|
Контроль состояния окружающей природной среды при освоении минерально-сырьевых ресурсов внутренних морских вод, территориального моря и континентального шельфа Российской Федерации
Фролов И.Е., Данилов А.И., Дмитриев В.Г., Бресткин С.В., Клепиков А.В. ГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт»
Перспектива освоения ресурсов континентального шельфа РФ осложняется наличием угрозы возникновения нештатных и аварийных ситуаций на морских объектах хозяйственной деятельности, обусловленных опасными гелиогеофизическими и гидрометеорологическими явлениями (ГМЯ), которые влекут за собой человеческие жертвы и наносят значительный ущерб экономике и имуществу граждан. Это в особой мере относится к Арктике, как к району с экстремальными гидрометеорологическими условиями.
Природная среда арктического региона имеет ключевое значение для обеспечения безопасности и эффективности деятельности. Низкие температуры, состояние морского ледяного покрова, оледенение, вечная мерзлота, уязвимость наземных и морских экосистем составляют основные факторы, которые оказывают существенное влияние на социально-экономический комплекс, энергетику, транспорт, уклад жизни коренного населения. С другой стороны, окружающая природная среда территориального и внутреннего морей, континентального шельфа (ТВМКШ) РФ испытывает антропогенные воздействия. Загрязняющие вещества, поступающие через атмосферу, речные и морские воды, влияют на экосистемы и в конечном итоге на человека. Это может сказываться на коренном населении Арктики, чей жизненный уклад тесно связан с особенностями окружающей среды.
Рост интенсивности опасных ГМЯ (наводнений, сильных ветров, селей, цунами, ураганов, ливней, града и др.) влечет за собой рост человеческих жертв и масштабов материальных ущербов. Развитие национальной экономики в последние годы характеризуется более плотной концентрацией населения, производства и объектов инфраструктуры, в том числе на территориях, подверженных частому воздействию опасных ГМЯ. В этой связи в условиях необходимости обеспечения высоких темпов социально-экономического развития, повышения уровня и качества жизни населения важность решения задач по защите жизни и здоровья людей, материальных ценностей и имущества от возможных негативных последствий ГМЯ значительно возрастает.
В соответствии с ежегодной регистрацией на территории Российской Федерации наблюдаются более 300 чрезвычайных ситуаций, вызванных опасными ГМЯ. Например, по независимым оценкам экспертов отраслей/секторов экономики (энергетика, связь, водное хозяйство, городское хозяйство, речной транспорт, гражданская авиация, лесное хозяйство, сельское хозяйство, газовая промышленность), прямой среднегодовой экономический ущерб этих отраслей экономики составляет около 58 млрд руб.
Снижение угрозы жизни людей от опасных природных ГМЯ напрямую связано с повышением гидрометеорологической безопасности, являющейся составной частью национальной безопасности.
Ведомственная подсистема освещения состояния окружающей природной среды Комплексной системы безопасности (КСБ) освоения минерально-сырьевых ресурсов ТВМКШ Российской Федерации необходима для решения проблем обеспечения должного уровня безопасности освоения минерально-сырьевых ресурсов, государственного контроля за экономической эффективностью и безопасностью изучения и освоения минерально-сырьевых ресурсов, минимизации рисков возникновения нештатных и аварийных ситуаций, безопасного проведения разведки, добычи и транспортировки минеральных ресурсов в штатных режимах функционирования и проблемы обеспечения готовности сил и средств по ликвидации чрезвычайных ситуаций.
В целом проблема совершенствования нормативно-правовых документов может рассматриваться по двум основным направлениям. Первое направление включает разработку требований по проведению обязательного локального (точечного) мониторинга состояния атмосферы и гидросферы и совершенствование нормативно-правовых документов по учету гидрометеорологических процессов и явлений на различных стадиях освоения минерально-сырьевых ресурсов. Второе направление включает разработку правил и требований по созданию и функционированию ведомственных и объектовых подсистем КСБ в части гидрометеорологического обеспечения.
Правовой статус хозяйственной деятельности в морях РФ определяется Федеральным законом «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне РФ» (1998 г.), Федеральным законом «О государственной границе РФ» (1993 г.), Федеральным законом «Об исключительной экономической зоне РФ» (1998 г.). Кроме того, имеется достаточно большое количество ведомственных нормативных документов (Минтранса, МПР, МЧС, Росгидромета и др.), регламентирующих отдельные виды деятельности на море.
В действующих федеральных законах недостаточное внимание уделено учету влияния окружающей природной среды на технические объекты обустройства морских сооружений, а также возможному воздействию производственной деятельности на состояние морской среды. В связи с этим чрезвычайно важным являются разработка требований по обязательному составу сертифицированных наблюдательных средств, размещаемых на объектах обустройства морских месторождений, организация точечного мониторинга окружающей среды, включая обязательную передачу данных в региональные центры сбора гидрометеорологической информации, совершенствование процедур проведения гидрометеорологического раздела государственной экологической экспертизы с учетом требования обязательного создания объектовых элементов КСБ.
Кроме того, необходимо совершенствование ведомственных нормативных документов (перечень опасных и неблагоприятных природных явлений, порядок составления и передачи штормовых предупреждений и др.) с учетом региональных и локальных особенностей окружающей морской среды. Это обусловлено тем, что ныне действующее РД 52.04.563-2002 «Критерии опасных гидрометеорологических явлений и порядок подачи штормового сообщения» в недостаточной степени учитывает специфику природных морских процессов.
Большое количество технических нормативных документов, касающихся проектирования и эксплуатации объектов в условиях ледяного покрова, в той или иной мере содержат требования к расчетным параметрам ледового воздействия. К таким документам относятся различные СНиПы, ВСНы, Правила Российского морского регистра судоходства, Правила Российского речного регистра, нормативы Министерства транспорта и т.д. Все упомянутые нормативные документы основаны на совершенно различных способах описания параметров льда и сценариев взаимодействия. Следствием такого положения являются ошибки при проектировании и эксплуатации.
В российском законодательстве вопрос о критериях выделения внутренних морских вод и их границ с внутренними водами разработан недостаточно. Большинство действующих нормативно-правовых документов, используемых при освоении минерально-сырьевых ресурсов, не учитывают положений нового Водного кодекса РФ и законов, вытекающих из него, а также не учитывают специфику гидролого-экологического и ледового режимов устьевых областей рек бассейнов арктических и северных морей. Обеспечение безопасности деятельности требует как разработки требований и методического обоснования для включения во вновь разрабатываемые нормативно-правовые документы положений об учете гидролого-экологических и ледовых явлений и процессов в устьевых областях рек бассейнов арктических и северных морей в пределах внутренних морских вод, так и внесения корректив в действующие нормативные документы.
Реализация ожидаемых результатов позволит упорядочить систему правовых отношений между органами государственной власти РФ, министерствами и ведомствами, природопользователями и населением, рационально распределить ответственность и расходы по вопросам учета влияния окружающей природной среды на технические объекты обустройства морских сооружений, а также возможного воздействия производственной деятельности на состояние морской среды.
Успех и эффективность любого рода хозяйственной деятельности в морях арктического шельфа и их прибрежной зоне в большей, чем где-либо на Земле, степени зависит от природных условий. Эксплуатация технических средств освоения минеральных ресурсов арктического шельфа подвержена рискам негативных последствий от воздействия гидрометеорологических и ледовых факторов. Наиболее распространенной формулировкой термина «риск» является следующая: риск - есть вероятностная кривая распределения финансовых потерь за определенный срок эксплуатации объекта. Исследуя «риски» именно в такой постановке, можно получить наиболее полные и нужные их количественные оценки для любого вида погодозависимой деятельности человека. При этом последовательность (алгоритм) операций расчета рисков включает следующую схему: моделирование вероятности критических (запроектных) сценариев воздействия природных факторов на объект - расчет (оценка) интенсивности воздействия - расчет реакции или вероятности отказа объекта в целом или его элементов - расчет финансовых потерь (затраты на ремонт, эвакуацию, предупреждение и/или ликвидацию экологического ущерба). Количественная оценка риска является необходимой базой для разработки современных методов страхования средств освоения минеральных ресурсов от неблагоприятных последствий погодозависимой деятельности как условия обеспечения устойчивого развития экономического потенциала России.
Для успешного решения задачи оценки рисков погодозависимой деятельности необходимы, как минимум, банк данных многолетних наблюдений за природной средой районов арктических морей и данные мониторинга природных факторов в исследуемой области, математические модели прогнозирования природных условий и критических сценариев в заданных районах, методики и математические модели расчета интенсивности воздействия природных факторов, современные модели и методики расчета отклика конструкции на внешние воздействия.
В настоящее время в связи с широким развитием работ по освоению континентального шельфа России, особенно в арктическом и дальневосточном регионах, на повестку дня встают вопросы безопасной эксплуатации различного рода гидротехнических сооружений (буровых платформ, терминалов, подводных трубопроводов и т.п.) в условиях воздействия ледяного покрова. Последнее связано с чрезвычайно высокой стоимостью указанных объектов и значимостью экологических последствий, которые могут иметь место при их авариях. Известны технологии, обеспечивающие эффективное разрушение или разупрочнение морского ледяного покрова в локальных масштабах (взрывные технологии), которые могут быть широко использованы при решении различных задач, направленных на обеспечение безопасности и эффективных режимов эксплуатации различных шельфовых сооружений и элементов арктических морских транспортных систем. Однако в настоящее время отсутствуют нормативно-технические документы как по технике безопасности при использовании взрывных технологий разрушения ледовых образований для обеспечения морехозяйственной деятельности в замерзающих акваториях, так и по предельно допустимым уровням взрывного воздействия.
Целесообразность решения данной проблемы на ведомственном уровне определяется Положением о Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, в соответствии с которым Федеральная служба (в том числе) «осуществляет функции по государственному надзору за проведением работ по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы».
В последние десятилетия в мире и, особенно, в северных регионах отмечается увеличение повторяемости, интенсивности и продолжительности опасных и экстремальных природных явлений, оказывающих негативное воздействие на население и хозяйственную деятельность. В связи с этим возрастает роль технологий прогнозирования опасных ГМЯ с различной заблаговременностью для включения их в национальные и региональные системы раннего обнаружения и предотвращения стихийных явлений.
В зоне внутренних морских вод и территориального моря, особенно в эстуариях рек бассейнов арктических и северных морей, повсеместно наблюдаются опасные и неблагоприятные ледовые и гидрометеорологические явления (часть из которых перечислена в РД 52.04.563-2002), влияющие на безопасность хозяйственной деятельности и, в частности, освоение минерально-сырьевых ресурсов в этих районах. Однако данный перечень является неполным, в особенности, если речь идет о шельфовых и, тем более, прибрежных районах. Сюда следует добавить обледенение сооружений (судов, причалов, платформ и т.д.), навалы льда на берега и береговые сооружения, экзарацию дна ледяными образованиями в районах прокладки подводных коммуникаций, отрыв припая в районах скопления людей или проведения работ.
Работы на арктическом шельфе включают проектирование, строительство и эксплуатацию морских платформ, терминалов, подводных трубопроводов, морских транспортных систем по перевозке нефти, газового конденсата и сжиженного газа, а также необходимой береговой инфраструктуры. Основные районы работ на период до 2010-2015 гг. - Баренцево и Карское моря, включая устьевые участки крупных сибирских рек.
В Баренцевом море следует ожидать сохранение наметившейся в конце ХХ и начале ХХI в. тенденции к увеличению вероятности появления айсбергов в районах северных морских месторождений, включая Штокмановское. Сохраняется риск вторжения арктических паковых льдов в более южные районы моря. Недропользователям необходимо предусматривать создание специальных служб по управлению рисками, связанными с айсберговой и ледовой опасностью, которые включают активную защиту от айсбергов и мониторинг ледяного покрова.
Кроме того, усилятся негативные явления, обусловленные ростом ветро-волновой активности, а именно:
- повторяемость ледовых штормов (шторм в холодный период года на акваториях с редким льдом);
- интенсивность брызгового обледенения;
- интенсивность разрушения берегов сложенных рыхлыми вечномерзлыми породами.
Для месторождений Карского моря также характерны указанные выше изменения, включая увеличение вероятности появления айсбергов, т.к. имеется сток айсбергов с восточных ледников Новой Земли и с Северной Земли.
Полученные в последнее время оценки увеличения высот волн в Баренцевом море ставят вопрос о необходимости пересмотра полученных ранее оценок экстремальных высот волн, значения которых заложены в проектные решения буровых платформ для нефтяных и газовых месторождений, таких как Штокмановское, Приразломная и др.
Существующая система прогнозирования опасных ледовых и гидрометеорологических явлений вследствие изменения режима под влиянием естественных и антропогенных факторов нуждается в постоянном совершенствовании, особенно вследствие изменения системы мониторинга. Кроме того, для ряда опасных природных явлений необходима разработка новых методов и технологий прогнозов, базирующихся на современных численных методах с использованием информации с новых наблюдательских платформ, в первую очередь, современных спутниковых систем.
Нефтяные разливы на морских акваториях наносят огромный материальный ущерб. Например, катастрофа танкера “Престиж” в ноябре 2002 г., когда около побережья Пиренейского полуострова в воды Северной Атлантики вылилось порядка 25 тыс. т нефтепродуктов, потрясла Испанию, а с ней и всю Западную Европу. Такие же инциденты происходили и на других акваториях. Ущерб от этих катастроф мог быть еще большим при отсутствии мероприятий по отслеживанию переноса нефтяных пятен и прогнозированию места и времени их выброса на побережье.
Интенсивное освоение углеводородных месторождений на шельфе морей России предопределяет необходимость создания специализированных регионально ориентированных технологий обнаружения и слежения за нефтяными разливами на всех стадиях процесса морской добычи и транспортировке нефтепродуктов. Особое значение такие технологии приобретают для системы мониторинга шельфовых зон арктических и замерзающих морей, где наличие ледяного покрова усложняет процесс слежения за нефтяными разливами, а сами разливы могут приводить к невосполнимым потерям для природной среды и социума.
В настоящее время состояние нормативной базы для определения ледовых нагрузок на гидротехнические сооружения, донные коммуникации и экологическую безопасность в свете современных требований неудовлетворительное.
В новом Своде правил («Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазопромысловых сооружений», 2004 г.) отражена возможность применения скважинного зонд-индентора для определения физико-механических характеристик льда наравне с образцовыми испытаниями и отражены требования к получению морфометрических характеристик торосистых образований. Однако отсутствует развитая методическая база. В Росгидромете разработаны и внедрены в практику оборудование, аппаратура и методики применения зонд-индентора и установки водяного термобурения на уровне макетного исполнения. Разработка метода совместного применения зонд-индентора и определения толщины консолидированного слоя торосов и стамух позволит более объективно оценивать ледовую нагрузку на сооружения. Необходимо довести разработки до промышленного варианта и внедрить методики в государственные нормативные документы.
КСБ представляет собой совокупность объектовых элементов и ведомственных подсистем безопасности и в функциональном отношении базируется на сопряжении элементов и подсистем.
Основу информационной инфраструктуры КСБ составляет совокупность взаимосвязанных ведомственных и объектовых информационно-аналитических подсистем (ИАПС). Интеграция ведомственных подсистем и объектовых элементов КСБ планируется путем организации информационно-технического взаимодействия ведомственных и объектовых ИАПС. Предполагается информационно-технического взаимодействие КСБ с другими государственными (ЕСИМО, РСЧС, ЕГСОНПО и др.) системами безопасности и быстрого реагирования, реализуемыми в стране. В конечном итоге создается межведомственная информационная система обеспечения контроля за объектами хозяйственной деятельности и мониторинга опасных явлений на ТВМКШ.
В компетенцию Росгидромета входит мониторинг окружающей среды и опасных природных явлений, что предполагает разработку и создание ИАПС «Мониторинг окружающей среды и опасных природных явлений» (МСОЯ), на основе которой и должен функционировать информационно-аналитический центр Росгидромета.
Подсистема МСОЯ должна обеспечивать постоянную и безотказную информационную поддержку принятия управленческих решений по наиболее важным направлениям применения и развития средств, методов и технологий в КСБ.
ИАПС МСОЯ должна реализовывать функции сбора, обработки и доведения до пользователей необходимой гидрометеорологической информации, а также получения данных для целевого мониторинга окружающей среды и опасных природных явлений. При этом возникают необходимость решения правовых, научных, технических и организационных задач взаимодействия с другими подсистемами КСБ.
В задачи проектирования ИАПС МСОЯ Росгидромета входит, в частности, проведение обследования функциональной структуры управления и информационной инфраструктуры КСБ в аспектах организации потоков гидрометеорологической информации и необходимых данных для целевого мониторинга окружающей среды и опасных природных явлений, анализ задач информационного обслуживания органов контроля за объектами хозяйственной деятельности и обеспечения безопасности деятельности в указанных выше аспектах, разработка концепции функционирования подсистемы и разработка технического задания на ОКР по созданию ИАПС МСОЯ.
Необходимость создания информационно-аналитического центра Росгидромета в рамках КСБ обусловлена тем, что безопасность деятельности по освоению морских месторождений минерального сырья в большой степени связана с оперативностью и полнотой учета ледовых и гидрометеорологических условий на всех уровнях управления морскими операциями. Своевременное проведение мероприятий, направленных на предотвращение ущерба от опасных и неблагоприятных ГМЯ требует непрерывного мониторинга за состоянием морской поверхности и ледяного покрова, который наиболее эффективно может осуществляться на базе единого информационно-аналитического центра.
Информационно-аналитический центр Росгидромета должен осуществлять сбор, обработку и анализ всей доступной информации, подготовку и распространение специализированной информационной продукции. Центр осуществляет постоянный информационный обмен с центрами других ведомств, включенными в КСБ, используя телекоммуникационные ресурсы ЕСИМО. Выход на надзорные и контрольные государственные органы, включенные в КСБ, осуществляется через информационно-аналитический центр Министерства природных ресурсов РФ.
Создание информационно-аналитического центра Росгидромета на базе ГУ «ААНИИ» потребует наименьших затрат времени и средств, т.к. ГУ «ААНИИ» уже является основным центром системы «Север», которая была создана в 80-е гг. во исполнение решения Правительства СССР. Система предназначена для непрерывного мониторинга ледовых и гидрометеорологических условий в Арктике и замерзающих морях, а также для специализированного гидрометеорологического обеспечения различных видов морской деятельности.
Целью создания подсистемы освещения состояния окружающей природной среды КСБ является обеспечение необходимого уровня безопасности изучения и освоения минерально-сырьевых ресурсов ТВМКШ России и минимизация рисков возникновения нештатных и аварийных ситуаций, обусловленных ГМЯ, путем создания подсистемы гидрометеорологической безопасности.
Базовыми принципами КСБ являются:
- государственный контроль за состоянием окружающей природной среды и уровнем загрязнения ТВМКШ России;
- минимизация рисков возникновения аварийных ситуаций на основе комплексного учета гидрометеорологической информации и системы своевременных предупреждений о возникновении опасных и неблагоприятных метеорологических, ледовых и гидрологических явлений.
Создание подсистемы освещения состояния окружающей природной среды КСБ предусматривает решение совокупности задач по следующим основным направлениям:
- направление 1 - развитие нормативно-правовой базы создания подсистемы Росгидромета КСБ;
- направление 2 - разработка и развитие методической базы создания подсистемы Росгидромета КСБ;
- направление 3 - разработка технологических основ создания подсистемы Росгидромета КСБ;
- направление 4 - разработка организационных основ создания подсистемы Росгидромета КСБ.
В состав задач по направлениям входят:
По направлению 1:
- совершенствование нормативно-правовых документов по учету гидрометеорологических процессов и явлений на различных стадиях освоения минерально-сырьевых ресурсов.
По направлению 2:
- создание информационно-справочных систем нового поколения современного состояния метеорологических, ледовых и гидрологических параметров для ТВМКШ;
- научно-методическое обоснование снижения риска от воздействия опасных и экстремальных гидрометеорологических явлений на стадии концептуального планирования и обоснования инвестиций.
По направлению 3:
- разработка методов и технологий прогнозирования опасных и неблагоприятных ледовых и гидрометеорологических явлений для ТВМКШ;
- разработка технологий обнаружения нефтяных загрязнений морской среды при наличии ледяного покрова с использованием методов дистанционного зондирования и технологий прогнозирования их переноса и трансформации на основе численного моделирования;
- развитие базового программно-технического комплекса специализированного гидрометеорологического обеспечения арктической транспортной системы добычи и вывоза минеральных ресурсов;
- разработка гидрометеорологического контура в системе государственного контроля за безопасностью и поддержания готовности сил и средств по ликвидации аварий.
По направлению 4:
- создание информационно-аналитического центра Росгидромета для обеспечения гидрометеорологической безопасности и взаимодействия с информационно-аналитическим центром Министерства природных ресурсов РФ.
КСБ - это совокупность объектовых элементов и ведомственных подсистем безопасности, реализуемая на основании нормативных положений, проектных, технических, организационных решений и практических мероприятий при изучении и освоении минерально-сырьевых ресурсов континентального шельфа РФ.
Развитие системы государственного контроля безопасности и поддержания готовности сил и средств по ликвидации аварий требуют создания ведомственных подсистем КСБ, функционирующих на основании существующего распределения зон ответственности между министерствами и ведомствами.
Неотъемлемой частью КСБ служит подсистема освещения состояния окружающей природной среды, разработка и создание которой входят в компетенцию Росгидромета.
Создание подсистемы освещения состояния окружающей природной среды КСБ обеспечит развитие и удовлетворение потребностей в информации, повышение достоверности прогнозирования опасных природных и техногенных катастроф и предотвращение возможной гибели людей и материального ущерба от опасных природных и техногенных катастроф.
Фролов Иван Евгеньевич. Доктор географических наук, профессор, директор ГУ "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт".
Данилов Александр Иванович. Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, заместитель директора ГУ "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт".
Дмитриев Виктор Георгиевич. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Ученый секретарь ГУ "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт".
| 