Методологические основы типизации территорий для поиска мест размещения подземных хранилищ газа по геоэкологическим критериям

Актуальность работы состоит в необходимости поиска мест размещения новых подземных хранилищ газа (ПХГ) для развития газовой отрасли в РФ. В условиях большой протяженности газопроводов, необходимости газификации субъектов РФ, сложных геологических и климатических условий и важности экспорта газа для экономики страны, требуется определение рационального и экологически безопасного размещения объектов ПХГ. Проблема выбора мест размещения ПХГ крайне актуальна особенно для России, где на данный момент функционирует лишь 24 объекта ПХГ. Использование газа является безальтернативным по экологичности видом топлива. На сегодняшний момент поиск и разведка территорий для сооружения ПХГ учитывает в основном геологические характеристики территории, оценивая техническую возможность сооружения ПХГ. Подземное газохранилище - объект повышенной опасности, его эксплуатация связана с риском возникновения чрезвычайных ситуаций как для окружающей среды, так и для человека. Успешный выбор подходящего месторасположения ПХГ не только позволит снизить степень экологического риска для окружающей среды, но и поможет избежать негативного воздействия природно-техногенных процессов на работу газохранилища. Вышеуказанные обстоятельства, а также трудно-прогнозируемые негативные геоэкологические последствия долгосрочной эксплуатации ПХГ делают тему исследования особенно актуальной. Целью работы является разработка методологических основ типизации территорий для выбора мест размещения ПХГ по геоэкологическим критериям. Основные задачи: - установление геоэкологических критериев размещения ПХГ с учетом долговременной эксплуатации ПХГ и соответствующего характера воздействия на окружающую среду; - анализ нормативных документов, касающихся экологического аспекта разведки, создания и эксплуатации ПХГ; - разработка геоэкологических основ и принципов типизации территорий в целях выделения первоочередных территорий для строительства ПХГ; - создание геоинформационной цифровой модели Единой системы газоснабжения и размещения ПХГ в РФ; - анализ геоэкологических проблем эксплуатации действующих ПХГ в РФ; - подготовка картографического материала и опробование методики, визуальное отображение результатов работы. Методы исследований: При выполнении исследования применялись следующие методы: анализ практического опыта и научно-технической литературы, системный подход, картографические методы с применением современного программного обеспечения, метод балльной оценки. В качестве инструмента оценки использовалась разработанная методика. Научная новизна работы:  впервые предложена методологическая основа для комплексной оценки территорий с целью выбора мест размещения ПХГ, которая позволяет сравнивать различные характеристики по единой оценочной шкале;  научно обоснованы геоэкологические критерии выбора мест расположения ПХГ (геологические, экологические и социально-экономические), положенные в основу разработанной методике;  проведена типизация ряда территорий Дальневосточного ФО и выявлены районы возможного размещения ПХГ;  предложен новый подход к созданию Единой Системы Газоснабжения Дальневосточного ФО за счет создания новых ПХГ с позиции предупреждения негативных экологических последствий;  впервые сформулирована мысль о создании подводных подземных хранилищ газа в природных геологических коллекторах в районе острова Сахалин. Объекты исследований: Объектами исследования являлись субъекты Дальневосточного ФО: Магаданская область, Чукотский АО, Камчатский, Приморский край и Сахалинская область. Положения, выносимые на защиту: 1. При поиске мест размещения ПХГ на предпроектной стадии необходимо проведение геоэкологической оценки по ряду критериев для выбора оптимальной площади сооружения ПХГ. 2. Геоэкологическая оценка должна проводиться путем последовательного анализа и исключения территорий, имеющих повышенную экологическую значимость, и территорий, на которых развиты процессы, препятствующие безопасной эксплуатации ПХГ. 3. Разработанная методика опирается на анализ картографических материалов, в том числе геологических карт и разрезов, присвоение коэффициента каждому критерию в зависимости от условий. Затем формируется таблица, в которой на основе совокупности коэффициентов, выделяется 5 типов пригодности территории для размещения ПХГ. С использованием разработанной методики проведена типизация ряда территорий Дальневосточного ФО, выделены участки, благоприятные для размещения ПХГ. 4. При планировании строительства ПХГ на территории Дальневосточного ФО необходимо опираться на результаты типизации территорий по геоэкологическим критериям. На данный момент поиск и разведка структур для ПХГ опирается лишь на геологические особенности и опыт закачки газа, при этом экологические факторы учитываются недостаточно. Теоретическая и практическая значимость. Результаты работы носят как теоретический, так и прикладной характер. Методика разработана для выявления наиболее благоприятных мест размещения ПХГ с учетом не только геологических, но и экологических критериев. Выделены соответствующие критерии, они охарактеризованы в количественных показателях, представлена система их оценки. Выполнена типизация Приморского края, Камчатского края, Магаданской области, Сахалинской области и Чукотского АО, по результатам которой выявлены варианты возможного размещения ПХГ. Обоснованность и достоверность результатов. Исследование опирается на фундаментальные российские и зарубежные работы, касающиеся создания и эксплуатации ПХГ и геоэкологических проблем их функционирования. Достоверность подтверждается конкретными примерами применения методики типизации территорий для поиска мест размещения ПХГ для ряда субъектов Дальневосточного ФО с использованием цифровых Государственных Геологических карт в масштабе 1:200 000, утвержденных схем территориального планирования изучаемых территорий, применением современных методов обработки пространственных данных, апробацией исследований на международных и Всероссийских конференциях, а также публикацией статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Практическое значение работы заключается разработке методологических основ типизации территорий для выбора мест размещения ПХГ по геоэкологическим критериям и апробации методики типизации на конкретных на объектах. Личный вклад состоит в обобщении и анализе научных информационных источников по теме диссертации. Автором были разработаны геоэкологические критерии оценки, методика типизации территорий при поиске мест размещения подземных хранилищ газа и порядок ее применения. Был собран и проанализирован большой объем фактического материала и нормативных документов, создано 5 оригинальных авторских карт-схем типизации ряда территорий Дальневосточного ФО. Научные результаты, установленные в процессе проведения исследований, получены лично автором и являются оригинальными. Задачи, поставленные в диссертации, и сделанные выводы также принадлежат лично автору. Апробация работы: основные результаты исследований докладывались и обсуждались на V международной научно-практической конференции «Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование» (Москва, МПГУ, 2017 г.), XIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, МГРИ, 2017), XXV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов-2018 (Москва, МГУ, 2018 г.), международной научно-практической конференции «Стратегия развития геологического исследования недр: настоящее и будущее» (к 100-летию МГРИ-РГГРУ) (Москва, МГРИ, 2018). Все материалы конференций опубликованы в качестве тезисов докладов. Публикации: основные положения диссертации опубликованы в 10 работах, из них 3 статьи в рецензируемых журналах из перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки РФ. Структура работы: Диссертация объемом 118 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 29 иллюстраций, 28 таблиц, 1 графическое приложение и список литературы из 65 наименований. Автор выражает глубокую признательность за руководство при написании работы научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Экзарьяну Владимиру Нишановичу, за ценные советы и консультации — доктору технических наук, профессору Скопинцевой Ольге Васильевне. Автор искренне благодарен за помощь и поддержку Мазаеву Антону Викторовичу, а также коллективу кафедры «Экологии и природопользования» МГРИ, за формирование базовой платформы знаний, которые явились основой для написания диссертационной работы.