CC BY
27
УДК 504.062 П.Е. Каргашин
ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ (ЯРОСЛАВСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Введение. В настоящее время Российская Федерация является одним из крупнейших экспортеров газа на мировом рынке. Это требует создания значительной по протяженности системы трубопроводного транспорта. Строительство непременно значительно воздействует на природную среду, минимизация ущерба является важной задачей как для заказчика строительства, так и для государства.
Для регулирования хозяйственной деятельности создан ряд нормативных документов, но в подобных документах мало внимания уделяется принципам слежения за выполнением природоохранных требований. Экологический менеджмент требует соблюдения экологической политики для минимизации ущерба природной среде. Однако создание вспомогательных материалов, в частности картографического обеспечения, в настоящее время находится на стадии разработки. Не менее важно создание баз данных, которые могут обеспечить оперативное получение информации о том или ином объекте на трассе магистрального трубопровода.
Объект исследования. Строительство участка линейной части газопровода между компрессорными станциями занимает несколько лет. Все работы по строительству линейной части делят на несколько этапов: 1) подготовительные работы, 2) земляные работы, 3) гидравлические испытания, 4) рекультивацию [7].
Значительную часть времени занимают подготовительные работы, в ходе которых решают не только производственные, но и организационные вопросы. Подготовка строительства заключается в решении финансовых и юридических вопросов, заключении необходимых договоров, разработке графика работ [9].
Производственная подготовка, т.е. работы на объекте, делится на два вида: внетрассовую и трассовую. Комплекс внетрассовых работ предусматривает устройство временных жилых городков, строительство временных дорог, создание социальной инфраструктуры, завоз необходимых материалов. На самой трассе производят разбивку и закрепление пикетажа, детальную геодезическую съемку углов поворота, а также мест перехода через природные или антропогенные объекты [8].
Далее производят очистку строительной полосы от древесной растительности и кустарников, эта операция должна производиться в строго определенной зоне, выходить за которую не допускается. На заключительной стадии подготовительного этапа отдельные секций труб сваривают в плеть. Параллельно начинаются земляные работы, т.е. разработка траншеи. Извлеченный грунт, как правило, укладывают в отвал с одной стороны траншеи на безопасном расстоянии от бровки. После окончания прокладки траншеи плеть укладывают в нее.
Строительство газопровода на переходах через естественные или искусственные объекты требует особых
проектных решений. Переходы через малые водотоки, овраги и балки осуществляют по индивидуальным чертежам. При производстве земляных работ на таких участках происходит значительное нарушение природной среды. Работы по рекультивации территории после завершения строительства заключаются в планировке поверхности и восстановлении растительного покрова.
После окончания строительства трубопровода и перед началом его эксплуатации производят ряд операций по очистке полости трубопровода, проверке целостности трубы. Только после вышеперечисленных операций объект сдается в эксплуатацию. После этого начинают строительство второстепенных объектов: постоянной вдольтрассовой автодороги, вертолетных площадок, линии электропередачи, от которой питаются объекты по трассе газопровода, а также линий связи.
Методика выявления воздействия. Строительные работы неизбежно негативно воздействуют на компоненты природной среды. Для организации природоохранных мероприятий важно выявить возможные нагрузки еще до начала строительства, это поможет подготовить превентивные меры по минимизации объемов воздействия. Детальный анализ объекта исследования и потенциальных факторов воздействия, а также локализацию негативных процессов удобно проводить при наличии четкой структуры исходных данных. Наиболее простой и привычный способ организации информации — создание базы данных. Такой подход позволяет не только максимально детализировать изучаемые объекты и явления, но и сохранить структуру и связи компонентов природной среды.
Источники информации для создания базы данных делят на несколько групп: астрономо-геодезические, картографические, текстовые, данные дистанционного зондирования, данные натурных наблюдений и измерений, экономико-статистические материалы [6]. Отдельно можно выделить результаты лабораторных анализов, что актуально для экологического мониторинга. Вышеперечисленные группы источников в различной степени используются при создании базы данных для обеспечения экологического мониторинга магистральных газопроводов. База данных для подобных работ может содержать текущую информацию о состоянии природной среды и служить основой для выявления воздействий на природную среду.
Один из возможных вариантов определения нагрузки на территорию связан с основами экологического менеджмента. Система экологического менеджмента — составная часть административного управления, основными задачами которой являются разработка и внедрение мероприятий по эффективному использованию природных ресурсов и минимизации ущерба окружающей среде. Разработка такой системы базируется на ряде
международных стандартов, которые приняты к использованию и в нашей стране. Основополагающие документы в этом направлении — экологические стандарты ГОСТ РИСО 14001-04 и ГОСТ РИСО 14004-04. Важное понятие в этих стандартах — экологический аспект, т.е. элемент деятельности организации, ее продукции или услуги, которые могут взаимодействовать с окружающей средой. Под окружающей средой следует понимать внешнюю среду, в которой функционирует организация, т.е. компоненты природной среды. Воздействие — любое изменение в окружающей среде, которое вызвано деятельностью организации [3, 4].
Взяв за основу эти определения, возможно выявить экологические аспекты строительства участка магистрального газопровода и определить потенциальное воздействие на компоненты природной среды. Первая стадия заключается в выявлении вида деятельности. Для строительства газопроводов можно предположить, что это этап строительства. Далее можно выделить непосредственно экологические аспекты. Составляющие каждого этапа — отдельные строительные операции. При выполнении технологических процессов происходит взаимодействие с природной средой. Таким образом, оба признака экологических аспектов можно выявить для строительных операций. Яркие примеры — движение строительной техники, очистка полости газопровода.
Так, при движении техники происходит нарушение почвенно-растительного слоя, выброс поллютантов в ат-
мосферу и т.д. В таблице представлен вариант выявления экологических аспектов и результат воздействия на отдельные компоненты природной среды. В ней приведены далеко не все экологические аспекты. Предпочтение было отдано тем, которые оказывают значительное воздействие на природную среду, а также наиболее репрезентативным. На стадии подготовительных работ происходит значительное воздействие на компоненты природной среды. На основе выявленных экологических аспектов удобно составить базу данных, уточнить объемы экспедиционных работ, разработать состав серии карт для обеспечения экологического мониторинга.
Организация данных и картографирование. Базы данных — основа для составления тематических карт, так как они содержат необходимую атрибутивную информацию. Компьютерное составление картографических материалов открывает новые возможности при оперативном изменении содержания карты (в том числе и для исправления неточностей, ошибок), ее компоновки, масштаба, цветового оформления и т.д. Все современные ГИС-пакеты содержат специализированные модули для тематического картографирования на основе атрибутивных баз данных. Применение готовых шаблонов оформления, наборов знаков позволяет сократить время оформления карт. Возможности компьютерных технологий снижают затраты времени, упрощают поиск нужной информации по карте и т.д., однако не приводят к принципиальным изменениям процесса создания картографических произведений.
Идентификация экологических аспектов и определение воздействия на компоненты природной среды
Вид деятельности Аспект Среда воздействия/Первичные следствия
рельеф атмосфера гидросфера почвы растительность
Подготовительные работы Расчистка строительной полосы Нарушение микрорельефа Привнесение растительных остатков в водоток Повреждение/ уничтожение Повреждение/ уничтожение
Снятие плодородного слоя Нарушение микро-и мезорельефа Возможное попадание грунта в водоток Повреждение
Организация временных проездов Нарушение мезорельефа Нарушение гидрологического режима Повреждение/ уничтожение Повреждение/ уничтожение
Сварка труб Выброс в атмосферу поллютантов
Земляные работы Разработка траншеи Нарушение мезо-и макрорельефа Нарушение рельефа русла водотока Повреждение/ уничтожение —
Гидравлические испытания Забор воды Изменение базиса эрозии Истощение водных ресурсов Изменение режима увлажнения
Рекультивация Планировка поверхности Нарушение мезо-и макрорельефа Нарушение берегов. Возможное попадание грунта в водоток Посев травянистых
Общие для всех видов деятельности Эксплуатация строительной техники Нарушение микро-и мезорельефа Выброс в атмосферу поллютантов Возможное попадание топлива в грунтовые и поверхностные воды Повреждение/ уничтожение Повреждение
Функционирование временных населенных пунктов То же То же Сброс бытовых сточных вод Механическое нарушение. Складирование отходов Повреждение/ уничтожение
Примечание. Работа строительной техники на любом этапе отнесена к категории "общие для всех видов деятельности". Для животного мира указывается изменение ареалов обитания.
На основе выявленных экологических аспектов можно построить структуру базы данных, уточнить необходимые таблицы. Например, вероятна такая структура: в первой таблице — объекты строительства, далее виды деятельности, экологические аспекты, воздействия, последствия. Дополнительно целесообразно создать таблицы с данными о среде воздействия и локализации воздействия.
Подобную базу данных можно разделить на две составляющие. Первый раздел предоставляет общую информацию о возможных воздействиях. В нем собрано максимальное количество данных о видах воздействия при строительстве различных объектов газопровода в разных природных зонах. По сути, эта часть базы данных представляет собой справочник, в котором нет указания на конкретную территорию. Второй раздел относится к определенному объекту, для него указывают характер и объем воздействия, возможные последствия для природной среды и рекомендуемые мероприятия для минимизации ущерба. Региональная часть дополняется результатами экспедиционных работ, лабораторных анализов. Это позволит оценить реальные объемы воздействия и выявить действительное состояние компонентов природной среды.
Картографические материалы, которые отражают результаты экологического мониторинга, можно отнести к разделу межотраслевых, в частности к эколого-геогра-фическим картам [1].
Создание эколого-географических карт происходит в нескольких направлениях в зависимости от особенностей практического их применения. Их классификация совпадает с принятыми в теории картографии функциональными типами карт. Выделяют констатаци-онные (инвентаризационные), оценочные, прогнозные и рекомендательные карты экологического содержания [2, 5]. Классификация построена по мере усложнения составляемых картографических материалов.
Для составления карт на территорию строительства газопровода следует учесть особенности объекта. Газопровод строят на участке между компрессорными станциями, т.е. протяженностью около 120 км, при этом в поперечнике участок исследования составляет по 1 км в каждую сторону от оси трубопровода. Площадь участка картографирования составляет 120x2 км. Расстояние по 1 км от оси трубопровода позволяет оценить как территории, непосредственно подверженные воздействию, так и фоновые участки. Это дает возможность провести достаточно детальные исследования, но избежать избыточности проводимых работ. Из этого условия вытекают основные требования к масштабу и компоновке.
Каждая карта должна состоять из нескольких листов, иначе масштаб будет слишком мелким. Масштаб карт должен представлять достаточную информацию о явлениях и процессах на исследуемой территории при сохранении обзорности. Наилучшим вариантом представляется составление карт в масштабе 1:50 000. Для отдельных участков строительства можно использовать изображения более крупного масштаба. Это актуально для сложных в плане строительства участков или значимых объектов, например для переходов через водотоки, территорий компрессорных станций. Строительство перехода через
водоток, моста, вдольтрассовой автодороги может активизировать негативные процессы — заболачивание, эрозию, что может привести к аварии на газопроводе. Для подобных участков можно использовать карты масштаба 1:10 000 и планы.
Первая карта серии показывает расположение проектируемых объектов (рис. 1). Помимо трассы газопровода предполагается строительство временного вдоль-трассового проезда, кранового узла. На одном участке требуется сооружение лежневой дороги. Особо следует выделить переходы через автодороги и водные преграды, строительство которых предполагает реализацию проектных решений.
Результаты проведения экспедиционных работ, т.е. расположение точек и площадок мониторинга, отражены на карте фактического материала. Помимо пространственного положения точек мониторинга на карте следует привести более полную характеристику каждой точки. На площадках мониторинга проводят геоботанические и геоморфологические описания, описания ги-дробионтов, измеряют радиационный фон, уровень шума, характеристики электромагнитного поля, отбирают пробы воздуха, почвы, воды, донных отложений. На карту следует нанести номера проб и описаний, а также конкретные значения физических воздействий. Пример подобной карты приведен на рис. 2. Такая карта демонстрирует изученность территории строительства и относится к типу инвентаризационных карт.
Еще одна карта данной серии отражает химическое загрязнение компонентов природной среды и составляется на основе результатов лабораторных анализов проб почвы, воды, воздуха, донных отложений (рис. 3). Химические анализы проб позволяют выяснить концентрации загрязняющих веществ в почвах, воде, донных отложениях и воздухе для данной территории. Если концентрации превышают предельно допустимые значения, то имеет смысл составить соответствующую карту. Если результаты химических анализов не выявили превышения допустимых значений, то следует это указать на карте соответствующими знаками.
Результаты экспедиционных исследований предоставляют современную информацию о состоянии природной среды на участке строительства и служат основанием для разработки оперативных мер по улучшению ситуации. Подобное возможно при использовании баз данных и картографических приемов для отображения результатов.
Результаты исследования территории. Современное состояние природной среды в районах строительства газопроводов можно отразить с помощью серии карт. Базовый набор карт характеризует проектируемые объекты, детальность исследования, уровень физических воздействий, химический состав компонентов природной среды. Анализ картографических материалов позволяет сделать вывод о том, что на участке строительства газопровода СРТО—Торжок в Ярославской области проведены достаточно детальные исследования компонентов природной среды. Уровень физических воздействий близок к фоновому и не превышает нормативных значе-
Рис. 1. Фрагмент карты расположения проектируемых объектов
Н 0,05 НО,00 □ 0,10 ♦ 12 .12
А12 Д12 _
Масштаб
О 500м 1 км
точки наблюдения и их номера
Условные обозначения
растительность
мерга ^^ населенный пункт
--
2 502
водоток автодороги
трасса газопровода с километровыми отметками
Измерения физических воздействий на природную среду
* уровень звукового давления, Дб
уровень напряженности электромагнитного поля, В/м
уровень электромагнитной индукции, мкТл
уровень мощности дозы радиационного излучения, мкЗв/ч
♦ 22
Отбор проб (точки опробования и номера проб)
опробование почвенного покрова
опробование поверхностных вод
опробование донных отложений опробование атмосферного воздуха
Рис. 2. Фрагмент карты фактического материала
Площадки исследования отдельных компонентов ландшафтов
геоморфологические описания и их номера
А 15
А 15
геоботанические описания и их номера
ний. Химическое загрязнение носит локальный характер, превышения предельно допустимых и фоновых концентраций по отдельным веществам незначительны. Это позволяет сделать вывод, что строительство участка газопровода не привело к химическому загрязнению
компонентов природной среды или повышению уровня физических воздействий на территорию.
Заключение. Результаты полевых исследований, внесенные в базу данных, позволяют сравнить планируемое воздействие и реальное, а также выявить изменение
Рис. 3. Фрагмент карты химического загрязнения компонентов природной среды
уровня воздействия на различных этапах производства работ. Использование понятий экологического менеджмента позволяет определить возможные воздействия
еще до начала работ по экологическому мониторингу и использовать эти знания при планировании сети мониторинга, детальности экспедиционных работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Берлянт А.М. Картография: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2001.
2. Божилина Е.А, Сваткова Т.Г., Чистов С.В. Эколого-гео-графическое картографирование: Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ, 1999.
3. ГОСТ РИСО 14001-04. Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению / Пер. с англ. М.: Госстандарт России, 2004.
4. ГОСТ РИСО 14004-04. Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению / Пер. с англ. М.: Госстандарт России, 2004.
5. Дьяконов К..Н, Дончева А.В. Экологическое проектирование и экспертиза: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2002.
6. Картоведение: Учебник для вузов / Под ред. А.М. Бер-лянта. М.: Аспект Пресс, 2003.
7. Нефтегазовое строительство: Учебное пособие / Под ред. И.И. Мазура, В.Д. Шапиро. М.: ОМЕГА-Л, 2005.
8. СНиП 2.05.06-85*. Магистральные трубопроводы. М.: ФГУП ЦПП, 2005.
9. СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства. М.: ФГУП ЦПП, 1998.
Кафедра картографии и геоинформатики, лаборатория цифровой картографии и фотограмметрии
Поступила в редакцию 14.11.2007
P.E. Kargashin
ECOLOGICAL-GEOGRAPHICAL MAPPING IN THE PROCESS OF CONSTRUCTION
OF MAIN GAS PIPELINES
Construction of any industrial object causes the environment deterioration. The damage could be minimized if a well-organized system of monitoring based on the environment management principles is introduced. Elaboration of databases and mapping the state of the environment before and during the process of construction make it possible to compile evaluation and recommendation maps and develop a system of preventive measures. The article discusses the problems of identifying the environmental impact of gas pipeline construction, structuring the initial data and producing inventory maps.
