Характеристики и оценки воздействия на лесные массивы магистральных трубопроводов

Строительство и эксплуатация магистральных трубопроводов наносит губительный вред ОПС. Прокладка трассы МТП требует использования большого количества строительной техники и сооружения подъездных дорог. Все это оказывает крайне негативное влияние на лесные массивы, сопровождаясь разрушением почвенного покрова, вырубками деревьев, пожарами и прочими антропогенными воздействиями.

Существуют различные отрицательные и положительные факторы воздействия нефтепроводов на растительные экосистемы. Чтобы нефть протекала по нефтепроводам с большей скоростью, требуется ее подогрев, при этом применяют теплоизоляцию и используют пункты подогрева нефтепровода. Это ведет к негативным последствиям таяния вечной мерзлоты в районе нефтепровода. С одной стороны теплые участки нефтепровода защищают растения и животных в зимние холода, а с другой стороны приводят к разрушению сложившихся веками растительных биогеоценозов.

При строительстве и эксплуатации МТП оказываются различные отрицательные воздействия на лесные массивы.

При строительстве нефтегазопроводов тракторами и вездеходами разрушается почвенный покров, травяно-кустарничковый ярус, подрост и нижние ярусы леса. Это разрушает сложившееся веками соотношение компонентов лесных систем. В суровых условиях северных широт экосистема может быть легко выведена за пределы своей области устойчивости, что может привести к гибели лесов.

Объекты ПНГХК это постоянный источник лесных пожаров. Так, например, в зоне северных редколесий от пожаров погибает от 20% до 40% лесных насаждений. После пожара существенно изменяется состав лесного покрова. Хвойные породы сменяются лиственными породами, которые в свою очередь могут перейти в хвойные породы только по прошествии достаточно длительного (около 80 лет) времени.

В местах расположения объектов ПНГХК интенсифицируются процессы заболачивания. Нарушается сложившаяся веками свободная циркуляция воды между водоемами. Вдоль насыпей нефтепроводных трасс образуются так называемые подпруженные водоемы с непроточной водой. Они становятся источником заболачивания местности. На заболоченных участках изменяются условия произрастания лесов, образуются редколесья и ухудшается бонитет лесных насаждений. Это является источником больших биологических и экономических потерь.

Увеличение глубины залегания вечной мерзлоты приводит к повышению содержания углекислого газа в атмосфере. При разрушении вечной мерзлоты ширина аэробной (кислородной) зоны почвы увеличивается. В аэробной зоне происходит разложение лесной подстилки, а также элементов лесного опада и отпада, что неизбежно приводит к повышению количества, выделяющегося углекислого газа в атмосфере и усилению парникового эффекта, суть которого заключается в следующем. Коротковолновое солнечное излучение свободно проходит через углекислый газ и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность излучает электромагнитную энергию по законам излучения черного тела. Для температуры поверхности Земли это соответствует длинноволновому излучению, которое частично поглощается углекислым газом. Нагретый углекислый газ излучает в разные стороны тепловую энергию, которая, таким образом, частично возвращается обратно на Землю. Это приводит к смещению равновесной температуры излучения поверхности Земли в область более высоких температур.

Сущность процесса парникового эффекта легко описать с помощью математической модели, которая основана на использовании уравнения теплового баланса, регулирующего величину равновесной температуры поверхности Земли:

где Те - температура верхней атмосферы и поверхности Земли, Асок - спектральные окна, 1е((о,Те) - спектральная интенсивность излучения верхней атмосферы, которая отличается от функции 1(со,Т), описывающей спектральную интенсивность излучения на поверхности Земли.

Усреднение по спектру приводит к суммарному уравнению теплового баланса:

где q(T) = <тТ4 = 390 Wm~2, Г = 288°АГ = 15°С - суммарное излучение земной поверхности, qg(Te) = аеТ* ~ 240fVm'2, Т,»255°К = -18°С - суммарное излучение верхней атмосферы.

В равновесном состоянии энергия, излучаемая Землей в космическое пространство, компенсируется энергией, приходящей от Солнца. Атмосфера Земли практически прозрачна для солнечного излучения, которое превращается в тепло в основном на земной поверхности. Электромагнитная энергия в атмосфере интенсивно поглощается и излучается парниковыми газами, в результате чего устанавливается равновесная температура парникового эффекта, которая, может быть получена из уравнения (1.6.2):

где В - индекс парникового эффекта, характеризующий долю излученной земной поверхностью энергии, возвращаемой парниковыми газами обратно на землю.

Даже небольшое повышение концентрации углекислого газа в атмосфере, связанное с влиянием нефтепроводных сетей, следует учитывать в оценках общего теплового баланса. Следует отметить, что за последние сто лет содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось на 15% и продолжает каждый год увеличиваться на 5 млрд.т. В это огромное число свой вклад вносят и МТП.

Объекты ПНГХК отличаются значительными рисками техногенных аварий. Аварийность на магистральных газо- и нефтепроводах постоянно возрастает. Главная причина аварийности газопроводов - это подземная и внутренняя коррозия, которая является причиной аварий в 45% случаев. Важной причиной аварий являются также механические повреждения газопроводов во время монтажных работ, которые составляют 23% общего числа аварийных ситуаций.

Перекачка газов по газопроводам осуществляется под большим давлением. В результате аварийного разрыва газопровода образуется ударная волна. При этом опасность для населения и ОПС представляет как сама ударная волна, так и разлет осколков, а также пожары, возникающие при возгорании газовых выбросов.

Важными средствами мониторинга газо- и нефтепроводов являются аэрокосмические методы наблюдения и оценки вероятностей аварий. Вероятность аварии нормируется на единицу длины газопровода и интервал времени. Обычно за единицу длины МТП принимается один километр, а за единичный интервал один год. При этом вероятность поражения населения в населенном пункте зависит от расстояния до места аварии и метеорологических условий, включая скорость и направление ветра, наличие и вид осадков, турбулентность атмосферы. Таким образом, вероятность поражения населения от участка газопровода длиной Д/ можно рассчитать по следующей формуле:

где Ре - вероятность аварии на единичном интервале газопровода, Tljk - вероятность конкретного вида и степени поражения, Qjjk - вероятность определенного вида погодных условий.

При описании степени воздействия газов на человека можно использовать упрощенную процедуру, ограничившись только тремя градациями: острые, средние и легкие отравления. Также следует учитывать время воздействия газовых выбросов на население, т.е. токсодозу.

Важными элементами контроля и мониторинга МТП являются следующие технические, технологические и организационно-управленческие мероприятия по предотвращению аварийных ситуаций:

  • • использование коррозионно-стойких конструкционных материалов,
  • • постоянный контроль технологических параметров транспортировки нефти и газа с помощью датчиков,
  • • применение аварийной сигнализации и аварийного оповещения,
  • • разработка специальных планов по действию в аварийных ситуациях.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >