Учет особенностей ледовых условий для повышения экологической эффективности проектов гидротехнического строительства на российском арктическом шельфе

Реализация экономических проектов в Арктической зоне требует рационального и эколого-сбалансированного подхода в рамках модели устойчивого природопользования. С целью минимизации негативных последствий для окружающей среды принято рассматривать варианты и сравнивать альтернативные конструктивные решения, определяющие впоследствии показатели воздействия и пути управления экологическими аспектами хозяйственной деятельности. На основании результатов натурных исследований, проведенных в заливе Шарапов Шар в Карском море, выявлены характерные особенности ледовой обстановки, учет которых не предусмотрен действующими нормативными документами, но необходим для разработки проектной документации на гидротехнические сооружения (ГТС) при соблюдении принципов устойчивого развития. Ледовые нагрузки на ГТС должны определяться на основе исходных данных о характере ледовой обстановки в районе строительства сооружения для периода времени с наибольшими ледовыми воздействиями. Предложена методика определения ледовых нагрузок, учитывающая особенности устойчивого ледового припая. Выполнен сравнительный анализ вариантов гидротехнических сооружений для строительства в заливе Шарапов Шар, являющимся редким примером акватории, где морской лед образует устойчивый ледовый припай на протяжении всего периода максимальной прочности льда, что дало возможность оптимизировать проектные решения конструкций ГТС. Проведен анализ достаточности требований действующей нормативной базы для выполнения инженерных изысканий и расчета ледовой нагрузки, с последующим сравнительным анализам результатов инженерно-технических расчетов. Обоснована возможность строительства гравитационного ГТС в условиях залива Шарапов Шар, что существенно снизит его воздействие на окружающую среду в сравнении с альтернативными вариантами, подходящими для условий рассматриваемого залива. С помощью программного комплекса PLAXIS2D выполнено численное моделирование напряженно-деформированного состояния системы «лед-сооружение-основание» на максимальную нагрузку для каждой из фаз ледового периода с учетом нелинейных свойств грунтов основания. Стратегия развития проекта гравитационного ГТС на мелководье арктического морского шельфа определена с помощью элементов SWOT-анализа. Гравитационная конструкция ГТС имеет очевидные экологические преимущества, выражающиеся в минимальных по отношению
к другим вариантам конструкций показателях воздействия.

1. Указ Президента Российской Федерации «О стратегии развития арктической зоны российской федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года». https://www.garant.ru/ products/ipo/prime/doc/74710556/

2. Инженерно-геокриологические исследования на Крузенштернском месторождении Карского моря (Шарапов Шар, п-ов Ямал), 2010. МГУ - геофизика, 2004-2020. http://www.msu-geophysics.ru/

3. Кошкина А. Бегство по спирали конфронтации. Дело «Гринпис». - Газета.К-u от 26.08.2013.

4. Фадеева А. Роснефти придётся искать нового партнёра для добычи нефти в Карском море. - «Ведомости»от 22.09.2014.

5. Мирзоев Д.А. Основы морского нефтегазопромыслового дела. - М.: Изд-во ООО День Серебра, 2009. - 288 с.

6. T.J.O. Sanderson, Ice Mechanics, Risk to Offshore Structures, London, 1988, 253 р.

7. Вершинин С.А. Воздействие льда на морские сооружения шельфа, водный транспорт», том 13. - М.: ВИНИТИ, 1988. - 219 с.

8. D.M. Masterson. State of the art of ice bearing capacity and ice construction, Chevron Canada Resources, 2009, Vol. 58, N3, Pp. 99-112.

9. S.M. Vershinin, B. Yurova. Bonnemaire, TECHNICAL NOTE “Estimation of Loads from Multiyear Ice on Fixed Structures”, 2010.

10. Топорков А. «Газпром» просит упростить ликвидацию искусственных островов для геологоразведки. - «Ведомости» от «24.08.2018.

11. СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). http://docs.cntd. ru/document/553863434

12. Соломатин С.В. Учёт вязкопластических свойств льда для оптимизации проектных решений морских нефтегазопромысловых сооружений в заливе Шарапов Шар. // Гидротехническое строительство. - 2019. - № 11. - С. 16-21.

13. G. Timco. Proceedings of the 16th IAHR International Symposium on Ice, 2, Ice Strength During the Melt Season, pp. 187-193, 2002.

14. ISO/DIS19906 “Petroleum and natural gas industries - Arctic offshore structures”. 2010. 466 с.