Приложение В (рекомендуемое). Использование математического моделирования при проведении наблюдений, оценке состояния и загрязнения морской среды и побережий в случаях разливов нефти и нефтепродуктов

Приложение В
(рекомендуемое)

Использование математического моделирования при проведении наблюдений, оценке состояния и загрязнения морской среды и побережий в случаях разливов нефти и нефтепродуктов

В.1 Математическое моделирование распространения разливов нефти и нефтепродуктов на морских акваториях является одним из инструментов определения местоположения и масштаба загрязнения морской среды и побережий после аварийных сбросов при осуществлении морской деятельности, при разведке, добыче и транспортировке углеводородного сырья.

В.2 Целью использования математического моделирования при проведении наблюдений, оценке состояния и загрязнения морской среды и побережий является повышение достоверности информации, предоставляемой потребителям, в том числе надзорным органам.

В.3 Где и когда возникнет чрезвычайная ситуация, в результате которой в морскую среду может попасть значительное количество нефти и нефтепродуктов, заранее неизвестно. В зависимости от гидрометеорологических условий в момент аварийного сброса и после него сценарий распространения разлива и его негативные последствия могут быть различными. Выявление ключевых акваторий, в которых можно ожидать самые высокие уровни загрязнения, и проведение в этих районах измерений по определению содержания ЗВ относится к задачам, решаемым с помощью математического моделирования. Результаты моделирования предназначены для использования при составлении программы мониторинга и оптимизации проведения работ с целью повышения достоверности получаемых результатов.

В.4 Разливы нефти и нефтепродуктов на морских акваториях приводят к локальным воздействиям на уязвимые ресурсы в течение ограниченного промежутка времени. Осаждение пролитой в море нефти на берегах водного объекта может иметь более длительное негативное воздействие на экосистему. По этой причине обследование акватории с целью определить воздействие аварийного нефтяного разлива следует проводить безотлагательно после окончания сброса нефти или, при продолжительном разливе, непосредственно в течение аварийной ситуации.

В.5 Нефть и нефтепродукты могут находиться в морской среде в виде пленочного загрязнения на поверхности моря и в виде растворенной или диспергированной нефти в одной толще. При адсорбции капель нефти на минеральных взвесях в поверхностном слое моря образуются агрегаты нефть-ил с соответствующим увеличением плотности. В результате осаждения на дне водного объекта образуются отложения адсорбированных нефтяных осадков. В периоды нарастания ледового покрова на морской акватории нефтяное загрязнение может распространяться в виде вмороженного в ледяной покров образования до момента таяния.

В.6 Распространение нефтяного загрязнения в морской среде в виде пленочного или внутриводного загрязнения приводит к воздействию на уязвимые ресурсы в области влияния разлива нефти до тех пор, пока нефть не пропадет с поверхности за счет процессов выветривания и не разбавится в морской среде до безопасных концентраций за счет процессов деструкции и турбулентной диффузии.

В.7 Область влияния аварийного сброса определяется масштабом сброса, характеристиками пролитой нефти или нефтепродукта и морскими течениями, за счет которых происходит распространение нефтяного загрязнения в морской среде. Область влияния аварийного сброса нефти определяется как совокупность участков акватории, водной толщи и морского дна, через которые нефтяное загрязнение от выявленного источника сброса распространялось в результате трансформации в морской среде.

В.8 Для решения задачи прогнозирования распространения разливов нефти на акваториях морей Российской Федерации (Каспийское, Баренцево и Белое моря) в системе Росгидромета созданы и создаются модельно-расчетные комплексы. Прогноз распространения нефти в море осуществляется на основании регионального гидрометеорологического прогноза, в результате которого рассчитываются поля приводного ветра и поверхностных течений.

В.9 Региональные гидрометеорологические прогнозы и технологии расчета распространения нефти и нефтепродуктов на морских акваториях Российской Федерации вводятся в оперативную практику после одобрения на Центральной методической комиссии по гидрометеорологическим и гелиогеофизическим прогнозам (ЦМКП) Росгидромета.

В.10 При отсутствии возможности провести оперативные расчеты распространения нефти и нефтепродуктов на обследуемой акватории моря по методикам, утвержденным ЦМКП Росгидромета, математическое моделирование при проведении наблюдений, оценке состояния и загрязнения морской среды и побережий в случаях аварийных сбросов нефти допускается проводить с использованием моделей и методов, проходящих опытную эксплуатацию в научно-исследовательских учреждениях Росгидромета (ФГБУ "ГОИН", ФГБУ "ААНИИ", ФГБУ "Гидрометцентр России", ФГБУ "ДВНИГМИ", ФГБУ "КаспМНИЦ").

В.11 Моделирование распространения загрязнения при мониторинге морской среды целесообразно проводить в следующих случаях:

- для выявления фактов неконтролируемых утечек нефти и нефтепродуктов;

- по факту выявленных источников аварийных сбросов для определения районов возможного воздействия ЗВ на окружающую среду.

В.12 Для выявления фактов неконтролируемых утечек нефти и нефтепродуктов на участках акватории, где хозяйственная деятельность может приводить к аварийным сбросам нефти и нефтепродуктов в морскую среду, необходимо провести расчеты морской циркуляции и рассчитать баланс ЗВ в виде пленочного или внутриводного загрязнения для рассматриваемого участка. В частности, для Каспийского моря разработана и рекомендована Решением ЦМКП Росгидромета от 23 июня 2017 года "Технология расчета водообмена и переноса ЗВ между различными частями Каспийского моря с использованием оперативной гидродинамической модели с разрешением одна морская миля по горизонтали и данных мониторинга загрязнения морской среды".

В.13 Использование упомянутой в В.12 технологии включает в себя:

а) формирование запроса на расчет потоков воды через границу, в котором указывается число участков (соответствует числу станций мониторинга) и координаты их конечных точек; число и глубина залегания слоев (соответствует числу горизонтов, на которых отбирались пробы для химического анализа), а также время начала и конца расчетного периода (соответствует времени проведения наблюдений за загрязнением морской среды);

б) получение расчетных данных в виде электронных таблиц данных о потоках воды (в ) вовнутрь (+) и вовне (-) границы по каждому участку и слою, с дискретностью один час;

в) расчет притока и оттока воды, суммарного и результирующего водообмена для каждого участка, слоя, а также всех участков и слоев воды за расчетный период (в );

г) формирование таблиц данных о концентрации ЗВ в морской воде для каждого слоя воды и участка границы (в );

д) расчет притока и оттока, суммарного и результирующего переноса ЗВ для каждого участка, слоя, а также всех участков и слоев воды за расчетный период (в ).

Результаты моделирования должны включать расчет потоков воды от поверхности до дна через все участки замкнутого контура мониторинга, построенного вокруг района хозяйственной деятельности.

В.14 На основании рассчитанных потоков воды и измеренных концентраций нефти и нефтепродуктов в контрольных точках контура мониторинга рассчитывается баланс между поступлением и стоком ЗВ из района хозяйственной деятельности. При положительном балансе ЗВ для конкретного участка акватории можно сделать вывод о возможных неконтролируемых утечках нефти или нефтепродуктов из района хозяйственной деятельности внутри контура мониторинга.

В.15 По случаям выявленных сбросов нефти и нефтепродуктов в морскую среду задача математического моделирования заключается в:

- определении области влияния разлива, внутри которой уязвимые ресурсы могут испытывать воздействие;

- оценке времени и места возможного воздействия разлива нефти на элементы экосистемы;

- определении участков берега, на которые возможен вынос нефти и где впоследствии будут проводиться мероприятия по рекультивации.

В.16 Организация, планирующая проведение мониторинга по факту аварийного сброса нефти в морскую среду, должна обратиться с запросом в Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), которое отвечает за обеспечение прогноза распространения аварийных нефтяных разливов в море в регионе, где проводится мониторинг, и в научно-исследовательские учреждения (ФГБУ "ГОИН", ФГБУ "ААНИИ", ФГБУ "Гидрометцентр России", ФГБУ "ДВНИГМИ"), которые оказывают научно-методическую поддержку при внедрении расчетно-модельных комплексов в производственные подразделения Росгидромета.

В.17 Запрос на проведение расчетов по факту аварийного сброса нефти в морскую среду должен содержать дату и время произошедшей аварии, тип пролившейся нефти или нефтепродукта, географические координаты аварии, объем и продолжительность сброса.

В.18 Результаты моделирования распространения нефтяного загрязнения при проведении наблюдений и оценке состояния морской среды в районах разведки и разработки морских нефтегазовых месторождений должны быть представлены в виде карт. При подготовке карт рекомендуется использовать цифровой векторный формат, например *shp (Shapefile).

В.19 Состав представляемых материалов включает оценку наиболее вероятного и возможного распространения загрязнения, определение участков акватории и побережий, подверженных загрязнению для проведения уточняющих инструментальных наблюдений после визуального осмотра и отбора соответствующих проб.

В.20 Границы областей вероятного обнаружения нефтяного разлива в последовательные моменты времени после начала аварии представляются в виде набора полигонов с рассчитанными координатами узлов.

В.21 Область влияния разлива нефти очерчивается линией, огибающей рассчитанный набор полигонов вероятного обнаружения разлива в моменты времени после разлива, рассчитанные на срок, в течение которого разлив нефти с заданными характеристика выветрится с поверхности моря, осядет на береговом контуре или рассеется в водной толще.

ГАРАНТ:

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

В.23 Для разливов нефти небольшого объема и продолжительности результаты расчетов по математическим моделям могут быть представлены в виде траектории перемещения разлива по поверхности моря с одновременным указанием площади поверхностного пленочного загрязнения и координат его центра.

В.24 Для разливов большой продолжительности результаты моделирования должны быть представлены в виде последовательных конфигураций области нефтяного загрязнения в заданные моменты времени после начала сброса.

В.25 Последовательные конфигурации области нефтяного загрязнения представляются в виде полигонов с заданными координатами узловых точек. Каждому моменту времени после аварийного сброса могут соответствовать один или несколько полигонов, ограничивающих область нефтяного загрязнения.

В.26 Для мелководных участков водоемов, попадающих в область влияния аварийного разлива нефти, по результатам математического моделирования отбираются пробы донных отложений для анализа загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Химический анализ проб проводится в соответствии с разделом 3.

В.27 Участки берега, непосредственно примыкающие к области влияния аварийного сброса нефти, включая область вероятного обнаружения разлива, должны быть обследованы инструментальными методами для уточнения масштабов и формы воздействия от выявленного источника сброса.

В.28 Результаты моделирования распространения нефти при аварийном сбросе передаются заказчику также в виде "Справки о прогнозе распространения аварийного разлива нефти или нефтепродуктов", рекомендуемая форма которой приведена в приложении Г.