Расчет экологического ущерба при разливе нефти

 

Полученные результаты позволяют оценить возможность  безледокольного плавания существующих и перспективных транспортных судов, а также требуемое ледокольное  обеспечение в зимний период.

Для оценки продолжительности безледокольного плавания использованы разработанные ранее критерии (Приложение 6). Критерием начала безледокольного плавания является разряжение льда на трассе плавания до определенной величины, окончания – достижение "эквивалентной" толщины определенного значения (Приложение 6). Расчетные значения данного показателя представлены в таблице 13.

Таблица 13. Оценка продолжительности периода безледокольного плавания транспортных судов различных ледовых категорий на трассе п. Мурманск – п. Варандей в период 2041-2060 гг.

Тип транспортного судна (ледовая  категория)	1970-2000 гг.	2041-2060 гг.
	Продолжительность безледокольного  плавания, декады	Продолжительность безледокольного  плавания, декады
УЛ (ЛУ-5)	16	19
УЛА (типа «Норильск»), (ЛУ-7)	20	22
«Норильск-2»	29	30

Оценки для перспективного судна типа «Норильск-2», т.н. судна  двойного действия, оборудованного движетельной установкой типа "Azipod" приводятся в соответствие с критериями и  расчетами, выполненными в работе исследователей ААНИИ [40]. Одним из таких критериев является скорость, при которой движение судна носит устойчивый характер, т.е. судно движется непрерывно, не совершая набеги. В указанной работе установлено, что для большинства современных и перспективных транспортных судов указанное значение скорости равно 5 узлам. Толщина ровного сплошного льда, преодолеваемое судном типа «Норильск-2» со скоростью 5 узлов, составляет 100 см. Распределение «эквивалентной» толщины льда на пути плавания позволяет сделать утверждение, что при исследуемом сценарии климатических изменений, суда типа «Норильск-2» смогут работать в автономном режиме (без ледокольного обеспечения) в круглогодичном режиме.

К сожалению, полученные оценки носят предварительный, упрощенный характер, поскольку не учитывают  динамическую составляющую «жизни» ледяного покрова, а именно повторяемость и интенсивность сжатий. Данные специальных наблюдений, полученные при проведении экспедиционных исследований в юго-восточной части Баренцева моря в период максимального развития ледяного покрова (апрель), показывают, что относительная протяженность пути в сжатых льдах не превышает 9 %. Интенсивность сжатий преимущественно составляла 0-1, 1 балл. Кроме того, на скорость движения судна могут существенно влиять и некоторые метеорологические явления – в первую очередь горизонтальная видимость, зависящая от времени суток, атмосферных явлений – тумана, осадков и т.п.

Можно утверждать, что в период март-апрель при плавании судов эпизодически потребуется ледокольная проводка, особенно при движении судна в зонах с преобладанием однолетних средних льдов.

Сравнение продолжительности  безледокольного плавания в текущий  период и оценки на период 2041-2060 гг. показывает увеличение его на 3 декады для судов класса УЛ, на 2 декады –  для судов класса УЛА (типа «Норильск»), на 1 декаду – для судов типа «Норильск-2».

Таким образом, можно  сделать вывод, что климатические  изменения в первую очередь сказываются  на эффективности плавания судов  более низких ледовых категорий.

Важным вопросом при  оценке влияния климатических изменений на эффективность судоходства во льдах является определение необходимого ледокольного обеспечения в зимний период навигации. В качестве критерия эффективности ледокольного обеспечения принимается эксплуатационная скорость устойчивого движения каравана, состоящего из ледокола и одного транспортного судна – 5 узлов. Для оценки скорости движения в зимний период по данным таблицы 4 используется метод количественной оценки трудности плавания [42, c. 50] или нормативные графики [15, c. 89] зависимости скорости движения от толщины льда, составленные для типовых караванов. В таблице 14-16 представлены расчетные минимальные скорости проводки (при сжатии 1 балл) для типовых караванов в зимний период.

Данные, представленные в таблицах 14, 15, показывают, что ледоколы всех рассмотренных классов обеспечивают требуемую скорость проводки. Однако, минимальные скорости проводки судов класса УЛ и УЛА (типа СА-15) ледоколом мощностью 22000 л.с. в период февраль-май близки к пороговому значению (5-6,5 узлов).

Следовательно, более предпочтительным для проводки указанных типов судов являются ледоколы мощностью не менее 36000 л.с. (типа л/к «Ермак»). Устойчивую скорость движения новых судов типа «Норильск-2» в самые сложные месяцы (март-апрель) могут обеспечить ледоколы меньшей мощности (22000 л.с., типа «Капитан Николаев»).

 

Таблица 14. Минимальная скорость проводки одного судна класса УЛ ледоколами различной мощности на трассе п. Мурманск – п. Варандей в период 2041-2060 гг.

Месяц	Мощность энергетической установки  ледокола, л.с.
	75000 л.с.	36000 л.с.	22000 л.с.
Декабрь	12,0	12,0	12,0
Январь	8,5	8,5	7,2
Февраль	7,3	7,3	5,8
Март	6,9	6,9	5,6
Апрель	6,7	6,7	5,5
Май	7,6	7,6	6,3

 

Таблица 15. Минимальная скорость проводки одного судна класса УЛА (типа СА-15) ледоколами различной мощности на трассе п. Мурманск – п. Варандей в период 2041-2060гг.

Месяц	Мощность энергетической установки  ледокола, л.с.
	75000 л.с.	36000 л.с.	22000 л.с.
Декабрь	14,2	12,4	10,9
Январь	11,2	9,2	7,2
Февраль	10,3	8,2	6,2
Март	10,2	8,1	6,0
Апрель	10,1	8,0	5,9
Май	10,8	8,6	6,5

 

Таблица 16. Минимальная скорость проводки одного судна типа «Норильск-2» ледоколами различной мощности на трассе п. Мурманск – п. Варандей в период 2041-2060гг.

Месяц	Мощность энергетической установки  ледокола, л.с.
	75000 л.с.	36000 л.с.	22000 л.с.
Декабрь	14,5	14,5	14,5
Январь	13,3	12,0	10,5
Февраль	12,2	10,3	8,5
Март	10,7	8,8	8,0
Апрель	10,5	8,7	7,8
Май	10,8	9,5	8,6

 

Представленные выше результаты оценок влияния климатических изменений  на судоходство в юго-восточной  части Баренцева моря суммированы в таблице 17.

 

Таблица 17. Оценка характеристик ледового плавания на трассе п. Мурманск – п. Варандей в период 2041-2060 составленная по данным численного моделирования

Характеристика ледового плавания	Класс транспортного судна
	УЛ	УЛА (типа СА-15)	«Норильск-2»
Период безледокольного плавания	Июнь-ноябрь	Июнь-декабрь	Май-февраль
Период плавания под ледокольной  проводкой	Декабрь-май	Январь-май	Март-апрель
Мощность (тип) ледокола, требуемого для  эффективного плавания	Декабрь - январь – 22000 л.с. (типа «Капитан Николаев»); Февраль-май – 36000 л.с. (типа «Ермак»)	Январь – 22000 л.с. (типа «Капитан Николаев»); Февраль-май – 36000 л.с. (типа «Ермак»)	Март-апрель – 22000 л.с. (типа «Капитан Николаев»)

 

Предложенный алгоритм оценки влияния климатических изменений можно применить, с использованием соответствующих зависимостей, и для других сценариев изменения климата и других участков трассы СМП. Принципиальная схема алгоритма таких оценок остается неизменной.

 

2.6.2. Особенности транспортировки нефти в зоне повышенного риска плавания

 

Особенность транспортных операций в  условиях замерзающих морей заключается в наличии ледяного покрова, который увеличивает риск возникновения аварийной ситуации. По сути, аварии случаются по причинам, связанным с  «человеческим фактором», то есть, ошибками или халатным отношением судоводителей и специалистов по эксплуатации судна, а также форс-мажорными обстоятельствами - случайными событиями, не зависимыми от человека, имеющими природный характер. Транспортировка углеводородов танкерами может осуществляться при помощи ледокольной проводки. Здесь возможны две причины возникновения аварийной ситуации. Первая – столкновение судна с льдиной, торосистым образованием в проложенном ледоколом канале или столкновение с кромкой канала. Избежать таких случаев невозможно, но возможно определение безопасной скорости движения судна в зависимости от его ледового класса, свойств и характеристик ледяного покрова. Строгое соблюдение правил плавания судов во льдах позволяет исключить вероятность данной аварийной ситуации, которая может рассматриваться как разновидность аварийных ситуаций, обусловленных «человеческим фактором». Для моделирования таких аварийных ситуаций необходима статистика нарушений правил судоходства, причем здесь можно привлекать данные по всему судоходству в Мировом океане. Вторая причина, это сжатие судна льдами, которое в действительности является форс-мажорным обстоятельством, периодически встречающимся при движении судов во льдах. Все известные случаи гибели судов в Северном Ледовитом океане были вызваны именно сжатиями льдов. Планирование транспортных операций с гарантированным исключением вероятности возникновения сжатий во льду в принципе невозможно: никакое развитие компьютерной техники и детерминированных компьютерных моделей динамики ледяного покрова не позволит с абсолютной гарантией избегать зон сжатий.

Сжатие судна льдом может  вызвать три типа аварийных ситуаций с различным объемом ущерба. Самым  опасным является разрушение герметичности  корпуса с поступлением углеводородов в окружающую среду, что неизбежно вызовет экологическую катастрофу. При этом возможна гибель судна или получение повреждений такого уровня, который сделает нерентабельным его последующий ремонт. Меньшей по тяжести последствий является ситуация, при которой не происходит утечки транспортируемых углеводородов или других представляющих опасность для окружающей среды грузов, но судно теряет способность к самостоятельному движению и ему требуется срочный ремонт. Для танкерного флота подобная ситуация приводит к срыву регулярной транспортировки углеводородного сырья и косвенно увеличивает вероятность аварий с экологическим ущербом на береговых терминалах и тем более на морских нефтедобывающих платформах, поскольку на них может храниться только ограниченное количество добытого сырья. В случае срыва регулярности транспортировки неизбежно возникает ситуация заполнения добытым сырьем всех имеющихся в наличии хранилищ, что приводит к необходимости прекращения добычи и закупорки скважины. Естественно, что операции по консервации и последующей расконсервации скважин, особенно расположенных на шельфе, влекут за собой риски аварийных ситуаций с поступлением углеводородов в окружающую среду. Наименее опасной по последствиям является аварийная ситуация, приводящая к повреждениям судна, не влияющим на его судоходные качества и требующим устранения только при плановом ремонте. В этом случае вообще нет экологических последствий, а экономические ограничиваются увеличением расходов судовладельца на ремонт, впоследствии перекладываемых на конечного потребителя. Однако транспортировка углеводородного сырья от арктических прибрежных и шельфовых месторождений продолжается длительный период времени – десятки лет. Аналогично, достаточно продолжительное время осуществляется разработка рудных месторождений, снабжение населенных пунктов и вахтовых баз [48, c. 112].

Существует несколько режимов  ледового передвижения, которые представляют собой непрерывное движение судна  в сплошных и в битых льдах. Касательно первого режима, то есть непрерывного движения в сплошных льдах, оно характерно в основном для ледоколов и грузовых судов высших ледовых классов. Суда низших ледовых классов могут двигаться лишь в молодых льдах до тридцати метров толщиной. Этот режим плавания относительно безопасен и представляет интерес для оценки ходовых качеств ледоколов. Одним из важнейших параметров ледоколов и судов ледовых классов является лёдопроходимость, определяемая как предельная толщина ровного льда, преодолеваемая непрерывным ходом со скоростью в один узел. Поэтому испытания лёдопроходимости судов выполняются в припае. Установившаяся скорость движения зависит от толщины и прочности льда. При малой толщине лёд взламывается корабельными волнами, а разбивание льда корпусом практически отсутствует. Что касается второго режима непрерывного движения в битых льдах, то оно осуществляется при размерах льдин менее ста метров. Данный тип движения предпочтителен. Движение судна определяется сплоченностью льда, их толщиной и протяжённостью. Разумеется, чем меньше размеры льдин, тем при прочих равных условиях легче осуществляется движение судна. При движении с высокой скоростью возможны сильные удары корпуса об отдельно плавающие льдины, о кромки полей и торосистые образования. Поэтому при движении каравана скорость его движения определяется безопасной скоростью движения проводимого судна, при которой возможные соударения с льдинами и ледовыми образованиями не опасны. Безусловно, отдельные торосистые образования, снявшиеся с мели стамухи и ледяные острова очень опасны и судоводитель должен избегать контактов с ними. Данный режим является расчётным при оценке ледовой качеств судна и при определении стандартных ледовых нагрузок.

Движение в канале, проложенном  ледоколом, характерно для грузовых судов. Скорость движения каравана определяется как минимальная из скорости ледокола и предельной безопасной скорости судна в канале, поскольку возможные удары корпуса судна о кромку канала при больших скоростях очень опасны. Если ледокол может преодолевать лёд без работы набегами, то часто судно буксируется судном «на усах». Однако при плавании в тяжёлых ледовых условиях, когда ледокол не может осуществлять равномерное движение, данный тип плавания не возможен.

Движение по нарушениям сплошности ледяного покрова: разводьям, полыньям, естественным каналам во льду, т.е. трещинам, края которых разошлись на расстояние, достаточное для прохода судна, представляет собой лавирование судна. В идеале ледокол и, соответственно, караван, должен плавать не по льдам, а между льдами. Здесь для проводимого судна, как и в случае движения в проложенном ледоколом канале, велика опасность столкновений с плавающими льдинами и ударов о кромки разводья при неудачном маневрировании. В данном случае скорость движения каравана определяется предельной безопасной скоростью движения проводимого судна.