Описание проекта

Пирологическая экспертиза – это применение современных научных разработок лесной пирологии (науки о лесных пожарах) для снижения отрицательного воздействия пожаров растительности. Под пирологической экспертизой мы подразумеваем ряд мероприятий, направленных на: 1) оценку природной пожарной опасности (ППО), 2) оценку распределения нефтегазовых объектов во времени и по территории, как потенциальных источников огня, 3) разработку рекомендаций по рациональному проведению противопожарных мероприятий.

За рубежом вопросу природной пожарной безопасности нефтегазовых объектов уделяется большое внимание. В Канаде имелись случаи перенесения промышленного оборудования, буровых установок и рабочих поселений с целью спасения от приближающего природного пожара. В 2012 г. Агентством безопасности канадской добывающей нефтегазовой промышленности было выпущено руководство по оценке пожарной опасности нефтегазовых объектов (FireSmart. Guidebook for the oil and gas industry [Электронный ресурс], 2012. Режим доступа: http://wildfire.alberta.ca/fire-smart/documents/FireSmart-Guidebook-OilAndGasIndustry-2008.pdf). На его основе было разработано программное обеспечение «FireSmart», которое позволяет в автоматическом режиме оценить пожарную опасность на участке. В этом руководстве учитывается фактор воспламеняемости растительного покрова. Но представленная в нём классификация растительности является интегрированной, и она не исчерпывает всё разнообразие групп растительных горючих материалов, характерных для территории нашей страны.

В настоящее время в России оценка природной пожарной опасности, утверждённая Приказом Рослесхоза от 05.07.2011 г. № 287, является интегрированной, грубой, она не решает вопроса прогнозирования поведения пожаров растительности. В этом документе приводится классификация природной пожарной опасности лесов, основанная на шкале оценки лесных участков по классам природной пожарной опасности И.С. Мелехова, предложенной им в 1947 г.

Центром по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН ведется разработка методики оценки пожарной опасности. Эта методика основана на анализе статистических данных о пожарах предыдущих лет. Получаемый прогноз является недостаточно точным, так как не учитывает природную составляющую.

Наши решения, позволяющие более точно оценивать ППО и разрабатывать рекомендации по противопожарному обустройству НГО:

1) Детальная классификация групп растительных горючих материалов (РГМ, совокупность всей растительности, представленной на территории и классифицируемой по отношению к горению и функциям, которые она может выполнять в процессе горения) на однотипные комплексы и их картографирование. За 75 лет, после 1947 года, последователями И.С. Мелехова в лаборатории лесной пирологии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАНизучены для отдельных типов леса запасы РГМ по видам, их теплотворная способность и плотность слоя, а также изучена связь их влагосодержания с лесопожарными показателями засухи. Обобщена накопленная информация по скорости созревания разных типов леса, дополнительно проведены пирологические наблюдения и описания в разных регионах России и разработана детальная классификация растительных горючих материалов, позволившая начать разномасштабное картографирование РГМ. Картографирование РГМ является новым направлением в пирологической науке. Помимо графического отображения карты содержат базу данных пирологических характеристик участка, которую в любой момент можно дополнить или изменить. Эта особенность позволяет оперативно создавать актуальные карты пожарной опасности, что является большим преимуществом перед используемыми с 80-х годов прошлого века в лесном хозяйстве «Лесопожарными картами». Для картографирования РГМ разработана методика непосредственной индивидуальной пирологической характеристики участков растительности в полевых условиях, методика косвенной индивидуальной пирологической характеристики участков растительности на основе лесоустроительной информации, метод «автономного» составления карт РГМ на основе аэрокосмоснимков и методика сопряжённого составления карт РГМ на основе других тематических карт. Карты РГМ служат матрицей для создания серии карт текущей природной пожарной опасности для каждого класса засухи (по условиям погоды) в разное время года.

На сегодняшний момент в лаборатории лесной пирологии Института леса СО РАН разработано программное обеспечение для автоматизированного составления карт оценки ППО и прогноза поведения пожаров (Корец М.А. Волокитина А.В. «Программа для расчета пирологического описания лесоустроительных выделов» Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2014660252 от 3 октября 2014 г., Корец М.А., Волокитина А.В. «Программа для прогноза распространения низового пожара» Свидетельство государственной регистрации программы для ЭВМ №2015661771 от 9 ноября 2015 г.), разработаны методические рекомендации по проведению пирологической экспертизы (Софронова, А. В. Методические рекомендации по проведению пирологической экспертизы на разных этапах формирования нефтегазовых комплексов / А. В. Софронова, А. В. Волокитина // Передовые технологии и материалы будущего: сборник статей IV Международной научно-технической конференции "Минские научные чтения-2021", Минск, 9 декабря, 2021 г. : в 3 т. - Минск: БГТУ, 2021. - Т. 1.- С. 269-272.).

2) Упрощение информационной базы карт: 97% пожаров низовые, верховые развиваются из низовых. При низовых пожарах возможность горения определяется характером слоя основного проводника горения (ОПГ) – непрерывный слой растительных горючих материалов (РГМ) на поверхности почвы, по которому может распространяться пламенное горение. Выделу на карте присваивают цвет соответствующего типа ОПГ.

3) Взаимосвязь пожарного созревания типов ОПГ с классами пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды.

4) Классификация нефтегазовых объектов (НГО) по их пожарной опасности и роли в распространении горения. Наибольшая плотность загораний отмечается в полосах леса шириной 500 м вокруг факелов сжигания попутного газа. Далее в порядке уменьшения горимости располагаются: 500-метровая зона вокруг эксплуатационных буровых площадок и центральных пунктов сбора и подготовки нефти или газа; пятикилометровые полосы лесов вдоль автодорог; трубопроводы; трассы ЛЭП и линий связи, 500-метровые зоны вокруг водоемов, используемых для отдыха и рыбной ловли.

5) Анализ взаимного расположения НГО и пожароопасных участков растительности. На открытых участках, где вырублен лес, высыхание ОПГ происходит быстрее, чем под пологом леса, что повышает пожарную опасность. Откачивание воды из скважин при нефтегазодобыче может понизить уровень грунтовых вод и провоцировать процессы разболачивания, что сопровождается высыханием мха и подстилки на заболоченных участках и повышением природной пожарной опасности (ППО). Минерализация затрудняет распространение горения, но на обнаженной поверхности довольно быстро может развиться осоковый или злаковый покров, что, напротив, значительно увеличивает пожарную опасность, поскольку весной и засушливой осенью может образоваться достаточный для распространения горения запас травяной ветоши, «созревающей» уже при первом классе засухи по условиям погоды. Дороги и трубопроводы, проложенные поперек даже слабых склонов, препятствуют поверхностному стоку и вызывают переувлажнение и заболачивание, особенно при тяжело-суглинистых подстилающих грунтах, и усыхание насаждений. Если в процессе заболачивания разрастаются мхи (политрихум, сфагнум), то ППО – снижается, а если разрастаются осоки и злаки – то ППО возрастает. Ниже дороги по склону может происходить пересыхание почвы и увеличение пожарной опасности.

6) Противопожарное обустройство нефтегазовых объектов, расположенных на участках с высокой ППО, полосой 21,2-31,4 м. Постановлением Правительства РФ от 09.09.1993 №886 «Об утверждении Правил пожарной безопасности в лесах Российской Федерации» к нефтегазоразведочным и нефтегазодобывающим предприятиям обозначены требования прокладывания по границам буровых скважин и других сооружений минерализованные полосы шириной не менее 1,4 м и содержать ее в очищенном состоянии. Более эффективной защитой служат две минерализованные полосы шириной 60-70 см на расстоянии 20-30 метров друг от друга. Пространство между ними делят на клетки площадью 0,04-0,09 га дополнительными минерализованными полосами. Из клеток удаляют валеж, вырубают и удаляют подрост, молодые хвойные деревья, но обязательно оставляют лиственные породы деревьев (березы, осины). Напочвенный покров в клетках выжигают. Выжигание должно проводиться при невысоком уровне засухи в вечернее время. Необходимо учитывать, что заградительная полоса не может выполнять роль надежной защиты объекта от верхового пожара. При возникновении и развитии сильного лесного пожара, движущегося в сторону любого объекта, включая и населенные пункты, заградительная полоса должна использоваться в качестве опорной линии для заблаговременного отжига.

Описание проблемной ситуации

Освоение северных нефтегазовых месторождений Восточной Сибири является одним из главных направлений развития российской добывающей промышленности и имеет огромное экономическое значение. Залогом устойчивого развития является промышленная и экологическая безопасность, рациональное использование ресурсов.

Крупнейшие нефтегазовые месторождения Красноярского края расположены в средней тайге – подзоне, имеющей большие запасы растительных горючих материалов. Здесь могут развиваться очень крупные, уничтожающие с большой скоростью всё на своём пути пожары.

Растительность является тем компонентом природной среды, который регулирует нормальное функционирование всех остальных составляющих биосферы, начиная от газового состава атмосферы и кончая режимом поверхностного стока. Неуправляемые пожары не только уничтожают растительный и животный мир, но и повышают содержание парниковых газов в атмосфере, представляют угрозу самим объектам нефтегазовой отрасли, жизни и здоровью людей, препятствуют проведению авиационных работ.

В целях обеспечения экологической безопасности и охраны окружающей среды разрабатывают материалы оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Однако, в настоящее время в рамках проведения ОВОС при оценке влияния нефтегазовых объектов на лесные территории природная пожарная опасность (ППО) не была учтена, был рассчитан только показатель лесистости участка относительно регионального значения до и после отвода земель под нефтегазовые объекты и объекты инфраструктуры месторождений.

Разведка запасов нефтегазоконденсатных месторождений и их добыча сопровождаются увеличением антропогенных и промышленных источников загорания. Проведено немало исследований, подтверждающих, что частота пожаров на окружающих нефтегазовые объекты территориях увеличивается в несколько раз (Чижов, Б.Е. Охрана и рекультивация таёжных экосистем при нефтегазодобыче / Б.Е. Чижов – Пушкино: ВНИИЛМ, 2011. – 254 с., Седых, В.Н. Леса Западной Сибири и нефтегазовый комплекс / В.Н. Седых. – М.: Экология, 1996. - Вып. 1. - 36 с., Представлены предварительные результаты проекта «Динамика антропогенной деградации ландшафтов Западной Сибири при нефтедобыче на примере Самотлорского, Мамонтовского и Южно-Балыкского месторождений»[Электронный ресурс], 2012. Режим доступа: http://www.transparentworld.ru/ru/news/new119.html).

Согласно исследованию временного ряда космических снимков с 1984 по 2008 г. и топокарты 1970 г., проведенному в 2008 г. (Софронова, А.В. Картографирование изменений на лесных территориях под воздействием объектов нефтегазовой отрасли / А.В. Софронова // Исследование компонентов лесных экосистем Сибири. – Красноярск: Изд-во Института леса им. В.Н. Сукачёва СО РАН, 2011. – С. 64-67), на изменение лесопокрытой площади района Юрубченского нефтегазового месторождения наибольшее влияние оказали пожары, а размещенные объекты НГО заняли незначительную площадь. При изучении динамики пожарищ было отмечено резкое возрастание их площади в период наиболее интенсивного освоения месторождения (строительство вахтового посёлка, размещение основного количества скважин, соответствующей инфраструктуры). При этом наибольшая площадь пожарищ приурочена к местам наиболее интенсивных разработок месторождения. Это подтвердил и дальнейший космический мониторинг месторождений. На рисунке представлен фрагмент космического снимка Landsat 14 августа 2013 г.

Мониторинг состояния окружающей среды в зоне воздействия предприятий нефтегазовой отрасли на территории Красноярского края ведётся с 2008 г. По результатам космического мониторинга ежегодно отмечается возникновение крупных пожаров вблизи нефтегазовых объектов. В 2016 году пожарами была охвачена территория магистрального нефтепровода «Ванкор-Пурпе», крупные пожары прошли на Тагульском, Юрубченском, Куюмбинском, Пайгинском и Терско-Камовском месторождениях. Суммарная площадь выгорания леса и тундры на всех участках наблюдения по состоянию на сентябрь 2016 года составила 346401,4 га (Обзор состояния (загрязнения) окружающей среды на территориях в зоне воздействия предприятий нефтегазовой отрасли за 2016 год/ Краевое государственное бюджетное учреждение «Центр реализации мероприятий по природопользованию и охране окружающей среды Красноярского края» [Электронный ресурс] Режим доступа: http://krasecology.ru/About/NGOReview).

А ведь значение лесных ресурсов для экономики страны трудно переоценить. Лес – это древесина, техническое и лекарственное сырье, сбор грибов, ягод, развитие охотничьего хозяйства, туризма, а для малочисленных народов севера – неотъемлемая часть жизненного уклада, выживания и пропитания. От леса зависит климат территории, лес регулирует водный режим рек, а реки – это развитие рыбного промысла. С разработкой нефтегазовых месторождений на малоосвоенных территориях важно учитывать не только добычу полезных ископаемых, но содействовать комплексному развитию регионов, рациональному использованию всех природных ресурсов вместе.

В оценке природной пожарной опасности (ППО), утверждённой Приказом Рослесхоза от 05.07.2011 г. № 287 приводится классификация природной пожарной опасности лесов, основанная на шкале оценки лесных участков по классам природной пожарной опасности И.С. Мелехова, которую он разработал в 1947 г. За 75 лет были проведены фундаментальные исследования природы пожаров растительности, которые позволили усовершенствовать классификацию растительных горючих материалов, разработать методы их картографирования, на основе которых можно более точно оценивать ППО и решать вопросы управления пожарами (Волокитина, Софронов, 2002).

Обобщая все вышеизложенное, проблемную ситуацию можно охарактеризовать следующим образом: наблюдается высокая горимость растительного покрова на участках нефтегазовых месторождений, сокращение площадей лесов, задымленность близлежащих регионов и городов в пожарооопасный период, но есть решение этой проблемы в виде технологии пирологической экспертизы, для этого необходимо обязательно включить проведение пирологической экспертизы в техническое задание работ по оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС).

Презентации

Пирологическая экспертиза

Пульс