Хозяйственное освоение любых территорий всегда связано со строительством новой и развитием имеющейся инфраструктуры, подразумевающим доставку значительных объемов материалов и техники, строительство жилья для размещения персонала. Началу любого масштабного освоения удаленных территорий всегда предшествуют комплексные инженерные изыскания по различным направлениям, одним из которых являются инженерно-гидрометеорологические изыскания (ИГМИ). ИГМИ включают широкий спектр работ, направленных на получение информации о параметрах природной среды, учет которых необходим для проектирования и строительства объектов хозяйственной деятельности как в Арктической зоне РФ, так и в целом на акватории замерзающих морей России.
К настоящему моменту на шельфе Российской Арктики спроектированы, построены и действуют такие сложные технические объекты, как МЛСП «Приразломная» (ООО «Газпром нефть шельф»), Варандейский нефтяной терминал (ПАО «Лукойл»), терминал «Ворота Арктики» (ООО «Газпромнефть-Ямал»), международный морской порт Сабетта (включая терминал «Утренний»), предназначенный для транспортировки сжиженного природного газа (СПГ) с Южно-Тамбейского ГКМ и поставок природного газа, нефти и газового конденсата морским транспортом на зарубежные рынки (операторы: ОАО «Ямал СПГ», ООО «Газпромнефть-Ямал», ООО «Арктик СПГ-2». Строительство и стабильная работа этих и других объектов была бы невозможна без качественно проведенных инженерно-гидрометеорологических изысканий, предваряющих проектирование и строительство.
Место инженерно-гидрометеорологических изысканий (включая ледовые) в деятельности ААНИИ
ФГБУ «Арктический и Антарктический НИИ» (ААНИИ) является государственным научным центром РФ, осуществляющим проведение фундаментальных и прикладных исследований в Арктике и Антарктике в области гидрометеорологии, океанографии, климатологии, геофизики, водных ресурсов и охраны окружающей среды. Институт осуществляет научные исследования, научно-техническую и научно-производственную деятельность.
Инженерно-гидрометеорологические изыскания (ИГМИ) относятся к научно-техническому направлению деятельности ФГБУ «ААНИИ». В перечне задач, выполняемых ФГБУ «ААНИИ» в рамках указанного направления, к тематике ИГМИ на шельфе можно отнести следующие:
• выполнение инженерных изысканий при проектировании и строительстве сооружений и объектов на побережье и шельфе морей;
• оценка воздействия на окружающую природную среду проектируемых и действующих предприятий, хозяйственной деятельности и воздействий окружающей природной среды на инженерные сооружения;
• подготовка материалов для проведения государственных гидрометеорологических экспертиз ТЭО, проектов строительства и изысканий и других видов деятельности в полярных районах, в том числе на шельфе и побережьях замерзающих морей, участие в экспертизах
Необходимость в проведении ИГМИ
Инженерно-гидрометеорологические изыскания в Российской Арктике проводятся в интересах в первую очередь развития арктических шельфовых проектов – проектирования и строительства объектов инфраструктуры портов и месторождений, ледостойких сооружений. Этим определяется круг основных потребителей – ими являются проектировщики ледостойких сооружений, компании-судовладельцы, операторы арктических и замерзающих портов, добывающие компании (в том числе нефтегазовые), имеющие лицензионные участки на арктическом шельфе или осуществляющие транспортировку полезных ископаемых (углеводородного сырья, угля, руд и т.п.) морскими судами и трубопроводами с месторождений, расположенных в регионе.
Объектами исследований является ледяной покров (дрейфующий и припайный лед, различные ледяные образования), водная среда (течения, волнение, колебания уровня моря и др.), приземная атмосфера (метеорологические характеристики – температура, ветер, влажность и т.п.), литодинамические условия (перемещение донных осадков, экзарация дна килями ледяных образований и др.), опасные и особо опасные гидрометеорологические явления.
При осуществлении шельфовых проектов роль ФГБУ «ААНИИ» заключается в сборе и анализе данных о ледовом и гидрометеорологическом режиме и предоставлении проектировщикам (или заказчикам) оценок по природному блоку. В случае необходимости (как правило, при недостатке исходных природных данных) применяется математическое и физическое моделирование. Стандартной формой отчетности по результатам проведенных экспедиционных исследований являются научно-технические отчеты, предоставляемые заказчикам работ. Кроме этого, специалисты ФГБУ «ААНИИ» могут предоставить различные типы документов: рекомендации (выбор локации портов и т.п.), концептуальные разработки (например – системы управления ледовой обстановкой), и различные специфические технические условия для объектов строительства (ЛТУ/ВЛТУ/СТУ).
В крупнейших шельфовых проектах на шельфе арктических и замерзающих морей России ФГБУ «ААНИИ» выполнял полный цикл изысканий: сбор информации (архивные и полевые материалы), обработку данных (включая моделирование), получение исходных параметров по природному блоку для проектировщиков в виде ЛТУ/ВЛТУ/СТУ и предоставление отчетов по инженерным гидрометеорологическим изысканиям (в том числе ледовым).
Нормативная база проводимых изысканий
Инженерно-гидрометеорологические изыскания входят в состав инженерных изысканий для строительства, которые регламентируются «Сводом правил», обязательных к исполнению на территории РФ (СП 47.13330.2016; СП 482.1325800.2020). Инженерные изыскания для строительства – это работы, проводимые для комплексного изучения природных условий района (площадки, участка, трассы) проектируемого строительства.
Инженерно-гидрометеорологические изыскания подразумевают последовательность действий от сбора и изучения архивных материалов (1) – через изучение реальных гидрометеорологических параметров in situ (2) – к анализу, обобщению и разработке рекомендаций с оформлением технических отчетов (3). В состав инженерно-гидрометеорологических изысканий (согласно СП 47.13330.2016) входят:
• сбор, анализ и обобщение материалов гидрометеорологической и картографической изученности территории (акватории); рекогносцировочное обследование территории и/или акватории;
• наблюдения за характеристиками гидрометеорологического режима территории (акватории);
• ледовые исследования;
• изучение опасных гидрометеорологических процессов и явлений;
• литодинамические исследования (в прибрежной, шельфовой зоне и на акватории морей);
• камеральная обработка материалов с определением расчетных гидрологических и (или) метеорологических характеристик; составление технического отчета и др.
Перечень изучаемых параметров и методики, определяющие проведение работ, приводятся (кроме указанных выше) в ряде нормативных документов, например:
· СП 11-103-97. «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства»;
· СП 11-114-2004 «Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства морских нефтегазопромысловых сооружений»;
· СП 38.13330.2018 СНиП 2.06.04-82* «Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)»;
· СП 131.13330.2018 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология»;
· СП 277.1325800.2016 «Сооружения морские берегозащитные. Правила проектирования»;
· СП 287.1325800.2016 «Сооружения морские причальные. Правила проектирования и строительства»;
· СП 350.1326000.2018 «Нормы технологического проектирования морских портов»
· СП 369.1325800.2017 «Платформы морские стационарные. Правила проектирования»;
· СП 378.1325800.2017 «Морские трубопроводы. Правила проектирования и строительства»;
· СП 444.1326000.2019 «Нормы проектирования морских каналов, фарватеров и зон маневрирования»;
· ГОСТ Р 57148-2016 (ИСО 19901-1:2015) «Сооружения нефтегазопромысловые морские. Проектирование и эксплуатация с учетом гидрометеорологических факторов»;
· ГОСТ Р 54483-2011 (ИСО 19900:2002) «Нефтяная и газовая промышленность. Платформы морские для нефтегазодобычи. Общие требования».
С учетом разнообразия объектов строительства и особенностей гидрометеорологических (и ледовых) условий, в рамках ИГМИ также могут осуществляться различные специальные исследования. Учитывая это возможно существенное расширение как перечней параметров и методик, так и списка регламентирующих нормативных документов.
Инженерно-гидрометеорологические изыскания на арктическом шельфе
На рисунке 1 представлена хронология ИГМИ на шельфе арктических/замерзающих морей, построенная на основании результатов работ лаборатории «Арктик-шельф» им. Г.К. Зубакина (ЛАШ) ФГБУ «ААНИИ».
Ом – Охотское море, Бм – Белое море, Км – Каспийское море, СП – Северный поток,
Балтийское море: 1 – НТ, г. Приморск, 2 – п. Высоцк, 3 – б. Портовая, 4 – ЛАЭС-2, 5 – Нарвский залив
Баренцево море: 6 – ОТ нефти, 7 – п. Печенга, 8 – зал. Русская Гавань, 9 – м. Святой Нос, 10 – Чешская губа, 11 – м. Б. Румяничный, 12 – м. Микулкин, 13 – Кольский ЛУ, 14 – порт м. Пырков, 15 – Адмиралтейский ЛУ, 16 – Видяево, 17 – Пахтусовский ЛУ, 18 – Териберка, 19 – губа Ура, 20 – ЗФИ, 21 – Долгинское НМ, 22 – Варнекский ЛУ, 23 – Западно-Приновоземельский ЛУ, 24 – Федынский ЛУ, 25 – Альбановский ЛУ, 26 – Южно-Приновоземельский ЛУ, 27 – Северо-Западный ЛУ, 28 – Центрально-Баренцевоморский ЛУ, 9 – Хейсовский ЛУ
Карское море: 30 – м. Дровяной, 31 – Ленинградское ГНМ, 32 – Русановское ГКМ, 33 – Адерпаютинское НМ, 34 – Антипаютинское НМ, 35 – Харасавэй, 36 – Юрхаровское НГКМ, 37 – Новопортовское НМ, 38 – Геофизическое НГКМ, 39 – Сев. и Южный причал, 40 – Южно-Тамбейское ГКМ, 41 – трасса газопровода, 42 – Пайяхское НМ, 43 – Северо-Пайяхское НМ, 44 – терминал Таналау, 45 – Крузенштернское НМ, 46 – залив Шарапов Шар, 47 – о. Голомяный, 48 – Каменномыское-море ГМ, 49 – м. Каменный, 50 – с. Тамбей, 51 – терминал Ямбургского НГКМ, 52 – м. Лопатка, 53 – МТ Бухта Север, 54 – МТ Сырадасайского УМ, 55 – Семаковское НМ
Море Лаптевых: 56 – о. Котельный, б. Темп, 57 – Оленекский залив, 58 – Тормторское РММ
Чукотское море: 59 – прол. Лонга, м. Шмидта
ЛАШ является специализированным подразделением ФГБУ «ААНИИ», созданным в 1991 г. для обеспечения оценками гидрометеорологического и ледового режима различных стадий проектирования, строительства, эксплуатации и демонтажа гидротехнических сооружений (платформы, терминалы, подводные трубопроводы, кабели связи и др.) в шельфовой зоне арктических и замерзающих морей. Задачами ЛАШ являются научно-прикладные и экспедиционные гидрометеорологические исследования, проводимые с целью обеспечения необходимой гидрометеорологической информацией геофизических, разведочных, изыскательских, проектных, инженерных работ и других практических видов деятельности на арктическом шельфе. Об интенсивности и результативности деятельности лаборатории «Арктик-шельф» говорит тот факт, что в период 1991–2019 гг. этим подразделением подготовлено более 450 информационных и научно-технических отчетов по различным объектам на шельфе арктических и замерзающих морей (Бузин, 2020).
Рисунок 1 отражает общую тенденцию трех десятилетий: постепенное смещение интересов добывающих компаний с запада на восток – от относительно мягкого в смысле ледовых условий Баренцева моря к месторождениям, расположенным в более суровых арктических условиях (Карское море и более восточные акватории). Таким образом, приведенный рисунок косвенно подтверждает прогресс в методах и технологиях, достигнутый в индустрии добычи на шельфе с начала 90-х годов ХХ века.
На рисунке 2 представлены основные объекты на шельфе Арктики, где проводились ИГМИ и степень их изученности (согласно результатам деятельности ЛАШ). Здесь также представлены пункты, в которых производились работы по обеспечению выгрузки на припай (обозначены значком «судно»). Для удобства восприятия размеры «окружностей» отображены пропорциональными суммарному количеству проведенных экспедиций и подготовленных отчетов для каждого объекта изысканий.
Широко известными для интересующихся освоением Арктики объектами инженерно-гидрометеорологических изысканий на российском арктическом шельфе являются: Штокмановское ГКМ, Приразломное НМ, Южно-Тамбейское ГКМ (порт Сабетта), отгрузочные терминалы Варандейский и «Ворота Арктики» и др.
Информация о выполненных коллективом ЛАШ ФГБУ «ААНИИ» инженерно-гидрометеорологических изысканиях на наиболее известных объектах, а также статусе проектов (на сегодняшний день) приведена ниже:
1) ШГКМ – проведен полный цикл изысканий по ледовому режиму, подготовлены локально-технические условия (ЛТУ) и ледовая спецификация для проектирования. В настоящее время проект «заморожен» (на неопределенный срок) владельцем лицензии на поиск, геологическое изучение и добычу газа и газового конденсата (ПАО «Газпром»).
2) Приразломное НМ – проведен полный цикл изысканий по ледовому режиму. Оценки гидрометеорологического режима в форме ЛТУ предоставлены проектировщикам для создания МЛСП (морской ледостойкой платформы) «Приразломная», которая установлена и работает на месторождении.
3) Южно-Тамбейское месторождение – проведен полный комплекс инженерных гидрометеорологических изысканий для проектирования порта, отгружающего сжиженный природный газ (СПГ). На месторождении построен завод по сжижению газа и порт Сабетта
Специфика инженерно-гидрометеорологических работ по различным проектам
Приведем примеры комплексов гидрометеорологических изысканий, выполненных ЛАШ ФГБУ «ААНИИ» для указанных выше наиболее известных шельфовых проектов.
Для Приразломного НМ было проведено 7 зимних и 6 летних экспедиций, для Штокмановского ГКМ – выполнено 8 зимних экспедиций. Зимние работы на ледяном покрове выполнялись методом судовых ледовых станций и вертолетных десантов (вертолет базировался на НЭС «Михаил Сомов» или на берегу (для Приразломного НМ) в районе п. Варандей).
Для Южно-Тамейского и Салмановского месторождений (п. Сабетта) был проведен цикл из 8 летних и 7 зимних экспедиций в период 2005–2017 гг., при этом изыскательская партия базировалась или на берегу, или на судне.
В период 2012–2020 гг. ПАО «НК «Роснефть» провела крупномасштабные исследования природной среды в районе лицензионных участков, расположенных на российском арктическом шельфе. Говоря об этих крупнейших исследовательских работах, отметим, что в период их выполнения ААНИИ спланировал, организовал и провел для ПАО «НК «Роснефть» 4 зимних и 13 летних экспедиций в Арктику. Работы включали в себя исследования морфометрических и физико-механических характеристик ледяного покрова и айсбергов, определение их дрейфа, изучение морских течений, исследования айсбергопродуцирующих ледников и ряд других задач. Сотрудники ЛАШ принимали активное участие как в зимних, так и в летних экспедиционных исследованиях, выполняя аэрофотосъемку ледяных образований, расстановку радиомаяков для определения дрейфа ледяного покрова и айсбергов, наблюдения за течениями и термохалинной структурой водных масс, установку на длительный срок донных станций с самописцами течений, уровня моря и осадки ледяного покрова, а также анализ собранных материалов (Презентация ЛАШ, 2020).
Основные методы исследования ледяного покрова и ледников, применявшиеся в период работ по проекту обустройства Штокмановского ГКМ и в более поздних проектах, перечислены ниже (рисунки 3, 4):
- использование снимков ИСЗ различного диапазона – для мониторинга кромки льда, определения возрастного состава льдов, сплоченности, раздробленности льдов, размеров полей, выявления айсбергов.
- использование подводного телеуправляемого аппарата и ГЛБО – для получения видеоизображений и 3D-картины подводных частей торосов, определения их объемов.
- использование АФС – для получения информация о плановых размерах торосов и айсбергов, построения 3D-картин их верхней части, определения ее объема.
- радиолокационные исследование ледников ЗФИ и Новой Земли – для определения толщины ледников, объемов льда, потенциала айсбергообразования, максимальных размеров айсбергов, оценки отступания ледников (выполнял ИГ РАН).
На рисунке 4 слева представлены методы исследования морфометрических особенностей и внутренней структуры торосистых образований (геодезическая съемка и сквозное бурение (Наумов, Скутина, 2019). Далее показаны методы изучения физико-механических свойств ледяного покрова (температура, соленость, плотность, структура, прочностные свойства льда). Правее приведены примеры изучения динамики ледяного покрова и айсбергов с помощью радиомаяков. В крайнем правом столбце показаны примеры экспериментов по определению глобальных ледовых нагрузок в 2008 г. (датчики и измерительные системы были расположены на корпусе судна). Отметим, что в мире насчитываются буквально единицы организаций, способных провести подобные крупномасштабные испытания и сами испытания очень редки (Сазонов, Чернов, 2016).
В безледный период на акваториях лицензионных участков проводятся гидрологические и литодинамические исследования. Со специально оборудованных судов проводятся гидрологические съемки и установки автономных донных станций, которые позволяют получить долговременные серии данных о колебании уровня моря, волнении, параметрах течений, а также рельефе нижней границе дрейфующего льда в конкретной интересующей точке.
Использование геофизических и гидрографических методов позволяет проводить литодинамические исследования (для данных работ привлекаются профильные субподрядные организации). Эти исследования включают в себя определение батиметрии акватории, динамику рельефа дна и берегов, направление потока наносов/размывов. Они позволяют картировать донные отложения и ледовую экзарацию (пропашки дна килями ледяных образований).
После завершения полевых исследований проводится камеральная обработка (в том числе – научный и инженерный анализ собранных данных), включающая в себя:
• статистическую обработку данных, выделение трендов, подбор типов и параметров распределений;
• изучение сезонной и межгодовой изменчивости;
• уточнение режимных значений характеристик природной среды;
• исследование связей между различными процессами и явлениями;
• построение карт, профилей, разрезов гидрологических, ледовых, литодинамических характеристик;
• определение нормативных значений ледовых и гидрологических характеристик для расчета ледовых нагрузок (Презентация ЛАШ, 2020).
Конечной целью инженерно-гидрометеорологических изысканий является обеспечение проектировщиков необходимым набором информации, содержащей (применительно к конкретному объекту капитального строительства) оценки гидрометеорологических условий, расчетных параметров по ветру, течению, волнению, ледовому режиму, уровню моря и другим гидрометеорологическим характеристикам, необходимым для принятия проектных решений (Гудошников и др., 2020). Наиболее полно такая информация представляется в виде временных локальных технических условий (ВЛТУ).
Для шельфовых проектов МЛСП Приразломная, Штокмановское ГКМ, Варандейский терминал в результате работ ААНИИ были выпущены ЛТУ по ледовым условиям. Экспедиционные работы в 2012–2017 гг., проводившиеся на лицензионных участках Карского моря (Восточно-Приновоземельские 1, 2, 3) и моря Лаптевых (Усть-Оленекский, Усть-Ленский) в интересах ПАО «НК «Роснефть» завершились разработкой ВЛТУ по всему комплексу гидрометеорологических условий.
На основе ЛТУ/ВЛТУ разрабатывается стратегия освоения объектов, выбираются технические средства освоения, определяется необходимая инфраструктура. Состав ЛТУ/ВЛТУ может различаться в зависимости от объекта (таблица 1).
Освоение удаленных территорий Арктики невозможно без сопутствующего развития транспортной инфраструктуры. Хотя некоторые технические объекты (МЛСП «Приразломная», отгрузочные терминалы типа Варандейского или «Ворот Арктики») самодостаточны во взаимодействии с морскими грузовыми судами, для ряда объектов по добыче и переработке сырья, расположенных на суше, необходима портовая инфраструктура (временная или постоянная). В первую очередь здесь имеются в виду наиболее масштабные проекты освоения Ямала и Обской губы (Бованенковское, Харасавейское, Южно-Тамбейское и др. месторождения). Отметим, что в настоящее время именно Обская губа является наиболее загруженным сегментом Северного морского пути. По оценкам профильных специалистов, объем морских перевозок в Обской губе (в первую очередь – вывоз углеводородов) превышают 80 % всего трафика СМП.
Массовый завоз материалов для строительства портов и других объектов при освоении территории в условиях отсутствия дорожной сети возможен только морским путем, при этом особое значение приобретают выгрузки на припай у неподготовленного берега (та самая «временная транспортная инфраструктура»). Обеспечение операций такого рода, лежащих на стыке инженерных изысканий, ледотехнических работ и специального гидрометеорологического обеспечения, было вновь (после долгого перерыва) начато специалистами лаборатории «Арктик-шельф» в 2007 г. Вывоз готовой продукции (нефть, газоконденсат) с месторождений в большинстве случаев возможен только морским путем через круглогодично действующие порты или отгрузочные терминалы. Наиболее ярким примером такого объекта является построенный в результате реализации проекта «Ямал СПГ» (компании «Новатэк») порт Сабетта. При проектировании и строительстве этого важнейшего объекта инфраструктуры специалистами ААНИИ был пройден весь цикл изысканий и специальных исследований, начиная от анализа архивных материалов с выбором площадки под строительство до определения конкретных величин гидрометеорологических параметров при разработке проекта порта. Благодаря работе специалистов ААНИИ (в первую очередь – ЛАШ) была определена конфигурация порта, обязательно включающая ледозащитные оградительные сооружения. В первоначальный проект был внесен и ряд других изменений, позволивший существенно повысить безопасность и эффективность круглогодичной работы этого сложного инженерного объекта. Функционирование и развитие порта Сабетта потребовало проведения дополнительных ИГМИ на севере Обской губы. За последние годы были проведены изыскания под удаленный терминал «Утренний» (для обустройства Салмановского (Утреннего) НГКМ на Гыданском берегу), а также исследования, обосновывающие проект модернизации Морского канала на баре Обской губы (Гудошников и др., 2020).
Для беспрерывной работы арктических портов крайне важен учет накопления т.н. «ледяной каши» (битого льда) на судовых трассах и связанная с этим эволюция ледовых каналов в сплошном ледяном покрове. Конфигурация подходных каналов и ворот порта зачастую определятся минимально необходимым количеством ледяных каналов и их геометрией. Накопление «ледяной каши» в замерзающем порту может достигнуть критического уровня и вызвать остановку судоходства. Для предотвращения такой ситуации в рамках инженерных изысканий необходимо выявить потенциальные зоны наибольшего накопления «ледяной каши», оценить затраты тепла для поддержания в них требуемой толщины льда и определить оптимальные параметры системы контроля ледообразования (СКЛ). Для порта Сабетта проводились специальные исследования в форме НИР с натурными экспериментами малой СКЛ в 2014–16 гг. (рисунок 5).
Еще одним важным аспектом, определяющим бесперебойную и безаварийную работу п. Сабетта, является прохождение узкого Морского канала, расположенного на баре Обской губы, газовозами типа Yamalmax (длина – 299,0 м, ширина – 50,13 м, осадка – 13,0 м). Отметим, что этот канал является основным для судов по вывозу СПГ и газоконденсата с месторождений «Новатэка». Для определения периодов времени с дрейфом льда, допустимым для прохождения канала газовозами, по предложениям сотрудников ЛАШ ФГБУ «ААНИИ» в 2018 г. были внедрены элементы СУЛО (система управления ледовой обстановкой). Идея заключалась в оперативном получении и предоставлении данных, необходимых для экспертного прогноза дрейфа льда. Это, прежде всего, данные по фактическому дрейфу ледяных полей, приливам (колебаниям уровня) и ветру в течение всего ледового сезона. Для этого использовались радиомаяки, устанавливаемые непосредственно на лед и передающие свои координаты, а также уровнемеры и метеостанции. Были разработаны технологии для автоматизированного получения, обработки и визуализации всей информации (получаемой как с указанных приборов, так и иного оборудования) на Web ГИС (геопортале) (Смирнов и др., 2018) (рисунок 6). Особенностью разработки было и то, что геопортал был адаптирован для использования с любого мобильного устройства.
Здесь необходимо отметить, что разработка геопортала являлась инициативной работой со стороны специалистов ЛАШ и Отдела информационных технологий ФГБУ «ААНИИ». Внедрение этих элементов СУЛО позволило получать информацию о дрейфе ледяного покрова в режиме реального времени, а на ее основе корректировать движение танкеров СПГ и минимизировать их ледокольное сопровождение.
Необходимость проведения инженерно-гидрометеорологических и ледовых изысканий в период, предшествующий началу осуществления крупных проектов на арктическом шельфе, представляется очевидной. Недооценка природных условий может впоследствии привести к изменению стратегии освоения, а также дополнительным издержкам на проектирование и строительство. В то же время их переоценка приведет к незапланированным существенным материальным затратам. Необходимы четко выверенные оценки, позволяющие добиться правильного соотношения затраченных средств и получаемого результата, при этом без рисков надежности эксплуатации сложных инженерных объектов функционирующих в условиях суровой, но очень чувствительной к антропогенному воздействию природы Арктики. Сказанное можно проиллюстрировать двумя характерными примерами:
1) Обнаружение большого количества айсбергов в мае 2003 г. в районе Штокмановского ГКМ привело к переоценке айсберговой угрозы (оценки повторяемости проникновения айсбергов в район платформы и вероятности их столкновения с ней увеличились в три раза (Наумов, 2004), что привело к отказу от концепции TLP/SPAR для добычной платформы в пользу FPU (Карлинский и др., 2011; http://www.shtokman.ru/project/about/offshore/). Это решение усложнило и замедлило выполнение проекта (который впоследствии в силу различных обстоятельств был отложен).
2) Результаты изучения ледового режима в районе строительства порта Сабетта показали реверсивный дрейф ледяного покрова (Voinov, Nesterov, 2013) и обосновали необходимость проектирования и строительства дополнительной (северной) секции ледозащитных сооружений. Это привело к значительному удорожанию проекта, но позволило существенно снизить риски для работы порта в зимне-весенний период и надежно обеспечило его круглогодичное функционирование.
В заключение сформулируем основные выводы, следующие из представленного обзора:
- Роль инженерно-гидрометеорологических и ледовых изысканий при проектировании и строительстве объектов освоения арктического шельфа зачастую является определяющей.
- В деятельности ФГБУ «ААНИИ» (основного государственного научного центра, занимающегося изучением природной среды полярных районов и ее воздействием на деятельность человека) в последние 30 лет успешно развивается направление инженерно-гидрометеорологических (в том числе ледовых) изысканий (ИГМИ).
- Для наиболее значимых проектов на арктическом шельфе РФ весь комплекс ИГМИ был проведен ФГБУ «ААНИИ».
- ФГБУ «ААНИИ» обладает:
· специализированными научно-исследовательскими судами, предназначенными для работы в полярных районах;
· значительным опытом организации и проведения изыскательских работ на шельфе арктических и замерзающих морей любой степени сложности (включая крупнейшие проекты);
· квалифицированными специалистами, оригинальными методиками, современным приборным парком;
· огромным опытом сбора, анализа и интерпретации гидрометеорологической и ледовой информации (в том числе в рамках специальных исследований), необходимой на всех стадиях проектирования и строительства гидротехнических объектов разного назначения.
Литература
Интернет-сайт ФГБУ «ААНИИ», Предмет и цели деятельности ААНИИ: http://www.aari.ru/main.php?lg=0&id=431
СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства»
СП 482.1325800.2020 (Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ)
«Роль инженерно-гидрометеорологических изысканий ААНИИ в обеспечении стабильного освоения шельфа Российской Арктики» – презентация лаборатории «Арктик-шельф» на Международной научной конференции «КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ», 2–4 марта 2020 г., СПб, ААНИИ.
Гудошников Ю.П., Бузин И.В., Андреев О.М., Нестеров А.В., Смирнов К.Г., Виноградов Р.А., Наумов А.К., Скутина Е.А. (2020). Роль инженерных гидрометеорологических изысканий «ААНИИ» в обеспечении стабильного освоения шельфа Российской Арктики / Международная научная конференция «КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ АРКТИКИ И АНТАРКТИКИ», Санкт-Петербург, 2–4 марта 2020 г., 3 с.
Бузин И.В. Лаборатория «Арктик-шельф» им. Г.К. Зубакина // Российские Полярные Исследования № 1 2020 г., ГНЦ РФ «ААНИИ», с. 15–18, СПб.
Наумов А.К. (2004). Распределение айсбергов в районе Штокмановского газоконденсатного месторождения и оценки столкновения айсбергов с платформой // Тр. ААНИИ – 2004 – т. 449 – с. 140–152.
Карлинский С.Л., Малютин А.А., Чернецов В.А. (2011). Аспекты безопасности добычного заякоренного судна при работе во льдах с применением системы отсоединения от якорной системы // Тр. 10-й Межд. конф. и выставки по освоению ресурсов нефти и газа Российской Арктики и континентального шельфа стран СНГ (RAO/CIS Offshore 2011) (РФ, С.-Петербург, 13–16 сентября, 2011), РФ, С.-Петербург, 2011, с. 456–461.
Морской добычной комплекс (http://www.shtokman.ru/project/about/offshore/).
Наумов А.К., Скутина Е.А. (2019). Методики оценки параметров ледяных образований // Проблемы Арктики и Антарктики, 2019. № 1(65). С. 84–98.
Сазонов К.Е., Чернов А.В. (2016). Экспериментальные методы определения глобальной ледовой нагрузки на морские инженерные сооружения // Арктика: экология и экономика. – 2016 – № 2 (22). – С. 90–97.
Смирнов К.Г., Демчев Д.М., Бузин И.В., Гудошников Ю.П., Корельская Н.Л., Нестеров А.В., Скутина Е.А. (2018). Развитие локального мониторинга ледовых и гидрометеорологических условий для обеспечения безопасной навигации в Обской губе // Тр. Межд. конф. и выставки по судостроению и разработке высокотехнологичного оборудования для освоения континентального шельфа OFFSHORE MARINTEC RUSSIA – 2018. 2–5 октября 2018 года, Санкт-Петербург – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2018. – 245 с. ISBN 978-5-93808-323-3.
Voinov G.N., Nesterov A.V. (2013). The Tidal Effects in the Northern Ob Bay / Proc. 22nd Int. Conf. Port and Ocean Eng. under Arctic Conditions, June 09–13, Espoo, Finland, 2013, 6 p.
Морской порт САБЕТТА. Структура портовых сборов https://hydro-state.ru/port_sabetta
