно создать угрозу региональной [Белогубова, 2001] и экономической [Татаркин и др., 1997] безопасности региона.
Несмотря на то, что на предприятия нефтедобычи приходится лишь десятая часть промышленных выбросов от стационарных источников и всего 5% образования в промышленности токсичных отходов, в связи с ежегодным увеличением объемов добычи и транспортировки уровень воздействия нефтедобывающего комплекса на окружающую среду из года в год неуклонно возрастает [Гос. Доклад, 2001].
Для северо-восточного сектора российской Арктики самую большую угрозу загрязнения окружающей среды представляет добыча и транспортировка нефти, особенно если аварийные разливы нефти происходят в море. И хотя в Баренцевом море, к счастью, не было аварий на танкерах, масштабы ущерба можно представить по результатам катастроф в других регионах, сходным по природным условиям. Так, во время получившей большой общественный резонанс аварии танкера «Эксон Валдиз» у берегов Аляски в 1989 году в море вылилось более 40 тыс. т нефти. Под действием ветра, течений и волн нефтью было загрязнено более полутора тысяч километров побережья. Погибли около 5 тыс. морских выдр, 200 тюленей, не менее 400 тысяч птиц. Еще через десять лет отмечались изменения в морфологии рыб и птиц [Арктика - мой дом, 1998]. Ликвидации последствий обошлась в сумму более 2 млрд. долларов. В ликвидационных работах участвовало 1400 судов, 35 самолетов, 12000 человек [Ерофеев, 1998].
Большой ущерб живой природе был нанесен при авариях на месторождениях и подводных трубопроводах в Северном море и других частях Мирового океана [Кормак, 1989]. Поэтому добыча и транспортировка нефти и относится к опасным видам деятельности. По классификации Международного Банка Реконструкции и Развития [Инструкция..., 1994] деятельность по освоению нефтяных месторождений по степени возможных неблагоприятных последствий для окружающей среды относится к наиболее высокой категории А и требует полной экологической оценки последствий, которые могут сказываться в течение длительного времени даже после прекращения деятельности и ликвидации предприятия [Абрамян и др., 2002].
Природные условия оказывают существенное влияние на выбор варианта транспортировки. С одной стороны, жесткий климат - низкие температуры воздуха, частые шторма, наличие большую часть года ледяного покрова на море и водных объектах суши, присутствие многолетнемерзлых пород предъявляют повышенные требования к инженерной надежности сооружений и транспортных средств, с тем, чтобы свести к минимуму вероятность аварий и обеспечить комфортные условия для работы и проживания персонала. С другой стороны, бедность видового состава растительного и животного мира приводит к тому, что при поражении хотя бы одного из них могут существенно нарушиться связи между всеми компонентами экосистемы, поскольку пораженное звено естественным образом трудно заменить адекватным ему по значению. Когда же негативному воздействию подвергаются сразу несколько видов, особенно во время техногенных катастроф, изменения в экосистемах могут принять необратимый характер.
По своим масштабам нанесенный ущерб рыболовству, оленеводству, охотничьему промыслу в регионе может измеряться миллиардами рублей. Ухудшение экологической ситуации приводит к росту заболеваемости, которая и так в НАО одна из самых высоких на Севере [Проблемы экологии..., 2002]. Поэтому очень важно при рассмотрении вариантов размещения объектов транспортной нефтяной инфраструктуры учесть все особенности окружающей среды с целью минимизации, или исключения вообще, возможного ущерба местному населению и живой природе.
Для всех без исключения компонентов природной среды характерна пространственная и временная изменчивость, и чем больше рассматриваемая территория, тем больше диапазон изменчивости. Из этого вытекает, что в различных местах территории НАО и акватории омывающих ее морей природные условия в разной степени будут оказывать влияние на объекты транспортной инфраструктуры. То же можно сказать и о влиянии транспортировки нефти на природную среду: чувствительность ее к антропогенному воздействию неодинакова и обуславливается многими причинами - восприимчивостью к нефтяному загрязнению, наличию мест, играющих важную роль в биологии видов, и целым рядом других факторов. Таким образом, природные и экологические условия в значительной мере могут повлиять на решение о выборе трубопроводных трасс и места расположения погрузочных терминалов.
Учет природных и экологических факторов, помимо сохранения среды обитания в первозданном виде, имеет и сугубо экономическую основу. Разработка нефтяных месторождений и создание транспортной инфраструктуры требует больших вложений. Суммарная оценка наиболее крупных проектов по извлечению ресурсов нефти и газа на территории НАО и шельфе Баренцева моря на начало 2001 года оценивается в 25 млрд. долларов [Орлов, 2001]. При этом значительные суммы требуются на создание транспортной инфраструктуры: только строительство морского нефтяного терминала и трубопровода к нему от близлежащих месторождений Варандейско-Адзьвинской группы месторождений, расположенных в восточной части округа, оценивается в 3 млрд. долларов [Поташко, 1999]. Поскольку чем жестче природные условия и выше уязвимость экосистем, тем выше капитальные затраты и эксплуатационные расходы на обеспечение инженерной безопасности и природоохранные мероприятия, и за счет оптимального выбора трасс магистральных трубопроводов и места расположения загрузочного терминала можно существенным образом сократить стоимость проекта. Цена оптимизации - выигрыш в сотни миллионов долларов. Не случайно экологические и природные условия в настоящее время стали неотъемлемой частью менеджмента и маркетинга в отраслях экономики, связанных с природопользованием [Абрамян и др., 2002; Лопатин, 2001].
Отдавая должное этим фактам, законодательством многих стран (и российским в том числе) при проектировании крупных объектов, связанных с крупномасштабным воздействием на окружающую среду, в ходе инвестиционного процесса в обязательном порядке предусматривается рассмотрение нескольких альтернатив реализации намечаемой деятельности.
Таким образом, становится актуальной задача оценки возможных последствий транспортировки нефти для окружающей среды Ненецкого автономного округа и прилегающих морских акваторий и снижение затрат на проектирование, строительство и эксплуатацию объектов, входящих в состав транспортной инфраструктуры.
Целью настоящей работы является исследование влияния природных и экологических условий северо-востока Европейского Севера России на создание нефтяной транспортной инфраструктуры для вывоза нефти из северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции и разработка методологии учета природных и иных факторов при выработке стратегических решений по оптимальному размещению объектов с целью минимизации возможного ущерба окружающей среде и уменьшения стоимости проектирования, строительства и эксплуатации нефтетранспортной системы.
Что же следует понимать под экологическими и природными факторами? Как это не покажется парадоксальным, но до сих пор отсутствует единое толкование терминов «экология» и «природная среда». Уже давно никто не рассматривает экологию как узкую дисциплину, изучаемую взаимодействие видов между собой и окружающей средой (хотя такое определение имеет полное право на существование).
По мере понимания взаимосвязи и взаимообусловленности природных процессов, с одной стороны, и антропогенного воздействия на природу и самого человека границы термина «экология» значительно расширились. В настоящее время отмечается сразу несколько подходов к определению понятия экология [Бахтеев, 2001; Исаченко, 2003; Реймерс, 1992; Риклефс, 1979; Цветков, 2002; Швебс, Позаченюк, 1998; Трофимов и др., 2003 и др.], а именно:
1. Определение экологии по отношению изучаемого объекта к отдельным компонентам окружающей среды. В качестве объекта рассматриваются как живые организмы и их сообщества, так и промышленные объекты. В рамках отдельных научных дисциплин - биологии, географии, геологии и т.д.
изучается взаимовлияние объекта и отдельных компонентов географической оболочки. Чтобы выделить именно этот - покомпонентный аспект исследований, в названия наук стали включать слово экология: биоэкология, геоэкология и т.д.
2. Определение экологии как междисциплинарной науки, изучающей взаимодействие социальных, биологических, абиогенных и техногенных объектов между собой и окружающей средой. При таком подходе экосистемы рассматриваются в целом, а не покомпонентно как в предыдущем случае. Иногда исследования экосистем производится в иерархической последовательности - от простых к более сложным, например, от самых низких таксономических единиц до экосистемы региона в целом.
3. Определение, основанное на прикладном аспекте экологии. Рассматривает влияние любой деятельности человека на все компоненты окружающей среды, включая его самого, а также на культуру и изменение экономических условий. Именно этот подход заложен в нормативные и регламентирующие природопользование документы и требует рассмотрения широкого круга проблем: от способов реализации технических решений до оценки социальных и экономических последствий реализации намечаемой деятельности. Такое толкование экологии позволяет наиболее полно и комплексно рассмотреть влияние антропогенной деятельности на окружающую среду и включает в себя как составные части, приведенные выше другие определения экологии. В качестве синонимов прикладной экологии встречаются термины «инженерная экология» и «охрана окружающей среды», хотя последнее определение несколько шире, поскольку требует организации государственного контроля за природопользованием, разработки комплекса природоохранных мероприятий и правил техники безопасности. Поэтому не все ученые и практики отождествляют эти два определения, что вносит в терминологию определенную путаницу.
Неоднозначность подходов к определению термина «экология» привела к тому, что в настоящее время насчитывается несколько десятков (!) дефиниций этого термина. Более того, в одни и те же определения зачастую вкладывается различный смысл, как это произошло с термином геоэкология, который рассматривается и как «экология географической оболочки», и как «экология геологической среды», и как наука о взаимодействии литосферы и биосферы [Бахтеев, 2001].
Существует, хотя и в меньшей степени, неопределенность и с термином «природная среда». Нередко его отождествляют с понятием «окружающая среда», что даже нашло отражение в названии закона «Об охране окружающей природной среды», принятого в 1991 году (в настоящее отмененного ввиду принятия в 2002 году нового закона). Однако в последнем законе «Об охране окружающей среды» [Об охране окружающей среды, 2002] эти понятия разделены. Согласно этому закону природная среда это совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов. Компоненты природной среды - это земля, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный, животный мир и иные организмы, а также озоновый слой атмосферы и околоземное космическое пространство, обеспечивающие в совокупности благоприятные условия для существования жизни на Земле. Окружающая среда - это совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов. Такое же по смыслу понятие окружающей среды дается и Госстандартом [ГОСТ 14050-99], принятое на основании международных норм: «Окружающая среда -внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие». Следовательно, понятие окружающая среда значительно шире и включает в себя природную среду, техносферу и социальную сферу.
Исходя из приведенных выше определений, под природными факторами мы будем понимать влияние всей совокупности компонентов природной среды на строительство и эксплуатацию технических объектов. Что касается понятия «экология», то в контексте решаемой задачи мы будем исходить из нормативного толкования этого термина, т.е. рассматривать весь круг вопросов, влияющих на изменение окружающей среды. При этом приоритет отдается воздействию на человека, изменению условий его жизнедеятельности и влиянию на биотические компоненты природной среды.
Таким образом, в круг исследуемых вопросов будут включены: естественные компоненты природной среды - атмосферный воздух, недра, водные объекты, ландшафты, растительный и животный мир, загрязнение и нарушенность природных компонент, а также правовые, технические, социальные и экономические условия, влияющие на создание и функционирование нефтяной транспортной инфраструктуры.
Проблема учета влияния природных и экологических факторов на выбор оптимального расположения места расположения объектов нефтяной транспортной инфраструктуры может быть решена по-разному. Наиболее часто сравнение альтернатив производится на основании комплексной эколого-экономической оценки воздействия каждого варианта на окружающую среду, как это принято в практике проведения государственной экологической экспертизы проектных решений. В основу этого подхода положен прогноз последствий реализации проектов на компоненты природной среды и социальную сферу. Однако, вследствие того, что количественная оценка воздействия не всегда возможна, прогноз последствий производится в основном на качественном уровне [Лотош, 1998; Минигазимов, 2002]. Но качественные оценки не совсем удобно сравнивать. Тогда может быть проведено ранжирование вариантов по оцениваемым параметрам. При этом количественные характеристики сравниваются по абсолютным значениям, а качественные - на основании относительных шкал воздействия. Предпочтение отдается варианту, имеющему оптимальный рейтинг. Основным недостатком этой, и построенных на аналогичных принципах, методологий является присущее всякому ранжированию сглаживание частных оценок.
Теоретически данная задача может быть решена многими методами. Ее можно рассматривать как экономическую, управленческую или рискологическую. Экономические методы рассматривают возможные варианты реализации проекта с позиций минимизации затрат и максимизации прибыли и решается методами оптимизации экономических показателей. Математический аппарат для решения этого круга задач детально разработан и в наиболее часто встречающихся приложениях основан на теориях линейного и нелинейного программирования и системном анализе. Управленческие задачи во многом сходны с экономическими. Но они, в силу их основного предназначения -обработки и подготовки информации для лиц, принимающих решения, могут использовать большое количество факторов, не являющихся экономическими. Основным методом исследований управленческих задач является системный анализ. Что касается оценки альтернатив на основе рисков, то здесь еще существует целый ряд нерешенных проблем, что затрудняет формализацию параметров системы. Но отдельные положения теории рисков могут быть использованы в качестве параметров исследуемых сложных систем.
В настоящей работе проблема выбора оптимальной транспортной альтернативы рассматривается как управленческая транспортная задача и решается экспертно-статистическими методами, широко используемыми в теории управления. При этом были разработаны и усовершенствованны некоторые процедуры как анализа проблемы в целом, так и для частных случаев на различных стадиях прединвестиционной и предпроектой документации.
На защиту выносятся следующие положения.
1. Оценка возможного воздействия транспортировки нефти на компоненты экосистемы северной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.
2. Исследование ограничивающих факторов на создание и эксплуатацию объектов нефтяной транспортной инфраструктуры в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.
3. Методология последовательного анализа возможных альтернатив создания нефтетранспортной системы на основе экспертно-статистических методов.
4. Процедуры организации экспертного опроса, оценки качества работы экспертов и использования шкал для расчета балльных оценок показателей влияющих факторов.
5. Рекомендации наиболее перспективных вариантов транспортировки нефти с прибрежных месторождений Ненецкого автономного округа и юго-востока Баренцева моря.
LINK1 Требования законодательства в области исследования и охраны природной среды LINK1 Российское законодательство предъявляет жесткие требования к изучению и охране природной среды при освоении природных ресурсов. Основные направления государственной политики в области охраны природной среды декларированы в Конституции РФ. Статья 9 Конституции устанавливает необходимость охраны земли и других природных ресурсов, их рационального использования; статья 42 утверждает право каждого гражданина на благоприятную окружающую среду и на возмещение ущерба, причиненного здоровью и имуществу экологическим правонарушением; статья 58 обязывает каждого гражданина сохранять природу и окружающую среду.
Основополагающим законом, определяющим основные принципы рационального природопользования, является закон «Об охране окружающей среды», новая редакция которого принята в 2002 году. В соответствии с этим законом, хозяйственная и иная деятельность, оказывающая воздействие на окружающую среду, должна осуществляться на основе следующих принципов: соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду; обеспечение благоприятных условий жизнедеятельности человека; научно обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов человека, общества и государства в целях обеспечения устойчивого развития и благоприятной окружающей среды; охрана, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов как необходимые условия обеспечения благоприятной окружающей среды и экологической безопасности; платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде; презумпция экологической опасности планируемой хозяйственной и иной деятельности; обязательность оценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлении хозяйственной и иной деятельности; обязательность проведения государственной экологической экспертизы проектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан; учет природных и социально-экономических особенностей территорий при планировании и осуществлении хозяйственной и иной деятельности; допустимость воздействия хозяйственной и иной деятельности на природную среду исходя из требований в области охраны окружающей среды; обеспечение снижения негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на природную и окружающую среду в соответствии с нормативами в области охраны окружающей среды, которого можно достигнуть на основе использования наилучших существующих технологий с учетом экономических и социальных факторов; обеспечение интегрированного и индивидуального подходов к установлению требований в области охраны окружающей среды к субъектам хозяйственной и иной деятельности, осуществляющим такую деятельность или планирующим осуществление такой деятельности; запрещение хозяйственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемы для окружающей среды, а также реализации проектов, которые могут привести к деградации естественных экологических систем, изменению и (или) уничтожению генетического фонда растений, животных и других организмов, истощению природных ресурсов и иным негативным изменениям окружающей среды; ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды. Вопросы охраны природных объектов и окружающей среды в целом регулируются рядом законов. Федеральный закон «О животном мире» (1995 год) требует, что «любая деятельность, влекущая за собой изменение среды обитания объектов животного мира и ухудшение условий их размножения, нагула, отдыха и путей миграций, должна осуществляться с соблюдением требований, обеспечивающих охрану животного мира» (статья 22). Этой же статьей требуется, чтобы при размещении, проектировании и строительстве промышленных объектов предусматривались и проводились мероприятия по сохранению среды обитания объектов животного мира и условий их жизнедеятельности. Особо оговариваются требования к объектам животного мира, занесенных в Красные книги: действия, которые могут привести к их гибели, сокращению численности или нарушению среды обитания, не допускаются (статья 24).
Требования к охране атмосферного воздуха регулируются Федеральным законом «Об охране атмосферного воздуха» (1999 год), статья 16 которого гласит: «Запрещается проектирование, размещение и строительство объектов хозяйственной и иной деятельности, функционирование которых может привести к неблагоприятным изменениям климата и озонового слоя Земли, ухудшению здоровья людей, уничтожению генетического фонда растений и генетического фонда животных, наступления необратимых последствий для людей и окружающей природной среды».
Режим водопользования водными объектами - реками, озерами, болотами, подземными водами и акваторией моря, регулируется «Водным кодексом Российской Федерации» (1995 год), обладающим статусом Федерального закона. При попадании водных объектов в зону хозяйственной деятельности, а также при самостоятельном их использовании в различных целях водопользователи обязаны «...не допускать ухудшения качества поверхностных и подземных вод, среды обитания объектов животного и растительного мира» (статья 92). Рядом статей «Водного кодекса» и другими нормативными актами устанавливается ряд ограничений на режим водопользования, а также в зонах, прилегающих к акваториям водотоков и водоемов.
С целью обеспечения сохранности природной среды образуются охраняемые территории, режим природопользования в которых регулируется Федеральным законом «Об особо охраняемых природных территориях» (1995 год). В зависимости от статуса охраняемой территории, на ней, а в определенных законом случаях и вокруг нее, устанавливаются ограничения на хозяйственную деятельность вплоть до полного запрета размещения и функционирования промышленных предприятий.
Российской Федерацией ратифицировано ряд международных конвенций в области охраны окружающей среды. Применительно к теме проводимого исследования наиболее важными являются следующие из них. Географическое положение исследуемого региона не исключает в случае крупных техногенных катастроф вынос ветровыми потоками и морскими течениями нефти и продуктов горения на территорию и в прибрежные воды Финляндии и Скандинавии [Арский и др., 1996; Губайдуллин, Коробов, Беррингер, 1997]. С целью создания надежного международного правового механизма предотвращения негативного влияния одного государства на экосистемы сопредельных государств, в 1991 году Европейской экономической комиссией ООН была принята в г. Эспо (Финляндия) Конвенция «Об оценке воздействия на окружающую среду в трансграничном контексте», подписанная правительством СССР в 1991 году. На морском транспорте состав проводимых организационных, технических и технологических природоохранных мероприятий на судах регламентируются требованиями «Конвенции по предотвращению загрязнения с судов» (1973 год) и Протоколом к ней (1978 год) - МАРПОЛ 73/78 [Международная конвенция..., 1994].
Одновременно с законами РФ действуют еще ряд подзаконных актов (постановления, распоряжения, указы президента, правительства, министров и комитетов РФ), регулирующие практически все природоохранные аспекты намечаемой деятельности. Кроме того, существует множество стандартов, норм, правил и других документов, регламентирующих технические, организационные и экономические вопросы, которые возникают в ходе проектирования и эксплуатации предприятий. Необходимым приложением к этим нормативным актам можно считать «Инструкцию по экологическому обоснованию хозяйственной и иной деятельности», изданную Министерством природных ресурсов России в 1995 году, где изложены экологические требования к предпроектной и проектной документации на строительство объектов хозяйственной и иной деятельности и дан перечень определяемых показателей окружающей среды.
Характер воздействия на природную среду
Воздействие на природную среду зависит от интенсивности загрязнения природных компонент, степени изъятия природных ресурсов и вмешательства человека в естественные процессы жизнедеятельности флоры и фауны [Баринов, Губайдуллин, Коробов, 2001; Губайдуллин, Коробов, Юдахин, 2001; Губайдуллин, Коробов, Сафин, 2002; Коробов, 2000, 2001, а,б; Коробов, Баталов, 2003; Юдахин, Губайдуллин, Коробов, 2002, 2004]. Уровень воздействия определяется общим количеством загрязняющих веществ, частотой выбросов, степенью опасности загрязнителей, механическим и другими видами воздействия, а также изъятием природных ресурсов. Объем изымаемых природных ресурсов - грунтовых материалов, подземных и поверхностных вод, растительно-почвенного покрова и других определяется масштабами строительства и особенностями технологий разработки месторождений и транспортировки нефти. Виды загрязнения Загрязнение природной среды означает [Реймерс, 1992] привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение ими предельных фоновых значений. При транспортировке нефтяных ресурсов происходит загрязнение природной среды, которое можно разделить на следующие основные виды.
Механическое загрязнение. Возникает при непосредственном попадании в природную среду посторонних предметов и материалов. Чаще всего происходит во время строительства, когда образующийся мусор не вывозится со стройплощадок. Наиболее яркий пример механического загрязнения -свалки бытовых и промышленных отходов, использованной тары. При механическом загрязнении нарушаются растительный покров, почвы, условия жизни некоторых видов животных, снижается эстетическая и рекреационная ценность ландшафтов.
Химическое загрязнение. Возникает при попадании в природную среду химических веществ, которые приводят к ухудшению ее качественных характеристик. Попадая в водные объекты, на земную поверхность, в недра и атмосферу, химические вещества могут вызвать мутации, повлиять на органолептические (вкусовые) качества употребляемых в пищу растений и животных, а также привести к гибели объектов растительного и животного мира. Не менее опасны они и для человека, поскольку вызывают ухудшение состояния здоровья вплоть до летального исхода. Многие химические вещества опасны еще и тем, что способны накапливаться в трофической цепи, представляя серьезную опасность для ее конечных звеньев и особенно для человека.
Радиационное загрязнение. Это - превышение уровня радиации выше фоновых значений. Представляет серьезную угрозу всему живому, повышает уровень онкологических заболеваний и мутации. Возникает при утечках радиоактивных веществ в местах их захоронения, использовании строительных материалов с повышенным фоном излучения, и при применении направленных ядерных взрывов для ликвидации аварий на нефтепромыслах. Наряду с химическим является наиболее опасным видом загрязнения.
Биологическое загрязнение. Возникает при искусственном привнесении в данную местность не характерных для нее живых организмов и растений из других регионов. Попадая в иные условия, при отсутствии естественных врагов они могут неконтролируемо размножаться, нанося непоправимый вред местной флоре и фауне. Данное явление получило название «инвазия пришельцев».
Шумовое загрязнение. Возникает при работе механизмов и транспортных средств. Шум оказывает беспокоящее действие на животных и работающий персонал. В первом случае возникает паника, следствием которой зачастую является массовая гибель животных, особенно молодняка; во втором случае развиваются профессиональные заболевания.
Тепловое загрязнение. Локальное увеличение температуры водоемов вследствие сбросов хозяйственно-бытовых и технических вод и воздушного бассейна из-за выбросов газовоздушной смеси приводит к качественному изменению характеристик природной среды. В результате смещаются сроки биологических циклов у животных и растений в сторону более раннего развития. Последствия могут быть как отрицательными, так и положительными. К отрицательным последствиям, в первую очередь, следует отнести раннее развитие молодняка (например, рыб), после чего им трудно бывает обеспечить себя кормом, поскольку другие участки акватории, если можно так выразиться, не готовы к их приему. С другой стороны большая продолжительность вегетационного периода обеспечивает кормами многие виды животных, облегчая им существование, особенно в неблагоприятные сезоны.
Воздействие на компоненты природной среды Воздействие на природную среду методологически можно рассматривать с двух точек зрения: пообъектно и по средам. В первом случае берется какой-нибудь объект, скажем, трубопровод, и рассматривается, как он воздействует на отдельные компоненты природной среды; во втором случае поочередно рассматриваются компоненты среды, и исследуется воздействие всех источников на каждую из них. Последний подход позволяет получить интегральные оценки для сред и обычно используется при разработке предпроектной и проектной документации.
Последствия загрязнения природных комплексов принципиально отличаются при нормальной (штатной) эксплуатации механизмов, систем и сооружений и при возникновении аварийных ситуаций. Под нормальным функционированием системы, согласно [Пособие по оценке воздействия..., 1997] понимается такое ее функционирование, когда коэффициент вариации не превышает 10% регламента или когда экстремальные отклонения могут изменить параметры системы не более чем на 1.5 среднеквадратических отклонений. Аварийной считается ситуация, когда имеет место 2-3 среднеквадратических отклонений от нормы.
Во время аварий залповые выбросы и сбросы поллютантов в природную среду, а также пожары приводят к загрязнению больших пространств в течение короткого промежутка времени, значительно меньшего периода самовосстановления экосистем. Однако не следует недооценивать и загрязнения природной среды во время штатной эксплуатации транспортных систем. При нарушении технологической и производственной дисциплины, а также неточно рассчитанных нормативов предельно допустимых выбросов и сбросов хроническое загрязнение природной среды в течение длительного времени может привести к превышению пределов самоочищения1 природных компонентов, следствием чего будет постепенная, но неуклонная, деградация экосистем.
Обзор методов анализа альтернатив
В соответствие с изложенными в предыдущей главе требованиями природоохранного законодательства и нормативных документов на всех стадиях инвестиционного процесса необходимо рассмотрение нескольких альтернатив реализации намечаемой деятельности. Однако, несмотря на объективную необходимость оценивания альтернатив размещения объектов, до сих пор не существует общепринятых методов их сравнения. Многие из используемых подходов основаны на качественном или полуэмпирическом анализе ситуации. Большое влияние на принятие окончательного решения при этом оказывает геополитическая обстановка в регионе, в результате чего предпочтение может быть отдано далеко не оптимальному варианту. Объективно исключить из рассмотрения второстепенные альтернативы возможно только на основании их численного сравнения между собой по всем рассматриваемым факторам. Такого рода задачи решаются методами многокритериального анализа. Выбор оптимальной альтернативы можно рассматривать как задачу проведения классификации возможных вариантов размещения промышленных объектов и прохождения маршрутов транспортировки. Провести классификацию вариантов можно несколькими способами. Рассмотрим наиболее употребляемые из них.
В основе всех классификаций лежит определение степени сходства исследуемых процессов, объектов и явлений, или, как отметил еще Герберт Спенсер [Спенсер, 1999], определение несходства между ними. Однако эти определения не являются тождественными. При выработке критерия по степени сходства соответствующие критерии устанавливаются из принципа: «различия между классами должны быть не более чем на величину к». Когда принимается подход к разработке критериев, основанный на различиях между классами, то устанавливается принцип «различия между классами должны быть не менее чем величина к», т.е. получается полуоткрытый интервал значений, что может привести к некоторой неопределенности при установлении границ близости. При этом возникает больше оснований задать вопрос: какие обстоятельства еще не учтены? Как следствие обсуждение проблемы может стать менее конструктивным, поскольку в подсознание невольно начинает превалировать мысль о самом факте не включения чего-то в условия задачи, что дает повод уводить обсуждение в сторону от существа исследуемого вопроса. Опытные полемисты, если они являются противниками проекта, могут сместить акценты в сторону обсуждения того, что могло бы быть включено в модель, а не того, из чего она состоит. И если при разработке самой классификационной модели это может принести определенную пользу, то при обсуждении результатов проведения классификации это таит в себе опасность некорректной интерпретации. Поэтому на практике проведения классификаций в основном реализуется подход, основанный на определении степени сходства между объектами. Однако для решения некоторых задач, в том числе и являющейся предметом нашего исследования, удобнее использовать второй подход, поскольку он дает возможность быстрее найти наиболее оптимальный класс решений.
Условия создания и эксплуатации промышленных объектов, а в особенности таких сложных как нефтетранспортные системы, зависит от большого количества факторов технического и экономического характера. При этом огромную роль, как будет показано ниже, играют природные условия, способные существенным образом повлиять на окончательный выбор. Задача анализа альтернатив создания нефтетранспортной системы заключается в ранжировании возможных вариантов ее создания с целью выбора наиболее целесообразного из них. Идеологически ее проще представить как определение степени несходства между альтернативами, т.е. находить решение «от противного»: чем больше накладывается природных ограничений и больше требуется затрат на реализацию проекта и эксплуатацию сооружений, тем хуже вариант. Обзор начнем с методов, применяемых главным образом для картирования географических, экологических и других объектов. Для нас они представляют интерес в том смысле, что их можно рассматривать как классификационные. Метрические методы. В основу этих методов положен расчет расстояний в различных гиперпространствах, составленных из размерностей исследуемых величин. Чем меньше гиперрасстояние, тем теснее связь. Эти методы используются наиболее часто, когда характеристики распределены на какой-либо координатной плоскости, например поверхности Земли. Наиболее распространенными являются следующие метрики. Метрики махалонобисского типа. В общем виде расстояния махалонобисского типа между характеристиками, представленными векторами Х(хь ... хп) и Y(yi,... , уп), задаются выражением d tb-yyixj-yjl (2.1) /.7=1 где dJ - матрица, обратная ковариационной матрице между п показателями измеряемых величин. Евклидово расстояние. Когда объекты взаимно независимы и имеют одинаковую дисперсию, т.е. генеральная совокупность X подчиняется многомерному нормальному закону распределения, используют более простые метрики для нахождения расстояний, являющиеся частным случаем махаланобиссовых метрик. Одной из таких метрик - евклидовы расстояния, вычисляются по формуле d ,=\tk - J С2 2) V 4=1 где Xik - значение &-той переменной на г-том участке территории, Xjk значение А:-той переменной нау-том участке, т - количество характеристик. Для улучшения качества евклидовых расстояний в последнюю формулу могут быть введены веса:
Геолого-геоморфологические условия
Для этой территории наиболее характерны типично тундровые почвы, представленные своеобразным комплексом поверхностно-глеевых с остаточно глеевыми (или скрыто глеевыми) почвами [Атлас Арх..., 1976]. Формирование таких почв обусловлено развитием поверхностного оглеения под влиянием периодически сильного переувлажнения верхних горизонтов почвы, сменяемого процессами механического перемещения почвенных масс под влиянием вымораживания и выпучивания.
Там, где четвертичные отложения увенчаны песчаными наносами, господствуют подзолы, на суглинках - глеево-подзолистые почвы. На плоских малодренированных поверхностях располагаются торфяные болотные почвы, часто окаймленные торфяно-подзолисто-глеевыми почвами или торфянистыми иллювиально-гумусовыми подзолами. Глеево-подзолистые почвы не имеют торфянистого покрова, и аккумулятивный горизонт их представлен только сравнительно маломощной (около 10 см) мхово-лишайниковой подушкой с грубыми корнями болотных полукустарничков и малоразложившимися элементами «опада» хвойных пород.
Процесс почвообразования в тундре протекает при избытке влаги и недостатке тепла. Микробиологическая деятельность в почвенных слоях замедленна и как бы подавлена суровыми гидротермальными условиями, несколько более активна она на самом верхнем горизонте почвы. Ослабленный темп биологической деятельности вызывает в почве крайне слабый круговорот веществ. Избыток влаги создает условия анаэробиозиса, ведущие к образованию оторфованного горизонта с наличием в нем грубого, кислого гумуса, богатого нерастворимыми перегнойными веществами. Перегнойный горизонт достигает лишь 2-3 см и содержит 1-1.5% гумуса, реже несколько больше. В оторфованных почвах перегноя значительно больше. Почвы тундры очень слабо дифференцированы морфологически.
Исследуемый район характеризуется сплошным распространением многолетних мерзлых пород (ММП) [Маськов, 2001]. Здесь расположены каксливающиеся так и не сливающиеся мерзлые толщи. Верхняя поверхность сливающихся мерзлых толщ смыкается со слоем сезонного протаивания. По характеру площадного соотношения сливающихся и не сливающихся мерзлых толщ в пределах исследуемой территории выделяются участки: - сплошного распространения (ММП занимают 90-100% общей площади); - массивно-островного распространения (ММП занимает менее 50% площади); - островного распространения (ММП занимают менее 10% площади). К настоящему времени имеются ограниченные данные о мощности ММП на исследуемую территорию. Она характеризуется однослойным строением толщ ММП в разрезе. Мощность ММП увеличивается с увеличением абсолютных отметок территории. В целом же мощность непрерывных мерзлых пород увеличивается с запада на восток и с севера на юг, изменяясь от 50 м на полуострове Канин до 400-500 м на южной границе Болыпеземельской тундры [Карта..., 1983]. Рассматриваемый регион характеризуется сплошным чередованием сезонно-промерзающих и сезонно-протаивающих пород, причем доля первых значительно возрастает в пределах низких геоморфологических уровней пойм и лайд, и практически отсутствует они на морских и надпойменных террасах. Сезонное протаивание ММП начинается вслед за переходом температуры через 0С, сходом снежного покрова в конце мая - начале июня и заканчивается в сентябре. Динамика сезонного промерзания пород определяется их составом и влажностью и в значительной степени - условиями формирования снежного покрова. Слой сезонного промерзания приурочен, в основном, к участкам, занятым густым кустарником. Встречается он также на лишенных растительности песчаных косах в поймах и на пляжах. На морских равнинах и морских террасах широко распространен тип сезонного промерзания в отрицательных формах рельефа - логах и оврагах, где создаются благоприятные условия или накопления мощного снежного покрова. Минимальные мощности сезонного протаивания (0.2-0.7 м) характерны для плоских участков с развитыми на них торфяниками. Наибольшие величины протаивания - до 2.6 м характерны для гривистых пойм, сложенных песками, супесями. Значительные мощности протаивания (до 1.8 м) отмечаются также в тыловых заболоченных участках лайды, а также на относительно дренированных участках морских равнин и морских террас, сложенных песками. В связи с отмечающейся тенденцией потепления климата, граница ММП постепенно смещается на север со средней скоростью 350 м в год, и за 150 лет сместилась на 50 км, а на некоторых участках и на 60 км, к северу [Юдахин, 2002]. Если этот процесс будет продолжаться, будет увеличиваться слой сезонного оттаивания в южной тундре, что приведет к оплыванию грунтов на подвижных участках.
