Трехмерные модели

Содержание

Введение

Актуальность.

Цель  работы – освоение методики построение трехмерных моделей нефтезагрязненных  участков.

Задачи:

1)разработать шкалы нефтезагрязнений.

2)построить трехмерные (3D) модели степени загрязнения по каждому участку

3)создать классификационные таблицы.

Объект исследования -нефтезагрязненные земельные участки НПА-8 Самотлорского лицензионного месторождения .

Предмет исследования - загрязнения нефтепродуктами.

Практическая  значимость. Без 3D моделей состояние нефтезагрязненных участков определяется с ошибками и невозможно точно рассчитать состав и объем рекультивационных работ.

1.1 Разработка  шкал загрязнений нефтепродуктами

Одним из важнейших моментов при исследовании влияния того или иного загрязнения  на окружающую среду является его  шкалирование, т.е. дифференцирование  различных концентраций загрязнения  по особенностям воздействия на природные  компоненты, в первую очередь живые организмы. Анализ опубликованных источников показал, что выделяют три основные степени загрязнения почв: 1) слабое – до 10%; 2) среднее – от 10 до 40%; 3) сильное – более 40. Слабое загрязнение резко снижает продуктивность и ведет к гибели около 1/2 растительности. При среднем загрязнении древостой и кустарники погибают полностью в течение 10 лет. Сильное загрязнение совершенно разрушает фитоценоз в период до 1 года. Данная градация принята за основу при разработке шкалы загрязнения нефтепродуктами (таблица 2). Учитывались также показатели из типовой инструкции ТНК-ВР «Управление деятельностью по рекультивации загрязненных земель», типового технического стандарта ТНК-ВР «Нормативы качества рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами» и регионального ДОСНП [6]

Таблица 1

Шкала загрязнения нефтепродуктами

Однако  собственно нефтяное загрязнение не приводит к необратимым последствиям. Концентрация нефти уже за первые полгода после разлива уменьшается  вдвое. Через 3-5 лет при слабом загрязнении  полностью восстанавливается подрост, а через 10-12 лет – древостой. При  среднем загрязнении за счет подроста лесное сообщество (включая древостой) восстанавливается к 10 годам. При сильном загрязнении восстановление начинается только через 5-7 лет .

Разливы имеют четко выделяемые зоны, различные  по степени загрязнения субстрата  и деградации БГЦ: зону максимальной нагрузки, образованную путем прямого  заливания нефтью поверхности почвы, и переходную зону, отличающуюся отсутствием  загрязнителя на поверхности травяно-мохового покрова, меньшим процентом гибели растительности и концентрацией  нефти в подстилке. Переходная зона образуется при пропитывании органогенного  почвенного горизонта снизу. Ширина ее зависит от количества вылитой  нефти, сезона года, характера грунта и общего уклона местности; на крутых склонах она может достигать 8-10 метров, составляя до 30% общей площади загрязнения.

Наибольшие  разливы имеют место в районах  с общей выравненностью рельефа  и высоким уровнем грунтовых  вод (верховые олиготрофные болота). Они  характеризуются широким распространением нефти от места попадания ее в  окружающую среду и незначительным  проникновением ее в глубь.[6]

1.2 Технологии рекультивации нарушенных земель

При загрязнении почвы нефтью происходит нарушение хода биологических и биохимических процессов, ухудшается её химический состав, угнетается деятельность микрофлоры, изменяется видовой состав микробов, из-за ухудшения условий произрастания и прямого действия нефти угнетаются растения.

На разливах нефти можно выделить две зоны: зону сильного загрязнения  с глубоким нарушением всех видов растительности, при котором восстановление растягивается более чем на 10 лет, и зону умеренного загрязнения, где деградационные изменения обратимы в хозяйственно-приемлимые сроки, а рекультивация почвы не требуется[4].

С учетом большого удельного веса сильно нарушенных зон, более 90% разливов требуют интенсивной рекультивации, направленной на восстановление плодородия почв [13].

В настоящее время известно много  технологий рекультивации загрязненных нефтью земель. Это физико-химические технологии и биотехнологии. Первые дороже на 10-40%. Ускорить естественные процессы разложения нефти целесообразно лишь после 1,5-2 лет. В этот период следует локализовать разлив и собрать максимум нефти. Рекомендуется смывать нефть водой, применять торфяные маты, которые соберут остатки нефти.

Целью настоящего Стандарта является обеспечение  качества рекультивации загрязненных земель не ниже требований действующего законодательства. Требования, изложенные в настоящем Стандарте, направлены на улучшение и стабилизацию экологической  обстановки в районах, в которых  Общества, указанные в Официальном  списке Группы ТНК-ВР осуществляют добычу нефти и газа, переработку и  хранение нефти и нефтепродуктов.

В настоящем  Стандарте используются следующие  основные термины и условные обозначения:

Биологический этап рекультивации - этап рекультивации земель, включающий комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почвы, осуществляемых после технической рекультивации. Включает: внесение извести, минеральных удобрений, торфа, биопрепаратов, посев семян трав, посадку саженцев, уход за посевами и др.

Водохозяйственное направление рекультивации  земель - создание в понижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения, а также рекультивация земельных участков, находящихся в водоохранных зонах источников питьевого водоснабжения, рыбохозяйственных водных объектов.

Длительный мониторинг рекультивированных участков - совокупность мероприятий по контролю состояния рекультивированных участков и прилегающих к ним территорий в течение 3 лет после приемки-передачи рекультивированных земель.

Допустимое остаточное содержание нефти в почве (ДОСНП) - определенное по аттестованным в установленном порядке методикам содержание в почве нефти и продуктов ее трансформации после проведения рекультивационных и иных восстановительных работ, при котором:

-исключается  возможность поступления нефти  и продуктов ее трансформации  в сопредельные среды и на  сопредельные территории;

-допускается  вовлечение земельных участков  в хозяйственный оборот по  основному целевому назначению  с возможными ограничениями (не  природоохранного характера) режима  использования или вводится режим  консервации, обеспечивающий достижение  санитарно-гигиенических нормативов  содержания в почве нефти и  продуктов ее трансформации или  иных установленных в соответствии  с действующим законодательством  нормативных значений в процессе  самовосстановления, т.е. без проведения  дополнительных специальных ресурсоемких  мероприятий.[6]

Состояние земельных участков, загрязненных при  проведении всех видов работ или  в результате аварийных разливов, должно быть максимально приближенно  к уровню до начала производства работ  или до аварийной ситуации, при  этом рекультивация земель должна производиться  с максимально возможным сохранением  естественной растительности.

Нормативы качества, содержащиеся в настоящем  Стандарте, относятся:

- к участкам аварийных разливов сырой нефти и (или) подтоварных вод, продуктов переработки нефти, а также к объектам размещения нефтешламов или иных нефтесодержащих отходов, на которых завершен технический этап рекультивации (до проведения биологической рекультивации);

- нефтезагрязненным участкам, на которых произошло самовосстановление растительности и не требуется проведение полного цикла рекультивационных работ;

- к участкам с завершенными рекультивационными работами, готовым к приемке-передаче.[7]

Производится при наличии возможности  распространения разлитой нефти с загрязненного участка на прилегающие земли или в водоемы по уклонам местности и при возможных подъемах уровня почвенных вод, при обильных дождях, паводках и т.п.

Рекомендуется и при наличии  вероятности повторного загрязнения участка нефтью, разлитой на соседних участках и при вероятных авариях порывоопасных нефтепроводов.[13]

      ГЛАВА 2.

      2.1 Построение 3D моделей

В результате 8 обследованных участков с помощью трехмерного моделирования участков, удалось распределить по видам:

1. участки или их части, на которых требуется проведение биологической рекультивации;
2. участки или их части, на которых не требуется проведение биологической рекультивации;
3. участки или их части, на которых в настоящие время не возможно достижение требуемых результатов при проведении биологической рекультивации вследствие отсутствия необходимых или недостаточности существующих технологий;
4. участки или их части, на которых проведение биологической рекультивации временно является нецелесообразным вследствие высокой вероятности их повторного загрязнения из-за недостаточной эксплуатации надежности трубопроводов.

Рассмотрим  3D-моделирование данных участков. Местоположение участков показа на схеме приложение 1 и отражено в таблице 2.

Таблица 2

Координирование участков

Сам процесс  создания 3D – моделей можно разделить на два этапа. На первом этапе проводятся топографическая съемка, фотографирование, натурные обследования, создаются карты необходимого масштаба загрязненных участков.

Таблица 3

Данные  количественно-химического анализа  проб

с нефтезагрязненного участка № 2-8-2075

Таблица 4

Данные количественно-химического  анализа проб

с нефтезагрязненного участка № 2-8-2075

Таблица 5

Площадные и объемные параметры  участка № 2-8-2075

Таблица 6

Классификация частей участка № 2-8-2075

Пояснение к таблице 6:

Н – не требуется проведение биологической  рекультивации

Т - требуется проведение биологической  рекультивации

Таблица 7

Данные количественно-химического  анализа проб

с нефтезагрязненного участка № 2-8-2036

Таблица 8

Площадные и объемные параметры  участка № 2-8-2036

Таблица 9

Классификация частей участка № 2-8-2036

н – не требуется  рекультивация 

т – требуется  рекультивация

Таблица 10

Данные количественно-химического  анализа проб

с нефтезагрязненного участка № 2-8-2073

Таблица 11

Площадные и объемные параметры  участка № 2-8-2073

Таблица 12

Классификация частей участка № 2-8-2073

Таблица 13

Данные количественно-химического  анализа проб

с нефтезагрязненного участка № 2-8-2074