close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Комплексный мониторинг земель объектов Сахалинского нефтегазового комплекса

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Лепехин Павел Павлович
КОМПЛЕКСНЫЙ МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ ОБЪЕКТОВ
САХАЛИНСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО КОМПЛЕКСА
25.00.26 - Землеустройство, кадастр и мониторинг земель
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата географических наук
Москва 2018
Работа выполнена на кафедре почвоведения, экологии и природопользования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего образования «Государственный университет по землеустройству»
(ФГБОУ ВО «ГУЗ»), г. Москва
Научный
руководитель:
Вершинин Валентин Валентинович
доктор экономических наук, профессор, заведующий
кафедрой почвоведения, экологии и природопользования ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству», г. Москва
Оппоненты:
Русинов Павел Сергеевич
доктор географических наук, доцент, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности ФГБОУ ВО «Государственный педагогический университет», г. Воронеж
Терехин Эдгар Аркадьевич
кандидат географических наук, доцент, ФГАОУ ВО
«Белгородский государственный национальный исследовательский университет», г. Белгород
Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет», г. Южно-Сахалинск
Защита диссертации состоится «17» апреля 2018 г. В 14-00 часов на
заседании диссертационного совета Д.220.025.03 при ФГБОУ ВО
«Государственный университет по землеустройству» по адресу: г. Москва, ул.
Казакова, 15, конференц-зал.
С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научном зале
библиотеки ФГБОУ ВО «Государственный университет по землеустройству» и
на сайте http://www.guz.ru, отзывы на автореферат просим присылать в адрес
диссертационного совета.
Автореферат разослан и размещен на сайте университета:
http://www.guz.ru и на официальном сайте Министерства образования и науки
Российской Федерации http://vak.ed.gov.ru «___»_________ 201___г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, к.г.н., доцент
2
А.О. Хуторова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность. Остров Сахалин расположен на востоке Российской Федерации и омывается водами Охотского и Японского морей, отделен от материка
Татарским проливом и проливом Невельского, ширина которого в самой узкой
части составляет 7,5 км. Площадь острова составляет 78 тыс. км2, вытянут в меридиональном направлении на 948 км, максимальная ширина 160 км, минимальная
26 км. Население составляет – 488,4 тыс. человек. Климат Сахалинской области
муссонный, характеризуется холодной, но более влажной и менее суровой, чем на
материке, зимой и прохладным дождливым летом. За год над островом проходит
около 100 циклонов, а в летний и осенний сезоны – на Сахалине господствуют
тайфуны, которые сопровождаются штормовыми ветрами до 40 м/с и обильными
ливнями. Сахалин обладает густой речной сетью - 61178 рек, большим количеством озер – более 16120 разнообразного происхождения. Для острова характерны
опасные геологические процессы: землетрясения, цунами, сели, оползни, вулканическая активность. Географические и климатические условия острова формируют его ландшафты, которые относятся к: Северо-Сахалинской равнине с высотами от 0 до 300 м; средней, горной части острова с характерными среднетаежными ландшафтами и с отметками высот 1000 м и более; в южной части Сахалина сосредоточена основная часть населения острова, ландшафты в этой части являются трансформированными (рис. 1).
99
АлександровскСахалинский
25
900
Некрасовка
Оха
11
78
Красногорск
Тымовское
Онор
11
Смирных
25
Леонидово
98
39
6
0
Томари
57
0
Южно-Сахалинск
Красногорск
б) Средняя горная часть ост- в)
рова
Южная
часть
острова
Ноглики
Арги-Паги
а) Северо-Сахалинская равнина
Рис. 1. Схема территориального распределения ландшафтов на о-ве Сахалин
3
На Сахалине выявлено 80 месторождений углеводородов, в том числе 64 на
суше. В разработке находятся 33 месторождения на суше и 9 на шельфе, в
основном месторождения находятся в северо-восточной части Сахалина, (в
Охинском и Ногликском городских округах). Таким образом, интенсивное
развитие нефтегазовой отрасли на Сахалине приводит к увеличению
антропогенного воздействия на его экологические системы.
Инфраструктура в районах нефте- и газодобычи довольно сложная и
включает в себя целый комплекс основных и вспомогательных технических
сооружений. Только протяженность основных нефте- и газопроводов составляет 1900 км, а площадь лицензионных участков добычи полезных ископаемых на
Сахалине достигает 11000 км2, а с учетом шельфовой зоны более 22000 км2.
Эти территории являются территориями повышенной техногенной и экологической опасности.
Следовательно, с учетом важности для страны и региона решения проблем эффективного и экологически чистого использования ресурсов нефтегазового комплекса (НГК), обеспечение мониторинга техногенных объектов НГК,
а также прилегающих земель и акваторий является весьма актуальной задачей.
Степень разработанности. На сегодняшний день существует много работ, посвященных вопросам мониторинга земель, окружающей среды, различных природных и
антропогенных объектов, которые в той или иной степени отражены в трудах ученых и
исследователей: Ю.А. Израэля (1979), И.П. Герасимова (1985), Б.И. Кочурова (1997), А.А.
Варламова (2000), С.Н. Волкова (2001), В.В. Вершинина и др. (2009), В.Г. Аковецкого
(2008), П.Я. Бакланова и др. (2011), В.В. Браткова (2011), В.П. Савиных (2009), А.З. Разяпова (2008), Д.А. Шаповалова (2012), П.В. Клюшина (2007), П.С. Русинова (1996), В.А.
Широковой (2012) и многих других. К работам, посвященным области изучения и мониторинга территорий прохождения трасс нефте- и газопроводов и объектов НГК можно
отнести работы: Ю. Ф. Захарова (1986), А. П. Камышева (1999), С. М. Попова 1995), А. Л.
Ревзоны (1998), С.В. Васильева (2003), С.Д. Гановой (2008), Т.А. Барневой (2011), В.Г.
Бондура (2012), В.А. Мелкого (2015), А.А. Мурашевой (1998) и др.
Целью диссертационного исследования является комплексный мониторинг земель объектов СНГК с учетом их размещения в прилежащей акватории шельфовой зоны.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) разработать перечень показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в условиях «материк - шельф»;
4
2) оценить природно-техногенные факторы, оказывающие негативное воздействие на земли, на которых расположены объекты СНГК на основе статистических, картографических данных и космических снимков Landsat;
3) разработать методику выбора наиболее информативных показателей
для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в условиях природнотехногенной системы (ПТС) «материк - шельф»;
4) оценить современное состояние земель с учетом прилегающих акваторий, находящихся в зоне влияния объектов СНГК на примере тестовых
участков с использованием разработанной методики;
5) составить картосхемы, отражающие изменения состояния земель объектов СНГК в период с 2000 по 2017 гг. на основе разработанной методики выбора наиболее информативных показателей и их применения для оценки состояния земель с использованием космических снимков Landsat 5 и 8;
6) разработать рекомендации по содержанию и организации комплексного мониторинга земель и прилегающих акваторий, находящихся в зоне влияния объектов СНГК с применением наиболее информативных показателей.
Объект исследования – земли и прилегающие к ним акватории шельфовой зоны, находящиеся в зоне влияния объектов СНГК.
Предмет исследования – комплексный мониторинг земель объектов
СНГК, его содержание и организация на основе формирования и обоснования
наиболее информативных показателей.
Область исследования соответствует пунктам паспорта специальности
ВАК 25.00.26 – Науки о Земле (географические науки): 23. Мониторинг земель
как научное направление (концепция, методология, технология); системный
подход; 24. Научные основы, цели, функции, содержание и организация мониторинга земель (федеральный, региональный и локальный уровни); 25. Обоснование системы контролируемых показателей слежения за состоянием земель.
Научная новизна: 1) предложен новый подход формирования перечня показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материкшельф»; 2) разработана оригинальная методика выбора наиболее информативных
показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», основанная на применении программного продукта «Statistica» v.10
для выбора перечня показателей; 3) разработаны картосхемы, отражающие современное состояние земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на основе пред5
ложенной методики выбора наиболее информативных показателей и использования
космических снимков Landsat 5 и 8 периода времени с 2000 по 2017 гг.; 4) разработаны предложения по содержанию и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф.
Практическая значимость работы. Методика формирования перечня
наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» может быть использована организациями, осуществляющими мониторинг земель и мониторинг акваторий шельфовой зоны на
Сахалине («Сахалин Энерджи», Минприроды и экологии Сахалинской области,
ФГУ ГЦАС «Сахалинский», ЗАО «Сахалинземпроект», ОАО «Научнопроизводственного центра комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов» и др. организации). Материалы цифровой картографической базы «Актуальное состояние земель» объектов СНГК могут быть использованы
органами управления муниципальных образований Сахалина, на территории которых размещены объекты СНГК с целью разработки и принятия эффективных управленческих решений по предотвращению и/или ликвидации негативных процессов,
для проведения исследований по прогнозированию состояния и проектирования использования земель проектными организациями и органами, осуществляющими
надзор и контроль. Предложения по содержанию и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК могут быть использованы при планировании и разработке Программ мониторингов осуществляющими их организациями.
Методология и методы диссертационного исследования. Методологической основой диссертационного исследования являются фундаментальные и прикладные исследования отечественных и зарубежных авторов в области мониторинга окружающей среды, мониторинга земель. В диссертации использованы методы и приемы: абстрактно-логические, картометрические, математикостатистические (с использованием программы «Statistica» v.10), графические,
сравнительного анализа для выявления информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» за длительный период времени развития нефтегазовой отрасли на Сахалине. Информационной основой являются нормативные документы Российской Федерации и Сахалинской области, материалы научной и открытой печати, базы космических
снимков Landsat, сеть Интернет; материалы конференций, симпозиумов, совещаний, Минприроды и охраны окружающей среды Сахалинской области, ОАО
6
«Научно-производственного центра комплексного мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов»; Доклады о состоянии и об охране окружающей среды Сахалинской области, публикации компании «Сахалин Энерджи» и др.
Основными инструментами в исследованиях являлись программные продукты и геоинформационные системы, графический векторизатор, такие как:
MapInfo, ERDAS, SASPlanet, GlobalMapper, «Statistica» v.10, ArcGIS, Easy
Trace Pro и инструментарий сайта Росреестра pkk5.rosreestr.ru.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Методика выбора, обоснования и формирования перечня наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК.
2. Оценка современного состояния земель тестовых площадок объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф» на основе использования наиболее информативных показателей.
3. Картосхемы пространственного анализа состояния земель объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф», полученные по материалам космических снимков Landsat 5 и 8 на основе предложенной методики.
4. Предложения по содержанию и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».
Степень достоверности базируется на всестороннем анализе выполненных ранее научно-исследовательских работ по мониторингу земель и акватории шельфовой
зоны, подтверждена обоснованными теоретическими и методическими положениями
выбора и формирования перечня наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», его содержании и
организации с применением современных технологий сбора и обработки информации.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на
конференциях различного уровня: Первая международная научно-практическая
конференция «Землеустроительные, кадастровые и геодезические работы. Современные проблемы и инновационные методы их решения» (Москва, 2014); Всероссийская научно-практическая конференция «Земельная реформа и эффективность
использования земли в аграрной сфере экономики» (Уфа, 2014); Всероссийская
научно-техническая интернет-конференция «Кадастр недвижимости и мониторинг
природных ресурсов» (Тула, 2015); Научно-практическая конференция «Землеустроительные, кадастровые и геодезические работы. Современные проблемы и инновационные методы их решения» (Москва, 2015); Международная научная конфе7
ренция «Науки о Земле» - МДК-2016-01 – Научные достижения (Москва, 2016), «Золотая Осень» (Москва 2016, 2017 серебряные медали), «Архимед» (Москва, 2017, серебряная медаль). Оформлена и зарегистрирована заявка на изобретение
№2017116218 от 11.05.2017 «Способ комплексного мониторинга природной среды».
Отдельные результаты диссертационного исследования использованы в качестве
обучающего и информационного материала в образовательном процессе по специальности 25.00.26 «Землеустройство, кадастр и мониторинг земель».
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 14 работ общим
объемом около 7.0 п. л., в том числе 7 работ в журналах, рекомендуемых ВАК РФ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав,
заключения, списка литературы (232 наименования), содержит 58 рисунков, 36
таблиц, 6 приложений, общий объём 188 страниц.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Методика выбора, обоснования и формирования перечня наиболее
информативных показателей для комплексного мониторинга земель
объектов СНГК
Нефтегазовая отрасль является одной из основных отраслей в экономике
Сахалина и одной из основных отраслей, хозяйственная деятельность которой
оказывает
негативное
влияние
на
состояние
земель.
Площадь
нефтезагрязненных земель и шламовых амбаров месторождений в 2015 г.
составила - 1544200 м2, что превышает площадь загрязнения предыдущего года
в 1,8 раза, а площадь нарушенных земель на этих территориях в 3-4 раза
превышает площадь рекультивированных земель. В 2016 г. площадь загрязненных земель составила 2190 км2. Информационное обеспечение оценки состояния земель должно базироваться на совокупности показателей, полученных из
различных видов мониторингов окружающей среды, общее число которых может достигать 350. Для выбора, обоснования и формирования перечня наиболее
информативных показателей для комплексного мониторинга объектов СНГК
выполнено формирование показателей мониторинга в 4 группы для регионального уровня. Выделены группы показателей мониторингов по их территориальному уровню, виду и степени воздействия на природные ландшафты и техногенные объекты (рис. 2).
8
Факторы, формирующие показатели мониторинга земель на
территории о-ва Сахалин
Экологические
Социальнодемографические
Техногенные
Природные
ПОКАЗАТЕЛИ МОНИТОРИНГОВ (350)
ЗЕМЛЯ
(135)
ШЕЛЬФ
(40)
ВОДА
(180)
ВОЗДУХ
(90)
НАСЕЛЕНИЕ
(8)
ВЫБОР ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПО НАИБОЛЕЕ ХАРАКТЕРНЫМ ФАКТОРАМ НЕГАТИВНОГО
ВЛИЯНИЯ НА ЗЕМЛИ И СОПРЕДЕЛЬНЫЕ СРЕДЫ «МАТЕРИК-ШЕЛЬФ»
Корреляционный анализ и выбор наиболее информативных показателей
мониторинга земель «материк-шельф»
Земля (10)
Шельф (7)
Вода (8)
Воздух (9)
Население (6)
ГРУППИРОВКА ПО СОСТАВУ СИСТЕМООБРАЗУЮЩИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
Экологические
Техногенные
Социальнодемографические
Природные
Рис. 2. Группировка показателей на стадии выбора и формирования перечня
наиболее информативных показателей на региональном уровне
Для проведения анализа состояния земель на Сахалин в качестве примера
выбраны основные природные факторы, оказывающие негативное влияние на
состояние земель на острове и в прилежащей акватории шельфовой зоны (лавин, селевых потоков, оползней, обвалов, наводнений, русловых процессов, цунами, тайфуны и др.) на региональном уровне, по данным за период с 2009 г. по
2016 г. Площадная пораженность территории этими опасными процессами
достигает 80% от площади острова. Среди крупных населенных пунктов
Сахалина этим проявлениям в наибольшей степени подвержены: Невельск
(90% площади), Макаров (88% площади), Холмск (61% площади). Более 300
тыс. человек живут в селеопасных областях. Далее на основе метода
древовидной кластеризации выбранных показателей в программе «Statistica»
v.10.0 получено объединение в кластеры муниципальных образований по
совокупности показателей для факторов негативного воздействия на земли Сахалина. Получено 6 кластеров с высокими показателями наиболее
распространенных негативных процессов (рис. 3).
9
Рис. 3. Кластерное распределение
муниципальных образований о-ва
Сахалин по совокупности факторов,
оказывающих негативное влияние
на состояние земель
На рисунке 4 представлены
картосхемы анализа влияния
распространенных негативных
процессов в кластерах на
Сахалине. Перечень основных показателей сформирован в 4-е группы по признакам: 1) антропогенный; 2) природно-техногенный; 3) экологический; 4) социально-демографический (табл.1).
Таблица 1. Матрица показателей для комплексного мониторинга
земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» регионального уровня
4. Социально3. Экологидемографический
ческий
2. Природно-техногенный
1. Антропогенный
Земли муниципальных образований, (га)
Земли пром-ти и иного специального назначения, (га)
Земли, занятые объектами НГК, фактическое, (га)
Земли, занятые оленьими пастбищами, (га)
Земли особо охраняемых природных территорий, (га)
Земли водного фонда, (га)
Земли населенных пунктов, (га)
Земли лесного фонда, (га)
Пораженность ЭГП (сели и оползни, обвалы), (га)
Снежность территорий (мм/год)
Туманы (дней/год)
Удельный комбинаторный индекс загрязнения воды (УКИЗВ)
Осадки среднегодовые, (мм/год)
Ледовый покров в акватории шельфовой зоны (дн./год)
Сейсмическая опасность, (балл)
Температура, t0С
Наводнения, (га)
Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА5)
Загрязнение земель, (га)
Нарушенные земли, (га)
Скорость ветра (цунами, тайфуны, штормовые
нагоны) (м/сек)
Население, (чел.)
Коренные малые народности, (чел.)
Животный мир и биоресурсы в прилежащей
акватории шельфа, (шт./км2)
Кластеры
3
4
+
+
+
+
+
+
+
+
5
6
Анивский
Долинский
Холмский
Томаринский
Макаровский
Корсаковский
ЮжноСахалинск
Невельский
Показатели
2
Углегорский
АлександровскСахалинский
Тымовский
Поронайский
Ногликский
Смирныховский
Охинский
Группы
1
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+*
+*
+
+
+*
+*
+*
+
+
+*
+*
+*
+
+
+
+*
+
+
+*
+
+
+
+
+
+
+
+
+*
+*
+
+*
+*
+*
+*
+*
+
+
+
+
+
+*
+
+
+*
+
+
+*
+
+
+
+
+
+*
+
+
+
+
+
+
+*
+*
+*
+
+
+
+
+
+
+*
+
+
+
+
+
+
+
+*
+
+*
+*
+
+
+
+*
+*
+*
+*
+
+
+
+
+
+
+
+*
+*
+* показатели, рекомендуемые для включения в программу комплексного мониторинга земель «материк-шельф»
10
а) сели
б) оползни
в) наводнения
г) лавины
д) сейсмичность
Рис. 4. Картосхемы зон наибольшего влияния негативных факторов
в муниципальных образованиях о-ва Сахалин, объединенных в кластеры
11
Для формирования наиболее информативных показателей комплексного
мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» предложена методика выбора, обоснования и формирования перечня показателей локальных показателей комплексного мониторинга земель для объектов СНГК в ПТС «материкшельф» (рис. 5).
Алгоритм методики выбора и обоснования информативных показателей
1. Установление природных, природно-антропогенных и антропогенных негативных факторов
2. Статистический анализа показателей установленных негативных факторов, группировка в кластеры
3. Формирование системы наиболее информативных показателей комплексного мониторинга
земель
1. Оценка негативного воздействия объектом СНГК на земли в ПТС «материк-шельф»
5. Составление картосхем современного состояния земель на выбранных тестовых площадках
2.
6. Разработка содержания и организации комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»
Рис. 5. Схема алгоритма выбора и обоснования наиболее информативных показателей для
комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»
При выборе показателей для комплексного мониторинга земель объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф» исходили из того, что показатели должны
наиболее полно и достоверно описывать состояние земель объектов СНГК, степень воздействия, специфические региональные и локальные особенности исследуемых земель. Для этой цели проводился корреляционный, регрессионный
и факторный анализ статистического ряда данных с использованием программы «Statistica» v.10.0.
При вводе значений каждого показателя в пределах муниципальных образований проведен анализ подчинения данных закону нормального распределения, результат проверки показан на рисунке 6.
Рис. 6. Результат проверки нормальности распределения статистических данных
12
Выявлено, что исследуемые показатели в разрезе муниципальных образований
в кластере не обладают признаками нормального распределения. В связи с этим для
дальнейшего анализа были использованы непараметрические методы анализа: корреляционный анализ на основе коэффициента Спирмена, метод факторного анализа.
Полученные коэффициенты были проверены на достоверность по критерию Стьюдента (t(N-2), рассчитаны значения коэффициентов p (вероятность
ошибки для нулевой гипотезы об отсутствии связи между признаками). Полученные результаты показали: положительную связь площади земель, занятых
объектами СНГК и индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) (R=0,7937, t(n-2)=
6,7824, p =0,000274); площадь земель, занятых объектами НГК и УКИЗВ (рис. 7).
Рис. 7. Корреляционные связи площади земель, занятых объектами
СНГК и показателями ИЗА5 и УКИЗВ
Дополнительный анализ показал, что данная зависимость характерна при
среднем превышении нормативной нагрузки на земли в 2,5 – 3 раза. Далее проведено сокращение аналитических параметров по факторному анализу. В факторном анализе количество факторов определялось на основе матрицы собственных значений с процентом общей дисперсии, превышающей 10%.
Выделено 2 фактора, которые оказывают влияние на переменные в базе
данных. Полученные с использованием критерия каменистой осыпи факторные
нагрузки, которые имеют значения нагрузок превышающих 0,6 считались наиболее значимыми, переменные и их факторные нагрузки представлены в таблице 2.
Проведенный анализ в пределах муниципальных образований показывает
высокую степень негативного воздействия на земли таких процессов, как:
наводнения, сейсмическая опасность, лавины, осадки, туманы, тайфуны и цунами, снежность, ледовый покров в акватории моря, пораженность ЭГП (сели,
оползни, обвалы). Полученные показатели локального уровня использованы для
установления наиболее информативных показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на тестовых площадках.
13
Таблица 2. Результаты факторного анализа
Показатели
Земли муниципальных образований, (га)
Земли промышленности и иного специального назначения, (га)
Земли, занятые объектами НГК, фактическое, (га)
Земли, занятые оленьими пастбищами, (га)
Земли ООПТ, (га)
Земли лесного фонда, (га)
Коренные малые народности, (чел.)
Сейсмическая опасность, (балл)
Наводнения, (га)
Температура, (t0)
Ледовый покров в акватории шельфовой зоны (дн./год)
Осадки среднегодовые, (мм/год)
Биоресурсы в акватории шельфа, (шт/м2)
Туманы (дн./год)
Земли населенных пунктов, (га)
Пораженность ЭГП (сели и оползни, обвалы), (га)
Загрязнение земель, (га)
Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА5)
Население, (чел.)
Скорость ветра (цунами, тайфуны, штормовые нагоны), (м/сек)
Снежность территорий (мм/год)
Factor 1
0,93894
0,69938
0,87809
0,91567
0,86071
0,89503
0,92455
0,61843
0,72684
-0,69319
0,74866
-0,75116
0,86032
0,73049
0,01222
-0,17547
-0,22815
0,02487
-0,19442
-0,24288
0,08309
Factor 2
0,18424
-0,05879
0,09716
-0,00262
-0,27466
0,22660
-0,12961
0,28555
0,20159
-0,17364
0,21454
0,11445
0,07537
0,21244
-0,84563
-0,92011
-0,76108
-0,74191
-0,78313
0,85852
0,68307
2. Оценка современного состояния земель тестовых площадок объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на основе использования наиболее информативных показателей
Выбрано четыре тестовых площадки - 1) ОБТК и ДКС – 3-ий кластер; 2)
БКП на Чайво – 3-ий кластер; 3) Одоптинское месторождение (Северный и
Южный купола) – 3-ий кластер; 4) СПГ и ТОН – 5-ый кластер. По методу
балльных оценок проведена оценка воздействия объектов тестовых площадок
на занимаемые земли (рис. 8).
1) ОБТК и ДКС в 3-ем кластере. Территория объединенного берегового
технологического комплекса (ОБТК) расположена в МО Ногликском городском
округе на удалении 7 км от береговой линии Охотского моря. ОБТК расположен на небольшой возвышенности. Большая часть участка которого может
быть охарактеризована как открытая болотистая редко заселенная местность с
низким растительным покрытием и небольшим количеством деревьев.
2) Береговой комплекс подготовки (БКП) Чайво в 3-ем кластере. Чайвинское месторождение нефти и газа расположено в северо-восточной части континентального шельфа Сахалина на расстоянии от 6 до 12 км от берега острова в Охотском море. Разработка месторождения ведется как в море, так и с берега. Береговая
буровая площадка расположена на восточной стороне Чайвинской косы, на возвышенной части берега с которой трасса берет начало и далее уходит на запад, пере14
БК «Северный
купол»
Пильтункий залив
БК «Южный
купол»
секая Татарский пролив в
Хабаровский край. Ближайший н/п - пос. Вал (коренное население) находится на расстоянии около
20 км к юго-западу от береговой площадки.
Рис. 8. Схема размещения
тестовых площадок объектов НГК на о-ве Сахалин
3) Одоптинское
месторождение в кластере 3, в Охинском МО.
Одоптинское месторожОБТК дение нефти и газа расберег
ОБТК
положено
в
северовосточной части континентального шельфа о-ва
Сахалин
на
широте
Пильтунского залива, на
расстоянии от 7 до 24 км
от берега Охотского моря. Сооружения для месторождения
Одопту
находятся на суше, на двух буровых площадках – Северной и Южной куполах
на берегу Охотского моря. Расстояние между этими площадками составляет
около 9 км. Береговые сооружения расположены в Охинском районе. Районный
центр Оха расположен примерно в 60 км к северо-западу от северной площадки. Ближайший населенный пункт пос. Тунгор находится на расстоянии около
30 км к северо-западу от северной площадки.
4) СПГ и ТОН в 5-ом кластере - Завод СПГ проекта Сахалин-2 находится в долине р. Мерея, на побережье рейда Мерей. С востока долину ограничивает горный массив, высшей точкой которого является гора Юноны высотой
472 м, расположенная в 2,4 км к северо-востоку от мыса, а с запада - возвышенности, расположенные к северо-востоку от мыса Томари-Анива. Завод СПГ и
ТОН занял значительную часть Мерейской долины, которая знаменита своими
15
ртутным и яшмовым месторождениями, голубыми глиняными потоками, строительным «красным» песком, уникальными по объемам и качеству.
Для оценки состояния земель на тестовых площадках по методу балльных
оценок составлена матрица факторов негативного воздействия объектов СНГК.
Сумма оценочных показателей по ландшафтным компонентам определила итоговую оценку воздействия объектов СНГК, как: I – наиболее сильное (7–12 баллов);
II – сильное (13–18 баллов); III – умеренное (19–23 балла); IV – слабое (24–29 баллов); V – очень слабое, практически не выявляется (30–35 баллов). Установлено,
что преобладающими показателями оценки воздействия объектов являются: I –
наиболее сильное; II – сильное; III – умеренное. Дальнейший анализ выполнен с
применением графического представления пространственного размещения негативного воздействия объектов на рассматриваемых тестовых площадках.
3. Картосхемы пространственного анализа состояния земель
объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», полученные по материалам
космических снимков Landsat 5 и 8 на основе предложенной методики
Для наглядного представления пространственного анализа современного состояния земель по каждому исследуемому объекту на тестовых площадках СНГК в
территориальных кластерах (3-ем и 5-ом), наиболее уязвимых к воздействию природных и антропогенных факторов составлены картосхемы по космическим снимкам Landsat 8 (2017 г.) на основе программного обеспечения ArcGIS.
Выполнена группировка видов использования земель по степени воздействия
для объектов ОБТК и ДКС, расположенных в 3-ем территориальном кластере Северо-Сахалинской ландшафтной зоны (площадь учтенных в ЕГРН земельных
участков составляет 228,26 га), фактическая площадь используемых этими объектами земель составляет – 570,64 га, из них нарушенных земель – 348,45 га, что превышает в 2 раза официальные, а площадь нарушенных – в 4 раза по отношению к
84 га. В береговой зоне прилежащей акватории шельфовой зоны учтенных земель –
33,72 га, фактическая площадь – 84,29 га, из них нарушенных земель – 50,58 га. Из
фактически установленной занимаемой площади этими объектами высокой степени воздействия (I и II) на природную среду подвержено до 92% (рис. 9). Выделенные объекты размещены фактически на землях коренных народов Севера Сахалина, в водоохранной зоне моря, затрагивают земли ООПТ.
Для объектов БКП Чайво, расположенных также в 3-ем территориальном
кластере Северо-Сахалинской ландшафтной зоны, фактически используемая
площадь земель, расположенных в береговой зоне, составляет – 337,11 га. Из
16
фактически установленной занимаемой площади этими объектами высокой
степени воздействия (I и II) на природную среду подвержено до 100% (рис. 10),
учитывая, что это земли коренных народов Севера Сахалина.
Кроме этого, из ранее выполненного анализа региональных показателей (рис.
4) территории тестовых площадок, на которых размещены рассмотренные объекты
СНГК, негативным природным явлениям и процессам, установленным для СевероСахалинской ландшафтной зоны, отнесенной к 3-му территориальному кластеру,
подвержены: высокой сейсмической опасности, снегоопасности, воздействию на
объекты в шельфовой зоне ледовой обстановки, воздействию тайфунов и цунами.
Для объектов СПГ и ТОН, расположенных в 5-ом территориальном кластере Южно-Сахалинской ландшафтной зоны (густонаселенной), фактическая
площадь используемых этими объектами земель составляет – 1100 га, расположенных в береговой зоне прилежащей акватории Анивского залива (рис. 11).
Из фактически установленной занимаемой площади высокой степени
воздействия (I и II, в том числе и III степень) на природную среду подвержено
до 85% (рис. 11). Выделенные объекты, размещенные в водоохранной зоне моря, затрагивают уникальные территории, оказывающие влияние на сельскохозяйственные участки граждан, находящиеся в зоне активного воздействия таких
природных процессов и явлений, как береговые обвалы, сели, наводнения, туманы.
4. Предложения по содержанию и организации комплексного
мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»
Принципиальным методическим направлением комплексного мониторинга земель является переход к долговременным непрерывным измерениям в реальном масштабе времени с помощью современных дистанционных методов
зондирования Земли. На рисунке 12 представлена обобщенная схема содержания комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф».
Организация комплексного мониторинга земель объектов нефтегазового
комплекса предусматривает следующие этапы:
1-й этап: Анализ комплексной информации состояния и использования природных сред на территориях муниципальных образований. Сбор информационного материала на объект исследования осуществляют на основе ДЗЗ и данных региональной сети экологического мониторинга. Полученные данные поступают в
разработанную базу данных для корректировки набора факторов и перечня показателей для комплексного мониторинга земель.
17
а) объекты ОБТК и ДКС, Landsat 5 2004 г.
II
I
I
ОБТК
II
ОБТК-берег
II
в) Береговой комплекс ОБТК, Landsat 8 2017 г.
I
III
IV
V
II
II
I
IV
б) состояние земель объектов ОБТК и ДКС, Landsat 8 2017г.
Рис. 9. Анализ современного состояния и использования земель под объектами ОБТК (ДКС), (космические снимки Landsat 5 и 8
18
I
III
БКП «Чайво»
II
III
Куст скважин «Ястреб»
II
I
II I
I
I
I
а) объекты БКП на «Чайво», Landsat 5, 2002 г.
Рис. 10. Анализ современного состояния и использования земель (БКП) Чайво, (космические снимки Landsat 5 и 8)
19
а)
а) СПГ и ТОН, Landsat 8, 2017 г.
СПГ ТОН
СНТ «Строитель»
1500 м
р. Мерея
б)
800 м
в)
Завод СПГ
IV
IV
V
III
II II
II
IV
II
I
I
I
Анивский залив
Рис. 11. Оценка современного состояния и использования земель СПГ (ТОН), (космические снимки Landsat 5 и 8)
20
Территория материка
о-ва Сахалин
Мониторинг атмосферного
воздуха
Мониторинг поверхностных вод
материка
Мониторинг грунтовых вод
Мониторинг водоохранных зон
Мониторинг почвенного покрова
Инженерно-геологический
мониторинг
Мониторинг качества закачиваемых сточных и пластовых вод
Мониторинг сбросов
(сточных вод)
Мониторинг выбросов
загрязняющих веществ
Мониторинг сейсмический и
геодеформационный
Сбор, обработка и предоставление информации по запросу
Содержание комплексного мониторинга земель объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф»
Территория акватории
шельфовой зоны
Мониторинг рельефа береговой
полосы
Мониторинг пляжевых
отложений
Мониторинг животного и
растительного мира
Мониторинг почв и рельефа
Мониторинг поверхностных
морских вод
Мониторинг морских акваторий
Мониторинг донных отложений
Мониторинг сбросов
Мониторинг выбросов
Рис. 12. Схема комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф»
2-ой этап: Выбор и обоснование принадлежности объекта нефтегазового комплекса к территориальному кластеру мониторинга. На основе применения программного продукта «Statistica» v.10.0 проводится анализ комплекса территориальных показателей на объекте СНГК: регрессионный, корреляционной
матрицы, факторный анализ с учетом региональных наиболее информативных
показателей и формирование показателей для комплексного мониторинга земель
объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» на локальном уровне, по месту расположения объекта СНГК; формируется актуальная система показателей.
3-ий этап: Для кластера, в котором расположен объект СНГК формируется
единая база данных сети пунктов контроля в системе «материк-шельф» (рис. 13).
За основу контрольных точек единой сети принимаются сети на уровне
муниципального образования, в которую включаются пункты наблюдательных
сетей регионального мониторинга, расположенные в зоне техногенного влияния
объекта СНГК. Пункты также размещаются в пределах особо охраняемых
природных территорий, в береговой полосе акватории, на морских участках размещения платформ, в единой опорной схеме для морской акватории и суши в
муниципальном образовании. Показано, что локальная сеть мониторинга земель
объектов СНГК должна иметь размеры: на суше – 1х1 км2, в акватории от
21
100х100 м2 до 1х1 км2 в зависимости от вида мониторинга; размеры региональной сети - 10х10 км2 - на суше и 30х30 км2 - в акватории.
а)
б)
в)
а) наблюдение за донными отложениями; б) наблюдение за загрязнением вод; в) наблюдение за биотой
Рис. 13. Схема пространственной организации комплексного мониторинга
земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» (на примере ОБТК (ДКС)
4-ый этап. Организация единого информационного пространства комплексного мониторинга земель и прилегающих акваторий объектов сахалинского НГК «материк-шельф». Согласно разработанной методике в единое информационное пространство включаются ведомственные службы Сахалинской
области, осуществляющие различные виды мониторингов: Дальневосточный
филиал Российского федерального геологического фонда (ДВФ Росгеолфонда,
г. Южно-Сахалинск); Сахалинский государственный университет (СахГУ);
Институт морской геологии и геофизики (ИМГиГ) ДВО РАН; Сахалинское
управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды
Росгидромет, Главное управление МЧС России по Сахалинской области,
Сахалинский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и
океанографии (СахНИРО), Росреестр, ОАО «Сахалин Энерджи», Минприроды
и экологии Сахалинской области и др.
5-ый этап. Создание цифровых тематических карт на этапах жизненного
цикла объектов СНГК, а также прилегающей акватории шельфовой зоны моря в
блоке «Актуализированных карт». Каждому из 7-ми этапов жизненного цикла объектов СНГК (бизнес-план, проектирование; строительство и эксплуатация; реконструкция; ликвидация и консервация) соответствует определенный набор карт. Наиболее
оптимальный набор на территорию объектов СНГК составляет 15 карт, отражающих
следующие характеристики: 1) природные ресурсы; 2) ООПТ и территории с
ограниченным режимом использования; 3) хозяйственное использование земель; 4)
22
территории коренных народов Севера; 5) размещение планируемых объектов; 6)
источники и зоны воздействия на окружающую среду; 7) горные отводы; 8) оценка и
прогноз изменений; 9) фоновое состояние окружающей среды и существующей
антропогенной нагрузки; 10) ландшафты; 11) почвенный покров; 12) землеустройство;
13) гидрология; 14) опасные природные процессы и др.; 15) полигоны ТБО и промышленные отходы. Масштабы карт выбираются в зависимости от объекта
картографирования и относятся к крупным, средним и мелким масштабам. В качестве
отдельных тематических слоев включается картографическое представление
интегральных индексов по всем показателям комплексного мониторинга земель
объектов СНГК в ПТС «материк-шельф» в блоке «Актуализированных карт».
Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Выявлены основные природные региональные факторы, определяющие
состояние и использование земель и сопредельных сред объектами СНГК в ПТС
«материк-шельф» о-ва Сахалин: фактическая площадь земель под объектами НГК
(га); площадь земель лесного фонда (га); площадь сельскохозяйственных угодий,
занятых оленьими пастбищами (га); численность малых народностей (чел); балл
сейсмической опасности (балл); степень паводковой опасности (балл); пораженность территории глубинной и боковой эрозией (га); сели, оползни, лавины (га);
цунами, тайфуны (балл); туманы (дн./год); ледовый покров в акватории шельфовой
зоны (дн./год); осадки, снегоопасность (мм/год); обвально-осыпные процессы (м2)
(береговой зоны); ветровая и волновая эрозия (м2).
2. Выполнен анализ установленных факторов воздействия на основе
применения программного продукта «Statistica» v.10.0 и получено 6 территориальных кластеров, в которые были сгруппированы муниципальные образования
о-ва Сахалин по выбранным факторам.
3. Предложена методика выбора и обоснования наиболее информативных
показателей для комплексного мониторинга земель объектов СНГК в ПТС «материк-шельф». С применением программного продукта «Statistica» v.10.0 проведены корреляционный анализ на основе коэффициента Спирмена и факторный анализ. Корреляционный анализ показателей получен с достоверностью р = 0,0001.
Полученные результаты показали: положительную связь площади земель, занятых
объектами СНГК и индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) (R=0,7937, t(n-2)=
6,7824, p =0,000274). Связь выполнена по всем выбранным показателям. Дополнительный анализ показал, что данная зависимость характерна при среднем превышении нормативной нагрузки на земли объектов СНГК в 2,5 – 3 раза.
4. На основе математико-статистического анализа данных выбраны наиболее
23
информативные показатели для тестовых участков, отражающие состояние земель
объектов СНГК в ПТС «материк-шельф». Для объектов 3-го территориального кластера установлены дополнительные показатели: площадь оленьих пастбищ (га);
подтопления (га); ледовый покров в акватории шельфовой зоны (дн./год); осадки,
снежный покров (мм/год); цунами и тайфуны (м/сек). Для объектов СНГК в 5-ом
кластере дополнительными показателями являются: обвально-осыпные процессы
береговой зоны (м2); ветровая и волновая эрозия (м2); оползни (м2).
5. Выполнена оценка современного состояния земель объектов СНГК в ПТС
«материк-шельф» для тестовых площадок на основе предложенной методики: 1)
ОБТК (ДКС) в Ногликском МО – 3-ий кластер; 2) БКП в Охинском МО – 3-ий кластер. В результате установлено, что площадь нарушенных земель, занимаемая объектами, расположенными в Северо-Сахалинской ландшафтной зоне в 3-ем территориальном кластере, составляет 348,45 га, отнесенных к I и II категориям деградационной опасности (до 92 %). Объект СПГ (ТОН), расположенный на территории Южной
ландшафтной зоны 5-ого, самого густонаселенного территориального кластера, занимает фактическую площадь около 1100.00 га из которых, подверженных негативным природным факторам относится до 85%.
6. Предложено содержание комплексного мониторинга земель объектов
СНГК в ПТС «материк-шельф», включающий мониторинги на материке и в
шельфовой зоне. Показано, что организация комплексного мониторинга земель
объектов СНГК в ПТС «материк-шельф», включает 5 этапов. Система картографического материала представлена по видам карт в зависимости от стадии формирования и жизненного цикла объекта СНГК в 7-ми стадиях: 1) бизнес-план; 2)
предпроектные изыскания; 3) проектирование; 4) строительство; 5) эксплуатация; 6) реконструкция; 7) ликвидация и консервация. Каждая стадия содержит
набор карт в зависимости от вида исследований. Общими на всех стадиях являются масштабы (мелкие, средние и крупные) и виды карт: ситуационный план;
землепользования; зон с особым режимом использования земель; опасных природных процессов и явлений; экологического состояния; хозяйственной деятельности; природных ресурсов; почвенная; геологическая; гидрологическая.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России
1. Вдовенко А.В., Мурашева А.А., Лепехин П.П. Управление прибрежными
территориями // Аграрная наука. 2012. № 4. С. 7-9.
2. Мурашева А.А., Лепехин П.П. Геоинформационная система управления
прибрежной зоной //Аграрная наука. 2013. № 10. С. 11-12.
3. Мурашева А.А., Лепехин П.П., Тетерюков Е.В. Формирование
24
информационной модели управления твёрдыми бытовыми отходами //
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2014. № 10 (118). С. 45-50.
4. Тетерюков Е.В., Лепехин П.П. Развитие мониторинга земель недропользования //
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2017. № 3. С. 49-53.
5. Вершинин В.В., Лепехин П.П. Информационный специализированный центр
мониторинга земель нефтегазовых комплексов Сахалинской области // Международный
научно-исследовательский журнал. 2016. № 10-2 (52). С. 143-146.
6. Мурашева А.А., Мазепо А.А., Лепехин П.П. Правовые проблемы недропользования,
влияющие на развитие «зеленой» экономики в Российской Федерации на примере Московской
области // Московский экономический журнал. 2017. № 2-2-2017-32. С. 32.
7. Мурашева А.А., Вдовенко А.В., Столяров В.М., Лепехин П.П. Экономическое
обоснование эффективности мероприятий, направленных на предотвращение негативного воздействия вод в речных прибрежных территориях (на примере г. Хабаровска) //
Московский экономический журнал. 2017. № 4-12-2017. С. 90.
В других научных изданиях
8. Мурашева А.А., Лепехин П.П. Информационно-моделирующая система для
решения региональных экологических проблем // Науки о Земле. 2015. № 1. С. 24-32.
9. Лепехин П.П., Лепехин П.А. Особенности правового режима линейных
объектов электросетевого хозяйства // Кадастр недвижимости и мониторинг природных
ресурсов: сб. трудов 5-ой Всероссийской научно-технической интернет-конференции /
под ред. И.А. Басовой. 2015. С. 3-9.
10. Лепехин П.П., Лепехин П.А. Развитие научных положений информационного
обеспечения мониторинга нефтегазовых комплексов // Международная научная конференция. Сб. трудов. – М, 2016. С. 211-223.
11. Лепехин П.П., Лепехин П.А. Современные технологии информатизации
экологических проблем в нефтегазовой отрасли // Науки о Земле. 2016. № 1. С. 21-27.
12. Мурашева А.А., Лепехин П.П., Тетерюков Е.В. Информационная модель
управления твердыми бытовыми отходами // Сб. научных статей. Уфа, 2014. С. 441-446.
13. Мурашева А.А., Лепехин П.П. Развитие научных положений информационного
обеспечения мониторинга нефтегазовых комплексов // Научные достижения: сб. статей
международной научной конференции. М. МДК-2016-01. 2016. С. 211-223.
14. Лепехин П.П. Методологические основы развития рынка недвижимости: монография / под науч. ред. А.А. Мурашевой. М.: ГУЗ, 2017. С. 228-275 .
15. Лепехин П.П., Мурашева А.А., Шаповалов Д.А., Вершинин В.В, Родионова О.М. Способ комплексного мониторинга природной среды // Заявка на изобретение №2017116218 от 11.05.2017.
Редакционно-издательский отдел ГУЗ
Сдано в производство 09.02.2018. Подписано в печать 09.02.2018.
Формат 60 х 84 1/16. Объем 1,0 п.л.,
Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № 981.
_________________________________________________
Отдел оперативной полиграфии ГУЗ
105064, г. Москва, ул. Казакова, 15
25
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
2 710 Кб
Теги
комплекс, мониторинг, нефтегазового, объектов, земель, комплексная, сахалинского
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа