Методические рекомендации по применению аэрокосмических методов для диагностики трубопроводных геотехнических систем и мониторинга окружающей среды - файл n1.doc

Методические рекомендации по применению аэрокосмических методов для диагностики трубопроводных геотехнических систем и мониторинга окружающей среды
скачать (327.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc328kb.21.10.2012 20:05скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9
Российское акционерное общество "Газпром"

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРИМЕНЕНИЮ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ
ДИАГНОСТИКИ ТРУБОПРОВОДНЫХ ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
И МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Москва 1995


В рекомендациях изложены основы комплексного применения различных видов аэрокосмических съемок (АКС) для решения задач диагностики трубопроводных геотехнических систем и мониторинга окружающей среды. Даны практические рекомендации по выбору вида съемок, масштаба, типа аппаратуры и пленок, способа обработки полученных материалов и т.д.

Рекомендации предназначены для специалистов, занятых эксплуатацией и диагностикой трубопроводных геотехнических систем.

Рекомендации разработаны на основе исследований, выполненных в ГАНГ им. И.М. Губкина под руководством проф. Бородавкина П.П.

Методические рекомендации разработали Н.Н. Хренов, С.А. Егурцов, Г.А. Ланчаков, А.И. Степаненко, в подготовке п.п. 4.5, 4.9 принимали участие В.А. Усачев, А.В. Дуплищев, А.Н. Дмитриенко, Б.Н. Шубин.

Рекомендации утверждены гл. инженером Управления научно-технического прогресса и экологии РАО "Газпром" Вольским Э.Л. 15 января 1995 г.

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

3. ВИДЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК

3.1. Космическая съемка

3.2. Аэросъемка

3.3. Фотографические съемки

Многозональная фотосъемка

3.4. Нефотографические виды съемки

Тепловые съемки

Телевизионная съемка

Радиолокационная съемка

Лазерная съемка

3.5. Аэровизуальные обследования

4. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ АКС

4.1. Основные положения методики обработки материалов АКС

4.2. Методы фотографической фильтрации

4.3. Оптические методы обработки материалов АКС

4.4. Оптико-электронные методы обработки материалов АКС

4.5. Цифровые методы обработки материалов АКС

4.6. Применение фотограмметрических методов

4.7. Дешифрирование материалов аэрокосмических съемок

4.8. Районирование и картирование территорий прохождения трасс трубопроводов

4.9. Географические информационные системы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время широкий круг вопросов обеспечения надежной и экологически безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов (МТ) сформировался в комплексную проблему диагностики трубопроводных геотехнических систем (ГТС) и мониторинга окружающей среды.

Опыт строительства и эксплуатации трубопроводных систем свидетельствует о значительном взаимном влиянии природной среды и магистральных трубопроводов, являющихся элементами единой геотехнической системы.

Учитывая то, что процессы взаимодействия МТ с окружающей средой идут на больших территориях, оперативно оценить их масштабы и состояние трубопроводных ГТС можно лишь на основе применения дистанционных, в первую очередь аэрокосмических, методов (АКМ)*), позволяющих получать принципиально новую по качеству и полноте информацию не только в контрольных точках, но, что особенно важно, по всей трассе в целом.

Важной предпосылкой для применения АКМ к решению задач, диагностики трубопроводных систем является "приповерхностный" характер проявления их состояния. АКМ дают возможность зафиксировать на различные носители внешний облик элементов ГТС в момент съемок. Обработка, интерпретация* и анализ зафиксированных физиономических картин позволяют оценить состояние трубопроводной ГТС и окружающей среды.

Вместе с тем АКМ открывают новые возможности изучения геодинамической активности территорий прохождения трасс МТ (блочное строение земной коры, наличие активных тектонических разломов и т.д.).

В настоящее время накоплен большой эмпирический материал о влиянии физических аномалий в разломах на состояние и эксплуатационную надежность построенных в их зоне объектов различного назначения.

*) В литературе также применяются термины "дистанционные методы" и "методы дистанционного зондирования".

Влияние зон разломов на активность проявления и локализацию экзогенных процессов, в том числе мерзлотных, карста, связанных со склоновой гравитацией, рассматривается как установленная закономерность, а их наличие (зон разломов) - как индикационный критерий для прогнозирования критических ситуаций в состоянии ГТС.

Использование АКМ способствует повышению эффективности работ по диагностированию трубопроводных ГТС и выражается в улучшении качества выдаваемых рекомендаций, ускорении проведения исследований, совершенствовании организации и уменьшении их стоимости. Это достигается благодаря тем преимуществам, которые имеют АКМ по сравнению с наземными методами исследований. К ним относятся: высокая производительность и значительный объем получаемой информации; изучение территории с различной степенью генерализации; изучение объектов в разных зонах спектра электромагнитных излучений, в том числе и невидимой; широкое использование интер- и экстраполяции данных на основе материалов аэро- и космических съемок (АКС), что позволяет сокращать объемы наземных работ; изучение территории в камеральных условиях с составлением общих и специальных карт по материалам АКС; получение с достаточной точностью по материалам АКС количественных характеристик процессов, протекающих в трубопроводных ГТС; периодичность получения информации, позволяющая изучать динамику процессов трубопроводных ГТС и эволюцию окружающей среды.

Материалы АКС могут быть эффективно использованы для оценки состояния трубопроводных ГТС и прогноза его изменения при условии, если они будут целенаправленны и удобны для практического использования, что достигается правильным решением методических проблем проведения АКС, дешифрирования и анализа их результатов.

Впервые систематическое изложение концепции применения аэрокосмических методов к решению проблем диагностики трубопроводных геотехнических систем приведено в работах [121040].

В 1992 г. РАО "Газпром" утверждены Рекомендации по прогнозированию ремонта и реконструкции магистральных трубопроводов на основании материалов АКС трасс, в которых рассмотрены некоторые методические вопросы применения АКМ для решения задач диагностики магистральных трубопроводов, в первую очередь - для прогнозирования разрушения обвалования в различных природных условиях.

Настоящие Рекомендации являются дальнейшим развитием работ по созданию комплексного методического обеспечения диагностики трубопроводных ГТС. В них излагаются наиболее важные вопросы получения, обработки и анализа аэрокосмической информации в интересах трубопроводного транспорта и охраны окружающей среды. Общепринятые методические положения по использованию АКМ в народном хозяйстве в данных Рекомендациях не рассматриваются.

Рекомендации являются обобщением многолетнего опыта проведения комплексных теоретических исследований и широкомасштабных экспериментальных и производственных летно-съемочных и подполетных наземных работ на трассах строящихся и действующих магистральных трубопроводов и специальных полигонах. В качестве объектов контроля выступали участки газопроводов Ямбург-Елец, Уренгой-Челябинск, Уренгой-Надым, Уренгой-Помары-Ужгород, Нижневартовск-Парабель, конденсатопроводов Ямбург-Уренгой, Уренгой-Сургут, межпромысловый коллектор Уренгойского ГКМ.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ


1.1. Под аэрокосмическими методами понимается комплекс исследований поверхности Земли и объектов трубопроводных систем, осуществляемый с помощью искусственных спутников, орбитальных космических станций и пилотируемых кораблей, самолетов и вертолетов, путем регистрации собственного и отраженного электромагнитного излучения природных и искусственных объектов приемными устройствами с последующей обработкой, интерпретацией и анализом полученных данных.

1.2. Аэрокосмические исследования являются составной частью работ по комплексному изучению трубопроводных геотехнических систем и окружающей среды.

1.3. АКМ применяются для решения следующих основных задач: оценки состояния МТ (определения пространственного положения и динамики его изменения, выявления деформированных участков и оценки их напряженно-деформированного состояния. поиска утечек перекачиваемого продукта, определения степени разрушения обвалования и обнажения трубопровода, оценки состояния балластировочных и крепежных устройств и т.д.);

оценки состояния окружающей среды (степени загрязнения, антропогенной нарушенности и возможности поддержания среды в экологическом равновесии);

уточнения особенностей геологического строения исследуемого региона с выделением аномальных физических полей, контролирующих развитие современного ландшафта, его переформирование и перераспределение;

выявления взаимодействия внутренних и внешних факторов, влияющих на ландшафт, и оценки степени устойчивости ландшафтов к техногенным воздействиям при строительстве и эксплуатации трубопроводов;

комплексного изучения процессов взаимодействия трубопроводов с окружающей средой;

проведения тематического районирования и картирования территории (по природно-техническим условиям эксплуатации трубопроводов, по степени экологической нарушенности окружающей среды и т.п.);

разработки рекомендаций по рациональной эксплуатации, ремонту и реконструкции МТ;

разработки рекомендаций по рациональному природопользованию и охране окружающей среды;

контроля практической реализации на трассах МТ разработанных рекомендаций (оценка объемов отсыпанного или намытого грунта, правильность обустройства систем инженерной защиты и т.д.);

определения целесообразного местоположения, методов строительства и эксплуатации объектов крупномасштабного вмешательства в природу (например, при решении задач сооружения и реконструкции трубопроводов, площадных объектов различного назначения).

1.4. Аэрокосмические методы должны обеспечивать получение одинаково достоверной информации необходимой точности и детальности на всю исследуемую территорию.

Основными требованиями, предъявляемыми к материалам аэрокосмических съемок, являются: наиболее благоприятные природные условия их получения, оптимальные технические параметры проведения съемочных работ, последующей фотохимической обработки и различных преобразований первичного изображения (оптических, оптико-электронных, цифровых).

1.5. Применение аэрокосмических методов в интересах трубопроводного транспорта характеризуется следующими особенностями:

направленностью на исследование процессов взаимодействия МТ с окружающей средой, выявление аномальных для эксплуатации районов трассы и определение потенциально опасных участков;

проведением работ в три этапа - предполевой, полевой и камеральный, на каждом этапе - вначале на эталонных и потенциально опасных участках, а затем - по всей трассе;

комплексным характером проведения исследований (как среди собственно дистанционных методов, так и с наземными работами);

рациональным сочетанием принципов исследования трубопроводных ГТС и окружающей среды "от общего - к частному" (последовательная детализация) и "от частного - к общему" (последовательная генерализация);

преимущественно камеральным выполнением работ;

необходимостью обработки и анализа всех имеющихся материалов предшествующих исследований трубопроводной ГТС и их частичной переинтерпретации.

1.6. Комплексный характер проведения аэрокосмических исследований предполагает:

использование всех имеющихся сведений о ландшафте и его компонентах (рельефе, гидросети, растительности и др.), а также результатов исследований состояния трубопровода;

использование информационных материалов, различных по масштабам, зонам спектра, природным условиям съемки и технологическим параметрам последующей обработки;

выполнение различных видов тематического дешифрирования (геоморфологического, топогеодезического, ландшафтного и др.);

применение различных видов аэрокосмических съемок;

выполнение натурных исследований комплексно не только в методическом, но и технологическом отношении.

1.7. Относительная эффективность существующих аэрокосмических методов вызывает необходимость их рационального сочетания (комплексирования) с учетом их особенностей, характеристик и способов применения, что повышает полноту и достоверность итоговой информации. Этого также требуют различия физико-географических и геолого-структурных условий исследуемых территорий.

Хорошие результаты достигаются при комплексном применении методов, базирующихся на разных физических принципах. Для практической реализации такого подхода может быть рекомендовано применение самолетов-лабораторий, имеющих пилотажно-навигационное оборудование для выполнения съемочных полетов и несущих комплекс различных съемочных средств.

1.8. Выполнение комплексных исследований состояния трубопроводных ГТС и окружающей среды предполагает совместное применение широкого круга дистанционных и наземных методов.

Основными задачами комплексирования аэрокосмических и наземных методов являются:

совместный анализ и обобщение имеющихся сведений о трубопроводной ГТС и окружающей среде;

"обучение" дистанционных методов решению рассматриваемых задач в конкретных физико-географических условиях;

получение новой информации о состоянии МТ и окружающей среды на территориях трассы, расположенных между эталонными участками, на основе всесторонней обработки материалов дистанционного зондирования;

целенаправленная переинтерпретация материалов наземных исследований с учетом информации, полученной дистанционными методами;

получение принципиально новых результатов (например, выявление инвариантных зависимостей взаимодействия МТ с окружающей средой).

1.9. Применение АКМ в интересах диагностики трубопроводных ГТС и мониторинга окружающей среды требует привлечения квалифицированных специалистов, обладающих соответствующей подготовкой и, что особенно важно, опытом применения дистанционных методов на объектах трубопроводного транспорта. Поэтому исследования должны проводиться специализированными организациями, оснащенными необходимыми методиками и техническими средствами, располагающими опытным персоналом.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации