Статья представлена на сайте http://www.pryroda.gov.ua/pryroda/index.jsp?catId=2167
Україна займає стратегічне положення на шляху трубопроводів, які проходять з Росії та Середньоазіатських країн до Європи. Завдяки цьому блакитне паливо отримують 19 країн. Загальна довжина трубопроводів, що проходять територією нашої країни, складає 36 000 км. Тому від ефективної роботи газотранспортної системи України залежить не тільки її власний добробут, але й енергетична безпека ЄС. У зв’язку з цим моніторинг стану газотранспортної мережі, попередження аварійних ситуацій на трубопроводах є на сьогодні актуальним завданням.
Мережа трубопроводів являє собою складний просторовий об’єкт, що включає магістральні трубопроводи та відгалудження із переходами через природні та штучні перешкоди, захисні споруди, газорозподільчі станції, під’їзні шляхи тощо, які розміщені в районах, що характеризуються різноманітними інженерно-геологічними умовами. Стійкість цих споруд у великій мірі визначена сучасною геодинамікою – процесами і явищами, завдяки яким відбуваються деформації товщ гірських порід та зміни рельєфу Землі. При геодинамічних дослідженнях, неотектонічних дослідженнях, прогнозуванні екзогенних геологічних процесів ефективно застосовуються дані дистанційного зондування, зокрема панхроматичні та багатозональні космічні знімки локального (роздільна здатність 25 – 100 м) та детального (роздільна здатність 5 – 20 м) рівнів генералізації.
В ДНВЦ “Природа” були виконані дослідження з відпрацювання методики моніторингу магістральних трубопроводів та прогнозування аварійних ситуацій, зумовлених новітньою геодинамікою. Такі дослідження охопили декілька ділянок магістральних газопроводів, зокрема Новопсков – Борова, Новопсков – Луганськ та Красилів – Тернопіль.
Важливим аспектом моніторингу стану газотранспортної системи на основі супутникової інформації є геодинамічні дослідження. Геодинамічні дослідження дають можливість встановлювати нестійкі ділянки, природа яких пов’язана із сейсмічністю, новітніми та сучасними тектонічними рухами, що призводять до активізації процесів переформування рельєфу, формування мережі тріщин та розривів у верхній частині земної кори, підняття та опускання окремих її блоків.
Ефективним методом геодинамічних досліджень є лінеаментний аналіз. При цьому, за космічними знімками встановлюються тектонічні порушення у смузі шириною 25 – 30 км, яка пролягає вздовж траси трубопроводу.
Лінеаменти, як відомо, являють собою спрямлені елементи рельєфу чи ландшафту, які пов’язані з розломами і тріщинами земної кори. При дистанційних дослідженнях трас магістральних трубопроводів для виділення лінеаментів застосовувалися космічні знімки з апарату “Landsat”, отримані скануючим пристроєм “Thematic Mapper (TM)” у декількох спектральних діапазонах. Вони дозволяють використовувати різноманітні індикаційні ознаки – елементи і форми рельєфу, просторові особливості гідрографічної мережі, особливості рослинності та грунтів. За даними лінеаментного аналізу були встановлені неотектонічно активні розломи. Розривні структури, зумовлюючи тектонічну тріщинуватість масивів гірських порід, а також їх міцність, щільність, водопрониклість, визначають:
• високі градієнти неотектонічних рухів, активні сучасні рухи земної кори, причому, як епейрогенічні (повільні, коливальні), так і імпульсні (сейсмічні);
• підвищену зволоженість товщі гірських порід, особливий режим підземних вод, як у пухких, так і скельних породах;
• лінійні зони високої обводненості та інтенсивного водообміну зумовлюють активний розвиток карстових, зсувних, суфозійних процесів;
• ослаблені, тектонічно роздроблені зони визначають положення ярів та балок, сприяють більш активному розвитку ерозійних процесів (інтенсивний ріст ярів та водозбірних лійок на рівнинах, активність сельових та пролювіальних процесів);
• у зонах підвищеної тріщинуватості активно протікають гравітаційні процеси, зменшується стійкість схилів.
Крім цього, на стійкість лінійних інженерних споруд впливають тектонічна активність локальних структур – брахіантикліналей, соляних куполів та діапірів тощо. Різноапмлітудні новітні тектонічні рухи відображаються у морфології річкових долин та яружно-балкової мережі, активності флювіальних, схилових та карстових процесів. Активні сучасні тектонічні рухи можуть викликати істотну деформацію грунтів, пошкодження трубопроводів та інших інженерних споруд.
Використання сучасних космічних знімків із високою роздільною здатністю дозволяє виявляти ділянки активізації екзогенних процесів, таких як зсуви, лінійна ерозія (яроутворення, розширення водозбірних лійок, переформування повздовжнього та поперечного профілів ярів та балок), площинна ерозія, карст, переформування річкових русел, заплав тощо та картографувати створювані ними форми рельєфу. Всі ці процеси суттєво впливають на стійкість споруд – безпосередньо трубопроводів, мостових та підземних переходів, площадок компресорних станцій тощо.
Дослідження, здійснені у ДНВЦ “Природа” показали, що істотна частина ділянок, на яких зафіксоване пошкодження трубопроводів наземними методами (дефектоскопією), знаходяться у місцях перетину трас трубопроводу лінеаментними зонами. У цих зонах відбувається як деформація поверхні землі і верхньої частини надр, що призводить до пошкодження трубопроводу, так і активізація сучасних екзогенних процесів. Таким чином, інтерпретація даних дистанційного зондування на основі запропонованої методики дозволяє:
• прогнозувати ділянки пошкоджень на трубопроводах;
• визначати положення потенційно-аварійних ділянок, враховуючи особливості новітньої геодинаміки;
• проводити моніторинг екзогенних процесів вздовж трас трубопроводів, визначати умови їхньої активізації;
• визначати заходи зниження негативного впливу трубопроводів на довкілля;
• здійснювати вибір оптимальних трас газо– та нафтопроводів.