Мониторинговые геодезические наблюдения

То есть указанные разницы вертикальных перемещений грунтового репера и скважин находятся в пределах точности измерений превышений. Таким образом, можно сделать вывод, что при наблюдениях за вертикальными перемещениями кровли хранилища в качестве рабочих реперов можно использовать фиксированные точки устья скважин.
Мониторинговые геодезические наблюдения позволили четко установить, что величины и направления деформации земной поверхности прямо пропорционально связаны с технологическими процессами эксплуатации газохранилища. То есть при закачиваемого газа земная поверхность поднимается, а при отборе — опускается (рис. 5).
Рис. 5 Прогнозирование вертикальных движений кровли газохранилища на ПХГ Богородчаны
При этом происходит систематическое (постоянное) опускания земной поверхности. Т.е. при закачке газа в последующий период, земная поверхность не возвращается в прежнее высотного положения, который она имела при предыдущем закачке.
Выполненные исследования позволили сделать вывод, что технологические процессы эксплуатации подземных хранилищ газа негативно влияют на природно-территориальные комплексы, приводят к деградации почв и земель и наносят непоправимый урон земельным ресурсам. Об этом свидетельствуют оползневые процессы в северо-западной части газохранилища. Для прогнозирования процессов, связанных с движениями земной поверхности на подземных хранилищах газа разработана соответствующая прогнозная модель. Исследования показали, что функция вида
(5)
наилучшим образом позволяет прогнозировать вертикальные движения земной поверхности на территории подземных хранилищ газа (рис.5).
Обустройство подземных хранилищ газа, требования к нормам их эксплуатации, охраны и мониторинга земель территорий ПХГ требуют разработки структуры соответствующего мониторинга, а также системы ведения кадастра.
В связи с этим четвертый раздел работы «Деградация земельного фонда на подземных хранилищах газа» посвящен решению ряд конкретных вопросов, связанных с совершенствованием механизмов инженерно-кадастрового мониторинга и системы ведения кадастра территорий подземных хранилищ газа, а также разработки универсального классификатора земель трубопроводного транспорта.

По данным геодезических мониторинговых измерений

Во всех случаях значения не превышали 5 мм, что свидетельствует о соответствии качества нивелирования II класса.
По данным геодезических мониторинговых измерений выполнены всесторонние исследования вертикальных движений земного поверхности и рабочих скважин. В частности, используя данные 11 серий наблюдений, которые полностью связаны с истекшими технологическими процессами (конец закачки и отбора газа), определены средние значения вертикальных движений поверхности земли и рабочих скважин, а также их перемещения в центре и края контура газохранилища. Кроме того, исследовались процессы движений земной поверхности по всей длине магистрального хода 1.
В процессе эксплуатации ПХГ проходят значительные перемещения техники и транспортных средств по объекту, ведут строительные работы по прокладке новых шлейфов газопроводов, реконструируют старые и обустраивают новые скважины. Все это на первый план выдвигает требование надежного сохранения рабочих реперов. С этой целью нами исследован вопрос принятия в качестве рабочих реперов фиксированных точек устья рабочих скважин. Поэтому на данном промышленном объекте в нивелирные ходы кроме грунтовых рабочих реперов 10, 11, 12, 13, 123 включили фиксированные точки на устьях скважин.
Приведем фрагмент детальных исследований вертикальных перемещений грунтового Rp10 и фиксированных точек на устьях скважин 107 и 70. Заметим, что Rp10 находится посередине между скважинами 107 и 70 (рис. 4).
Рис. 4 Вертикальные перемещения Rp10, св. 107, св. 70
Анализ представленных графиков, позволяет сделать вывод, что вертикальные перемещения устья скважин грунтового репера имеют идентичные направления. При этом разницы в отметках (осадках) почвенного рэпера и фиксированных точек указанных скважин превышают в отдельных сериях наблюдений 4 мм.

Геодезическая сеть

С этой целью на территории газохранилища построена высотная геодезическая сеть II класса, которая включает магистральный нивелирный ход 1 длиной 6,1 км, опирающейся на две группы опорных реперов и ход нивелирования 2 (рис. 3).
Рис. 3 Геодезическая сеть на территории газохранилища Богородчаны
В первую группу опорных реперов входят Rp1, Rp2 и Rр3 и во вторую — Rp4, Rp5, Rp6. Группы опорных реперов расположены за пределами контура газохранилища. Первая группа рэпперов размещена на расстоянии 2,6 км от контура хранилища, а вторая — 0,8 км. Опорные реперы (Rp1, Rp2, Rp3 и Rp4, Rp5, Rp6) представляют собой глубинные реперы, которые отвечают требованиям к опорным высотных пунктов на техногенных полигонах.
В магистральный ход 1 включен 18 рабочих реперов. Из них два грунтовые реперы 10 и 11, которые заложены на глубину до 1,5 м. В качестве других 16 рабочих реперов приняты фиксированные точки в устьях скважин 18, 165, 166, 129, 167, 53, 171, 21, 151, 65 , 70, 107, 157, 83, 23 и 142.
Нивелирный ход 2 опирается на рабочие Rp157 и Rp53. В данный ход входит 23 рабочих реперы. Среди них грунтовые реперы 13 и 23, марка 17, находится в фундаменте бетонного сооружения компрессорной станции и фиксированные точки в устьях скважин 33, 105, 67, 45, 103, 104, 68, 14, 112, 37, 89, 19, 420 , 58, 147, 149, 126, 125. Заметим, что данный нивелирный ход служит для определения вертикальных перемещений земной поверхности и скважин, а также для распространения единой системы высот при наблюдениях за вертикальными движениями зданий, сооружений, газоперекачивающих агрегатов и технологической обвязки газокомпрессорной станции.
Для каждой серии наблюдений определяли среднюю квадратичную ошибку превышения в нивелирной ходе длиной L километров.
Для этого использовали формулу
, (1)
где и G — соответственно случайная и систематическая погрешности.
Средняя квадратическая погрешность вичислялы по формуле
, (2)
где n — количество секций в ходе; L — длины секций в км; d — разность превышений в прямом и обратном ходах по секциям.
Для определения величины погрешности систематического воздействия должны
, (3)
где L — длины ходов в км; S — разность превышений в прямом и обратном ходах.
Для всех ходов вичислялы среднюю квадратичную ошибку определения превышения на
. (4)

Мониторинг вертикальных движений земной поверхности

Во втором разделе «Мониторинг вертикальных движений земной поверхности на подземных хранилищах газа» выполнены исследования вертикальных перемещений земной поверхности на подземных хранилищах газа Опары, Дашава, Бильче-Волыцко-Угерско. Анализ выполненных исследований позволил установить, что на территории подземного хранилища газа Опары движения земной поверхности и рабочих скважин полностью адекватны технологическим процессам. То есть, при закачке газа в пласт-коллектор земная поверхность территории поднимается, а при отборе опускается (рис.1).
Рис. 1 Средние значения вертикальных перемещений земной поверхности на ПХГ Опары
Практический и научный интерес представляет распределение величин вертикальных движений по территории хранилища газа. По результатам геодезических наблюдений построены графики вертикальных движений земной поверхности по магистральной линии нивелирования II класса, которая пересекает территорию газохранилища (рис. 2).
Рис. 2 вертикальных движениях земной поверхности по магистральному нивелирного хода
Анализ движений земной поверхности вдоль линий нивелирования позволил установить, что колебания земной поверхности в центре подземного хранилища интенсивные чем по краям. При этом размах вертикальных движений земной поверхности в центральной части газохранилища между двумя соседними циклами наблюдений может достигать 40 мм.
Проведены аналогичные исследования на ПХГ Дашава и ПХГ Бильче-Волыцко-Угерско не позволили в полной мере подтвердить предварительные выводы об адекватности движений земной поверхности технологическим процессам. Это связано с тем, что периоды наблюдений за движениями земной поверхности не совпадают с окончанием технологических процессов эксплуатации ПХГ (закачки и отбора газа).
Для решения вопросов, связанных с установлением достоверных закономерностей движений земной поверхности на подземных хранилищах газа и определения деградации земель в третьем разделе «Прогнозирование и анализ геодинамических процессов территорий подземных хранилищ газа (на примере Богородчанского газохранилища)» работы выполнены экспериментальные исследования на ПХГ Богородчаны.

Без таких детальных исследований

Без таких детальных исследований невозможно надлежащее обеспечение экономического устойчивого развития территорий, сохранения качества окружающей среды и здоровья людей.
Анализ мониторинговых данных по выбросу вредных веществ стационарными источниками загрязнения по регионам Украины показал, что наиболее загрязненными являются Донецкая, Днепропетровская, Луганская, Запорожская, Ивано-Франковская области. По сравнению с промышленными регионами, Ивано-Франковская, которая стала базовой в наших исследованиях, занимает по загрязненности пятое место в Украине. В биосферном отношении это край с разнообразной флорой и фауной, богатыми природными ресурсами. Флора насчитывает более 1500 видов сосудистых растений, что составляет 30 процентов данного вида растений в Украине. В Красную Книгу и Европейский красный список внесено 162 вида редких растений и 28 животных. На территории региона птицы представлены 280 видами, млекопитающие — 74 и позвоночные — 435. На этой территории сохранились девственные территории, леса, экзотические природные ландшафты, реликтовые виды растений и животных. Умеренно-континентальный климат, мягкая зима, теплое лето делают этот край прекрасной рекреационной зоной.
Исследование динамики загрязнения природных ресурсов Ивано-Франковской показало, что наиболее загрязненными являются земельные ресурсы. Их загрязненность примерно в четыре раза выше, чем атмосферные и в то же время на природоохранные мероприятия земельных ресурсов финансовые расходы составляют всего 2,9 процента от общей суммы финансирований.
Анализ структуры выбросов вредных веществ предприятиями региона по видам экономической деятельности позволил установить, что одним из крупнейших загрязнителей предприятия нефтегазового комплекса, куда входит система транспорта и хранения газа.
Однако в процессе эксплуатации промышленных объектов нефтегазового комплекса возникают кризисные ситуации связаны не только с загрязнением территорий, но и с эродированность почв. Исходя из этого, основой наших исследований стала разработка новых принципов формирования системы контроля за использованием и охраной земель на подземных хранилищах газа (ПХГ).

Основной причиной техногенных движений

Основной причиной техногенных движений земной поверхности на территориях добычи углеводородов считают уплотнения пород вследствие удаления флюидов из порового пространства пород и соответствующие изменения пластового давления, в результате чего происходит инфильтрация воды с кровли и дегидратация глин.
В Украине на Угереському газовом месторождении при раскрытии пласта на глубине 1053 г., прошел выброс глиняного раствора и бурового инструмента. Вследствие этого на земной поверхности образовалось озеро круглой формы диаметром около 50 м и глубиной 8 м.
На Шебелинском газовом месторождении при среднем осадке земной поверхности 1 м, обнаружены зоны локальных вертикальных осадок до 4 метров.
В отличие от эксплуатационных нефтяных и газовых месторождений подземные хранилища газа, которые обустраивают в истощенных нефтегазовых пластах имеют свои особые технические параметры эксплуатации. В частности, подземные хранилища газа характеризуются значительными перепадами давлений в пласте — коллекторе. При этом объем активного газа может составлять несколько млрд. м3, а перепад давлений 4-7 МПа. Перепады давления носят циклический характер в соответствии с режимом эксплуатации подземного хранилища газа. При этом проявления движений земной поверхности обусловлены не только отбором газа, но и принудительным его нагнетанием в пласт — коллектор.
Исследования явлений и процессов, связанных с технологической эксплуатацией объектов нефтегазового комплекса, других энергетических сооружений и промышленных зданий широко освещены в научных трудах Войтенко С.П., Субботина И.Е., Мазницького А.С., Дутчина М.М ., Ганьшин В.М. и других.
В условиях возрастающего антропогенного воздействия на окружающую среду возникает необходимость детального исследования влияния каждого отдельного источника загрязнения.

Результаты научных исследований

Результаты научных исследований по теме диссертации опубликованы в 6 научных работах, из них 5 самостоятельно и 5 в профессиональных научных изданиях. В соавторстве опубликована одна статья.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 103 наименований и приложений. Общий объем диссертации составляет 112 страниц, иллюстрированных 14 рисунков, 20 таблиц и двумя актами внедрения научных исследований.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и задачи исследования, показана связь работы с важными государственными программами, приведены научная новизна и практическое значение полученных результатов, изложены сведения об апробации работы, личный вклад соискателя и полноту публикаций.
В первом разделе «Мониторинг современного состояния экологической ситуации окружающей среды» осуществлен обзор общего состояния проблемы загрязнения окружающей среды и, в частности, земельных ресурсов.
Признано, что основными принципами, на которых базируется государственная политика в области охраны земель приоритет охраны почв над экономическими выгодами. Отмечены научные разработки Третьяка А.М., добряка Д.С., Степени М.Г., Сохнича А.Я., Горлачук В.В., Борщевский П.П. и других ученых и исследователей в области мониторинга земель, государственного контроля за состоянием и качеством земельных ресурсов.
Государственный мониторинг за состоянием земель позволяет осуществлять не только количественный и качественный контроль за их состоянием, но и обеспечить принятие соответствующих управленческих решений и разработать мероприятия по воспроизводству плодородия земель, прогноза предупреждения развития негативных процессов и их устранение. Все это требует разработки специальных кадастровых систем, вопросами создания и функционирования которых посвящены работы известных отечественных ученых Лихогруд М.Г., Гнатковича Д.И., Володина Н.А., Борового В.А., Черняга П.Г., Кулинича В.В.; зарубежных — Вильямсона, Хансена, Кауфмана и других.
В процессе мониторинга окружающей среды важно установить негативное влияние на окружающую среду не только загрязнения химическими веществами, но и выявить явления и процессы негативного влияния вследствие техногенных процессов. Одним из таких негативных проявлений являются вертикальные перемещения земной поверхности на территориях подземных хранилищ газа.

Вместе с тем они показывают

Вместе с тем они показывают, что содержание этих клеток значительно меньше содержания В-лимфоцитов. На наш взгляд, Т-лимфоциты заносятся в КС с кровью и содержится в ЛВ, которые характерны для периферических органов иммуногенеза, а не образуются в ней, как считает Р.П.Маслянко (1999).
Полученные нами данные о содержании Т-лимфоцитов в паренхиме КС несколько превышают данные И.А.Болотникова и др. (1983), согласно которым содержание этих клеток в клоакального сумке кур колеблется от 5 до 12%.
Лимфобласты и пролимфоциты являются клетками, соответственно, 4 — и 5-го класса лимфоцитопоезу. Лимфобластов всего зарегистрировано в 90-суточных кур (5,880,66%), а наименьшее — в 30-суточных (1,80,45%). У кур других возрастных групп их содержание колеблется от 2,070,97% до 5,40,9%. Содержание пролимфоцитив по лимфобластов, неодинаков в ЛО КС кур разного возраста. Больше всего их обнаружено в 60-суточных кур (6,031,52%), а наименьшее — в 30-суточных (1,80,3%). Содержание этих клеток у кур других групп колеблется от 1,930,64% до 5,670,77%. Наличие лимфобластов и пролимфоцитив в ЛО КС подтверждает общеизвестный факт, что в них происходит В-лимфоцитопоез. Наибольший суммарный содержание лимфобластов, пролимфоцитив и В-лимфоцитов присущий 30-суточным курам (98,75%), что также подтверждает наши данные о максимальной лимфоцитопоетичну функцию КС кур этого возраста.
Плазмоциты являются эффекторными клетками В-лимфоцитов. Последние, дифференцируются в них под влиянием антигенной стимуляции. Местом дифференциации, по нашему мнению, является ЛВ КС, присущие периферическим органам иммуногенеза. Плазмоциты способны синтезировать иммуноглобулины, из которых образуются антитела. Плазмоциты и их предшественников мы обнаружили в КС кур, начиная с их 10-суточного возраста. В суточных кур они не обнаружены. Содержание их увеличивается с возрастом кур. В 10-суточных он составляет 0,40,08%, а в 210-суточных — 5,531,1%. Значительный рост содержания этих клеток отмечено в 60-суточных кур (1,30,3%). Сравнению с содержанием плазмоцитов, в 30-суточных кур (0,50,25%) он растет на 130%.

В-лимфоциты

В-лимфоциты — наиболее многочисленная субпопуляция лимфоцитов. Они положительно реагируют на гликоген и фермент щелочную фосфатазу. Наименьший содержание лимфоцитов, которые положительно реагируют на гликоген, обнаружен у кур в возрасте 10 суток (74,83,47%). У кур других возрастных групп содержание этих лимфоцитов больше и колеблется от 82,62,06% до 94,330,33%. Полученные нами данные о содержании лимфоцитов, которые положительно реагируют на фермент ЛФ, были очень похожи на данных о содержании лимфоцитов, положительно реагирующих на гликоген. Наименьший содержание лимфоцитов, положительно реагирующих на ЛФ, как и лимфоцитов, положительно реагирующих на гликоген, зарегистрирован у кур в возрасте 10 суток (82,01,23%). Содержание этих лимфоцитов у кур других возрастных групп больше и колеблется в пределах от 84,22,27% до 90,80,97%. Полученные нами данные о содержании В-лимфоцитов в ЛО КС не подтверждают данных, согласно которым в КС содержится 38-42% В-лимфоцитов (И.А.Болотников и др., 1983). Вместе с тем они очень близки к результатам исследований B.Glick (1978), который установил, что более 90% лимфоидных клеток КС — это В-лимфоциты.
Т-лимфоциты положительно реагируют на фермент КНЭ и отрицательно на гликоген и фермент ЛФК. Определенной закономерности увеличения или уменьшения содержания лимфоцитов, которые положительно реагируют на ЛФ, с увеличением возраста кур мы не установили. Наименьший их содержание (9,40,93%) зарегистрирован в 90-суточных кур, а наибольший (12,80,86%) — в 10-суточных. Содержание лимфоцитов, которые негативно реагируют на гликоген тоже неодинаков у кур исследованных возрастных групп. Больше всего этих клеток обнаружено в 10-суточных кур (25,23,47%), а наименьшее — в 60-суточных (5,670,33%). У кур других возрастных групп их содержание колеблется от 7,330,33% до 17,42,06%. Закономерностей роста или снижения содержания лимфоцитов, которые негативно реагируют на ЛФ с увеличением возраста кур мы не зарегистрировали. Он колеблется от 9,020,97 до 18,01,23%.
Из приведенного выше видно, что данные о содержании Т-лимфоцитов в паренхиме КС, полученные различными методами исследований, несколько отличаются между собой в отдельных возрастных групп.

Определенных закономерностей ее увеличение

Определенных закономерностей ее увеличение с возрастом кур мы не установили. Наибольшая ширина складок (у их основания и в области верхушки) обнаружена у кур в возрасте 90 суток. Так, в 90-суточных кур ширина малых складок у их основания составляет 1180,7796,83 мкм, а в области верхушки — 476,9244,44, средних, соответственно — 1057,90108,37 и 523,6841,42 и крупных — 986,0062,49 и 552,0025,90 мкм. У кур старшего возраста она постепенно уменьшается. То есть, размеры складок КС по абсолютная масса этого органа, его длина, ширина и высота, максимального своего значения приобретают еще до окончания роста кур. Рост размеров складок происходит неравномерно. Наиболее интенсивно этот процесс у кур в возрасте от 10 до 20 суток, а наименее — у кур в возрасте от вылупления до 10 суток. У кур, старше 90 суток, размеры складок уменьшаются. Особенно резкое их уменьшение происходит у кур в возрасте от 90 до 120 суток.
В складках слизистой КС расположены ЛВ (фолликулы), которые обусловливают функции КС. Нами обнаружены две группы ЛВ. Основа ЛО первой, наиболее многочисленной группы образована эпителиальной тканью, а второй — ретикулярной. В узелках первой группы образуются В-лимфоциты (B.Glick et al., 1956; APMueller ey al., 1960). Их образование происходит преимущественно в пренатальном периоде онтогенеза (Г.А.Красников, Н.И.Келеберда, 1999). Мы только в одном случае наблюдали этот процесс в 10-суточных цыплят. Он происходит путем углубления эпителия в соединительную ткань. Вследствие этого формируется эпителиальный узелок, который сначала связан с эпителием слизистой оболочки, а затем отделяется от него тонким слоем соединительной ткани. Эпителиоциты узелка приобретают видросчастои формы. Эти ЛО имеют преимущественно шарообразную и овальную форму. Их общее количество на срезах складок слизистой КС у кур в возрасте от вылупления до 90 суток практически не меняется и колеблется от 51,953,09 до 57,387,63.