Требования к функциональным подсистемам ПЭМ

На примере организации ПЭМ на объектах ОАО «Газпром» покажем, что входит в каждую из подсистем мониторинга.

Информационно-измерительная подсистема (ИИП) представляет собой комплекс программных и технических средств, обеспечивающий:

• • получение (сбор) информации о параметрах окружающей среды на объекте и на контролируемой территории;
• • первичную обработку информации;
• • передачу информации в информационно-управляющую систему;
• • поддержание эксплуатационных метрологических характеристик оборудования.

Информационно-измерительная подсистема состоит из измерительных звеньев — автономных элементов (датчик, комплекс, модуль и т. д.), предназначенных для реализации определенного типа измерений, наблюдений и передачи данных. Например, в качестве измерительных звеньев выступают:

• — автоматические и обслуживаемые стационарные посты контроля параметров окружающей среды;
• — передвижные лаборатории, оснащенные комплексным оборудованием для осуществления периодического отбора проб воздуха, воды, почвы, экспресс-анализа проб, их доставки в стационарные лаборатории, а также ввода полученных данных в систему;
• — стационарные лаборатории, оенащенные комплексным оборудованием для проведения химических анализов отобранных проб воздуха, воды, почвы и передачи полученных данных в информационно-управляющей системе;
• — средства дистанционных наблюдений (авиационные, космические).

Также в состав ИИП входят пункты контроля. Это специальным образом оборудованные площадки или участки территории, предназначенные для периодического отбора проб, проведения наблюдений за природными средами или процессами либо для пассивного накопления информации о состоянии природных сред или процессов.

Подсистема передачи данных представляет собой комплекс унифицированных программных и технических средств передачи информации. При этом обеспечена совместимость с другими корпоративными системами передачи данных, надежный и достоверный обмен данными между всеми элементами системы ПЭМ, а также с внешними объектами. Основной результат передачи данных — своевременная доставка измерительной информации и других данных ПЭМ и ее загрузка в базы данных системы, а также передача необходимой информации оперативному персоналу и заинтересованным лицам на терминалы системы ПЭМ. Для передачи измерительной информации используют любые каналы передачи данных, входящие в систему технологической связи, обслуживающую объекты предприятия (телефонные каналы, радиоканалы либо системы связи общего пользования). При необходимости развертывают специальные средства передачи данных.

Информационно-управляющая подсистема (ИУП) представляет собой комплекс технических и программных средств. В общем случае ИУП выполняет следующие функции:

• • сбор информации, поступающей из ИИП системы ПЭМ, а также от внешних по отношению к системе ПЭМ источников информации (службы объекта, предприятия, элементы ЕГСЭМ и т. д.);
• • обработка, накопление и архивирование измерительных данных;
• • информационный поиск и доступ к архивной информации;
• • ведение информационной (геоинформационной) модели контролируемого объекта и прилегающей территории, формирование и накопление условно-постоянных и оперативных картографических и фактографических данных;
• • математическое моделирование экологических процессов (в частности, процессов переноса и трансформации загрязнений, анализ и прогноз динамики загрязнений);
• • представление плановой и экстренной информации пользователю;
• • распределение данных мониторинга между пользователями;
• • обеспечение совместимости с другими (внешними по отношению к системе ПЭМ) информационными системами и службами;
• • формирование необходимой отчетности для пользователя и надзорных органов;
• • управление работой ИИП, в частности выбор режима функционирования измерительных звеньев, формирование и передача в ИИП соответствующих команд и сообщений.

Информационно-управляющая система объекта состоит из программноаппаратных комплексов, функционирующих в автоматическом и в автоматизированном режиме. Количество таких комплексов, режим их работы на объекте определяются в зависимости от структуры объекта, структуры предприятия в целом и объема функций ИУП на объекте.

Таким образом, ПЭМ — это действенный инструмент для оценки существующего санитарно-экологического состояния контролируемой территории, а также для прогноза возможного изменения направлений естественных процессов, испытывающих воздействие техногенных (антропогенных) факторов.

Функционирование системы ПЭМ должно проводиться на четырех уровнях: объект — локальный уровень; предприятие — территориальный уровень; регион; отрасль.

При разработке мероприятий по улучшению санитарно-экологической обстановки на территориях добычи, транспорта и переработки УВ необходимо учитывать латентный (скрытый) характер действия многих источников загрязнения, особенно в начальный период их функционирования. Для таких источников характерна определенная инерционность действия. Ликвидация точечных, очаговых и линейных источников загрязнения сказывается на улучшении санитарно-экологического состояния почв, растительности, поверхностных и подземных вод спустя определенный промежуток времени. Последнее обстоятельство должно определять продолжительность функционирования ПЭМ (или части его) после ликвидации загрязняющих объектов или нефтепромысла в целом.

Принципиально важным является выделение в ПЭМ стадийности функционирования объектов добычи нефти: фоновая стадия строительства, эксплуатации, ликвидации и послеэксплуатационная. Каждая из этих стадий имеет свою специфику наблюдений и методов их проведения.

В практике ведения ПЭМ разделяют два принципиальных подхода. Это собственно мониторинг ОС как система наблюдений, оценки и прогноза ее состояния и мониторинг источников воздействия на нее. Необходимость второго подхода обусловлена тем, что, не зная динамики воздействия источников, нельзя дать оценку реакции компонентов окружающей среды на эти воздействия. Следует также учитывать в соответствии с системными принципами обратные связи, т. е. воздействия среды на инженерные объекты. Несоблюдение этого положения многими добывающими предприятиями приводит к тому, что при организации и функционировании ПЭМ отслеживаются только выбросы, сбросы и образование твердых отходов, но не изменения в ОПС, вызванные их действием.

Другой типичный недостаток связан с существованием многих видов мониторинга ОПС (атмосферы, гидросферы, почв и т. д.), которые проводятся по мере требования контролирующих органов. Часто такие исследования не взаимоувязаны в пространстве и времени, имеют различные методические основы проведения, измерения проводятся по ограниченному числу параметров с применением несертифицированных приборов, неаттестованных методик и неаккредитованных экоаналитических лабораторий. Ценность результатов проводимых при таком подходе исследований невелика, поскольку официально они могут быть оспорены в любой инстанции.

Ниже мы воспользуемся опытом создания ПЭМ геотехнологических систем, разработанным сотрудниками «Надымгазпрома» с некоторыми изменениями. Общая структура мониторинга нефтегазодобывающих предприятий может быть представлена в виде следующей схемы^[1] (рис. 7.4).

ГО СО го.

Рис. 7.4. Общая структура организации ПЭМ нефтегазодобывающего предприятия.

Создание систем управления качеством окружающей среды в соответствии с действующим законодательством и стандартами серии ИСО (ISO) 14 000 должно базироваться кроме перечисленных информационных потоков на четком методическом подходе в цепочке «сбор информации — реализация управленческих решений».

Следуя предлагаемой технологии проведения геоэкологического мониторинга и использования его результатов, информация о состоянии окружающей среды и инженерных сооружений собирается на основе наземной сети наблюдений и дистанционных методов. Далее происходит накопление и обработка данных раздельно для каждого компонента среды с целью проведения диагностики состояния природно-техногенной системы (ПТС). Диагностика проводится на основе показателей, характеризующих происходящие антропогенные изменения:

• • степень загрязнения окружающей среды по отдельным компонентам и на основе интегральных показателей с использованием значений концентраций химических элементов в сопряженных средах, как миграционных, так и накапливающихся;
• • степень нарушенное™ почвенно-растительного покрова и динамика его восстановления;
• • характер изменения условий естественного стока (поверхностного и подземного);
• • пораженность территории экзогенными геологическими процессами;
• • характер изменения геологической среды (в том числе и многолетнемерзлых пород), радиационной и геодинамической обстановки;
• • идентификация состояния компонентов окружающей среды по категориям состояний (экологическая норма, риск, кризис, бедствие) и взаимоувязка эколого-геологических условий на основании оцениваемых параметров состояния природных систем;
• • оценка состояния инженерных объектов и их взаимодействий с компонентами природных систем.

Один из таких подходов представлен на рис. 7.5^[2].

Таким образом, производится оценка текущей экологической ситуации в пределах всей ПТС с решением следующих задач:

• • определение соответствия фактических нарушений природных систем проектным (нормативным) уровням воздействий;
• • обнаружение сверхнормативных воздействий;
• • выявление потенциальных аварийно опасных элементов инженерных сооружений;
• • выявление зон экологического риска, в которых степень преобразования природных систем превышает критические значения и пределы устойчивости экосистем;
• • прогноз тенденции негативных изменений компонентов окружающей среды и деградации инженерных сооружений.

го со.

Рис. 7.5. Методический подход к выполнению геоэкологического мониторинга для обеспечения экологической безопасности газопромысловых объектов.

На базе проведенных оценок текущих экологических ситуаций разрабатывается комплекс специальных мероприятий, направленных на стабилизацию природных систем и обеспечение нормальной работы инженерных сооружений. При этом управленческие решения сводятся к следующим генеральным условиям:

• • оптимизация сложившейся системы природопользования;
• • корректировка существующего комплекса природоохранных мероприятий;
• • разработка специальных инженерных мер по защите окружающей среды;
• • изменение действующих технологических схем, технических решений и конструкционных особенностей эксплуатируемых объектов.

Рассмотренный подход к созданию экологического мониторинга ПТС в криолитозоне сформировался на основе опыта более чем 20-летней эксплуатации Медвежьего месторождения газа и способствовал его реконструкции и техническому перевооружению.

Наблюдательная сеть экологического мониторинга в процессе усиления техногенной нагрузки может быть при необходимости расширена или уплотнена в зависимости от конкретных обстоятельств. Корректировка наблюдательной сети производится по согласованию с природоохранными и другими контролирующими органами.

Разработчик нефтяных и газовых месторождений обязан в конце каждого года представлять в контролирующие органы информационный отчет об экологическом состоянии эксплуатируемых природных объектов, содержащий обоснованную оценку произошедших изменений, а также прогноз санитарно-экологического состояния подведомственной территории на ближайшую перспективу.

• [1] См.: Березняков А. Я., Березнякова Е. Я., Грива Г. Я., Кононов В. Я. Геоэкологическиймониторинг геотехнологических систем в северных газодобывающих регионах: задачи, особенности и методы выполнения // ИТС. Сер. Проблемы экологии газовой промышленности. ИРЦ Газпром. 1999. № 3. С. 3−17.
• [2] См.: Березняков А. Я., Березнякова Е. И., Грива Г. И., Кононов В. Я. Указ. соч. С. 3—17.