Geum.ru

Федерация Компания "Сахалин Энерджи Инвестмент Компани Лтд."

Вид материалаДокументы

Содержание


Качество атмосферного воздуха (фоновый уровень загрязнения)
Гидрологические условия и фоновое состояниеморской среды
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   38


По результатам обработки многолетнего массива данных морских судовых наблюдений получены параметры ветровых характеристик над морем в районе ПА месторождения. Средние месячные скорости ветра над морской акваторией возрастают от лета к зиме – скорости ветра в декабре более чем в два раза превышают скорости в летние месяцы. Заметно увеличение средних месячных скоростей ветра от побережья в открытую часть моря, что особенно резко проявляется в зимние месяцы: если с июня по октябрь величина скорости над морем превышает скорость на побережье в 1.1-1.3 раза, то в ноябре-декабре – в 1.5 и более раз.


Повторяемость северных ветров практически одинакова и в теплый и в холодный периоды (11-14%), а наименьшей повторяемостью в течение года отличаются ветры северо-восточные (4-6%, ниж), что определяется не только общими циркуляционными условиями, но и орографическими особенностями района исследования. Штили – явление довольно редкое в течение всего года, но летом они более вероятны (около 5% случаев), зимой их число немногим более 1%.


Результаты анализа, выполненного компанией “Оушнуэзер” (Oceanweather, 1996), также указывают на то, что по сравнению с летним периодом скорость ветра значительно увеличивается в ноябре и декабре. с мая по август, в 90% случаев скорость ветра составляет менее 11 м/с. Скорость ветра начинает расти в сентябре и к декабрю превышает 11 м/с в 40% случаев.


Экстремальные штормовые условия компания “Оушнуэзер” определила с помощью численного моделирования штормовых ветров, волн и ветровых течений во время 31-го наиболее сильного шторма, наблюдавшихся за последние 40 лет (1956-1995 гг.). Ветровые поля были построены при помощи кинематического анализа. Оценка предельных характеристик ветра без учета направления была выполнена для различных периодов повторяемости в диапазоне от 2 до 100 лет. Эта оценка сравнивалась с другими результатами расчетов, по которым была составлена таблица экстремальных скоростей ветра. Результаты оценки приведены в табл. 9.4-1.


Облачность и солнечная радиация


В среднем за год по данным СахУГМС продолжительность солнечного сияния составляет 153 часа за месяц. В течение июля, месяца наибольшей облачности, небо в районе Пильтун-Астохского месторождения закрыто облаками в течение более чем 70% времени. Ясным небо в июле бывает менее 20% времени. Хотя зимой небо закрыто облаками реже, чем летом (в январе облачность наименьшая), значительный период времени преобладает облачная погода. В январе облачность в районе Пильтун-Астохского месторождения по прежнему наблюдается в 38% случаев, в то время как безоблачный период составляет 50% случаев.


Суммарная месячная радиация летом достигает 12-15 ккал/см2. В декабре, когда угол солнцестояния очень низок, солнечная радиация наименьшая. Суммарная радиация в это время составляет менее 2-3 ккал/см2.

Влажность воздуха


Относительная влажность воздуха, как правило, достаточно высока на всей территории острова, в том числе на метеорологических станциях, примыкающих к району Пильтун-Астохского месторождения. На берегу около месторождения в среднем за год относительная влажность воздуха составляет 80-84%, изменяясь в течение года в пределах от 75% в зимние месяцы до 90% летом.

Туманы


Туманы наиболее часты на северо-восточном побережье острова Сахалин, в том числе в районе Пильтун-Астохского месторождения. Повторяемость туманов максимальна летом. В этот период чаще всего туман образуется рано утром. Среднее число дней с туманами на побережье за год – 80.

Атмосферные осадки


Наименьшее количество осадков выпадает на севере острова, их количество в районе Пильтун-Астохского месторождения в среднем составляет 60 см/год. Две третьих от общего количества осадков выпадает в период с мая по октябрь. Наибольшее количество осадков, выпавших за 12 часов, зарегистрировано береговой ГМС Вал в 1964 г. Оно составляет 6.4 см. Исходя из 100-летнего периода повторяемости, максимальное количество осадков, выпадающее в районе Пильтун-Астохского месторождения, оценивается в 3 см/час.

Обледенение


Обледенение судов и гидротехнических сооружений в указанном районе, а также на других близлежащих акваториях Охотского моря, в том числе судоходной трассе, наблюдается в течение всего холодного промежутка года с ноября по май.


За период наблюдений, начиная с 1976 года, здесь зарегистрировано по данным судовых наблюдений более 800 случаев обледенения судов. Максимальное количество отмечается в декабре (35%), ноябре (30%), мае (15%). Следует отметить, что по исследованию обледенения судов в целом по Охотскому морю, отмеченный район относится к зонам с наибольшей повторяемостью и интенсивностью обледенения.


Абсолютное большинство случаев обледенения судов отмечено по причине морских брызг (89%); по причине тумана – 1%; по причине осадков – 2.1%; брызг и тумана – 0.3%; брызг и осадков – 1.9%.


Характер обледенения в районе работ может быть представлен следующими статистическим показателями: лед не нарастает – 16,7%, лед нарастает медленно – 44,5%, лед нарастает быстро (более 0,6 см/час) – 10,6%, лед тает медленно – 21,8%, лед тает быстро – 6,1%.

Особо неблагоприятные (экстремальные) метеорологические условия


В течение года в Сахалинской области отмечается в среднем около 100 циклонов, сопровождающихся сильным ветром, облачностью и осадками. В конце лета и начале могут наблюдаться тропические циклоны (тайфуны), рождающиеся в экваториальной зоне. Их приход сопряжен с сильными дождями и разрушительными ветрами, скорость которых приближается к 40 м/с. Однако, следует отметить, что подавляющее большинство тайфунов проходят над территорией острова южнее зал. Терпения и практически никогда не достигают северной части Сахалина. За период с 1956 по 1996 г. из 1096 тропических циклонов, зародившихся в северо-западной части Тихого Океана, более 120 достигли районов российского Дальнего Востока из них на район шельфа северо-восточного Сахалина оказали воздействие 23. Максимальное число выходов тропических циклонов на заданный район отмечено в 1961 году – 3. За период продолжительностью 41 год, для которого был выполнен анализ, выходы тропических циклонов на северо-восток Сахалина были отмечены в 16 случаях.


КАЧЕСТВО АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА (ФОНОВЫЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ)


Ниже приведена оценка качества атмосферного воздуха в проектном районе.


По данным Сахалинского Управления Федеральной Службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Исх. № 7-1/297 от 10.11.97 г.) фоновое загрязнение атмосферного воздуха в районе Пильтун-Астохского месторождения по взвешенным веществам, диоксиду серы, оксиду углерода, диоксиду азота, углеводородам отсутствует и при расчетах принимается равным нулю. Специальных измерений природного фонового уровня в районе месторождения не проводилось.


ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И ФОНОВОЕ СОСТОЯНИЕМОРСКОЙ СРЕДЫ

ФИЗИЧЕСКАЯ ОКЕАНОГРАФИЯ


С точки зрения особенностей гидрологического режима прибрежную зону северо-восточного побережья о. Сахалин (от мыса Елизаветы до мыса Терпения) условно можно разделить на два района: северный и южный. Граница между ними проходит примерно по 52° -52° 30’ с.ш. Зона Пильтун-Астохского месторождения (ПА) относится к северному району. Он представляет собой зону активного контакта шельфовых вод с трансформированными амурскими водами. Согласно существующим представлениям, гидрологический режим здесь в значительной степени определяется отепляющим и распресняющим влиянием стока реки Амур, приливными явлениями и ветровым воздействием. Результат их сложного взаимодействия – незональность распределения термохалинных характеристик и наличие относительно квазистационарного гидрологического фронта, отделяющего трансформированные амурские воды от собственно охотоморских водных масс.


Температура, соленость, плотностная структура


Температура и соленость вод. На шельфе северо-восточного побережья о. Сахалин температурный режим вод в основном формируется под воздействием процессов обмена с приводным слоем атмосферы, радиационного потока тепла и переноса тепла непериодическими и приливными течениями. В летний период на акватории ПА месторождения и сопредельных участков островного шельфа средняя многолетняя температура воды на поверхности моря составляет 9-14° , на горизонте 20 м – 1-4° , на горизонте 50 м – от минус 1° до плюс 1° . Средняя многолетняя соленость, соответственно, – 28-32‰ , 31-32.5‰ и 33‰ . На шельфе северо-восточного Сахалина с ростом глубины летний максимум температуры как-бы “отстает” по времени от поверхностного. Поэтому осенью на глубинах 20, 30 и 50 м температура воды выше, чем летом. Осенью средняя многолетняя температура воды на поверхности составляет 5-8° , на горизонте 20 м – 6-8° , на горизонте 50 м – от 0.5° до 2.5° Летом и осенью значения температуры имеют тенденцию возрастать с удалением от берега.


Необходимо отметить, что для района ПА месторождения характерны также существенные кратковременные непериодические колебания температуры воды, связанные со сгонно-нагонными явлениями, флуктуациями течений и другими факторами. В этих случаях картина суточного хода температуры воды в поверхностных слоях может сильно искажаться. Масштаб короткопериодной изменчивости температуры воды за счет такого рода динамических факторов может достигать 10° , что сопоставимо с величиной сезонных колебаний.


Как видно из таблицы, зимнее перемешивание в районе работ проникает до дна. Дополнительные данные по температуре морской воды для этого района приводятся в приложении 9-118 и дополнении RV.


Вертикальная термическая структура вод на шельфе северо-восточного побережья о. Сахалин характеризуется наличием тонкоструктурных особенностей, отражающих активные процессы горизонтального и вертикального перемешивания взаимодействующих водных масс. Ее отличительной особенностью является наличие холодного промежуточного слоя (ХПС). Он образуется в результате осенне-зимнего охлаждения и конвективного перемешивания. На мелководье северо-восточного побережья о. Сахалин ХПС распространяется, как правило, до дна, подстилая поверхностные слои. Характерная глубина залегания ХПС увеличивается от 20-30 м в весенние месяцы, до 40-50 м в летние месяцы и до 50-75 в месяцы осени. В отдельные годы при повышенном приходе тепла летом и интенсивном турбулентном перемешивании ХПС сильно трансформируется и может наблюдаться его “размывание”.


Пикноклин и его внутригодовая эволюция. В качестве интегральных характеристик состояния пикноклина использованы рассчитанные на основе средних многолетних данных для лета и осени глубина залегания максимального вертикального градиента плотности (НМАХ) и его интенсивность (GМАХ). Летом (июль-август) климатические значения НМАХ невелики и отмечаются в интервале глубин 10-14 м. К началу осени (конец сентября – первая декада октября) величины НМАХ увеличиваются примерно в два раза. На шельфе северо-восточного побережья о. Сахалин величины GМАХ имеют наименьшие значения в переходные сезоны (весна, осень). В эти сезоны величины GМАХ примерно в 2-3 раза меньше, чем летом. Летом в районе ПА месторождения климатические величины GМАХ достигают 0.44-0.46 ед. усл. пл/м.


Анализ течений в районе Пильтун-Астохского месторождения выполнен на основе литературных обобщений, океанографических наблюдений за период 1936-1997 гг., анализа параметров инструментальных наблюдений за течениями, численного моделирования гидродинамических параметров, проведенных компанией “Оушнуэзер” – 1996, ДВНИГМИ – 1997 г. (расчеты параметров приливных течений выполнены специалистами Инфомар, ГОИН – 1997 г.). Более подробные материалы по исследованию течений приведены в дополнениях G, L, R. В районе Пильтун-Астохского месторождения преобладают течения меридиональной направленности, причем среднегодовая повторяемость южных течений гораздо выше повторяемости северных.


В целом структура циркуляции вод на шельфе северо-восточного побережья о. Сахалин характеризуется наличием сложной системы вихревых образований. Течения достаточно интенсивны и в них преобладает приливная компонента. Это подтверждается выполненными ранее наблюдениями и результатами численного моделирования, которые свидетельствуют, что через площадь ПА месторождения проходит основная струя Восточно-Сахалинского течения. Оно берет свое начало в окрестностях мыса Елизаветы (о. Сахалин). Распространяясь к югу, это течение на некоторых участках восточно-сахалинского шельфа может разветвляться, меандрировать и образовывать мезомасштабные вихри. В частности, севернее и южнее залива Пильтун в теплый период года обычно “стационируют” локальные вихревые образования разного направления вращения.


Летняя пространственная структура течений весьма неоднородна и характеризуется наличием разнонаправленных потоков на мелководье и в мористых участках шельфа.


Воздействие ветров с южной составляющей приводит к “блокированию” Восточно-Сахалинского течения. Поэтому летом у побережья в поверхностных слоях оно явно не выражено, а в виде относительно однородного потока, направленного к югу, обнаруживается лишь за пределами изобат 30-50 м. Интенсивность переноса вод на юг в этот сезон заметно ослаблена – 0.2-0.3 Св. Осенью картина течений носит более упорядоченный характер: в поверхностных слоях и у дна преобладает перенос вод к югу. Осенью величины горизонтальных скоростей течений примерно в два раза выше, чем летом. Интегральный перенос вод на юг в этот период года составляет примерно 1-2 Св. Зимой (декабрь-апрель) на акватории Пильтун-Астохского полигона поверхностные течения характеризуются мономодальным режимом. Модальный сектор составляет 135-170° (генеральное направление течения – на юго – юго-восток), вероятность 25- 68%. Бимодальный режим характерен для придонных течений. Он проявляется в виде возвратно-поступательных движений преимущественно вдоль оси NNEССВ – SSWЮЮЗ. Модальные скорости течений оставляют 10-20 см/c и 20-30 см/c, максимальные – в 2-4 раза больше.


В режиме зимних поверхностных течений уместно также выделять два периода (переходный и квазистационарный), которые различаются по параметрам изменчивости течений. Для переходного периода (ноябрь) характерна высокая изменчивость течения по направлению (сектор 90-360° ). Вследствие высокой динамики в этот период будет наблюдаться наиболее активное перемешивание. Следовательно, в ноябре разбавление взвешенных и осаждающих на дно веществ активно будет происходить в пределах большого круга. Для начала зимы (декабрь – январь) типична высокая изменчивость скоростей течений по величине (от 5 до 140 см/с).


Квазистационарный режим (модальные скорости – 10 – 20 см/с, генеральное направление на юго-восток) зимних течений проявляется в феврале – апреле и по времени совпадает с установлением относительно стационарного североохотоморского ледового покрова и заметным ослаблением приливных течений. Для него характерна относительно невысокая изменчивость течений, как по модулю, так и по величине.


Летняя горизонтальная структура течений, в отличие от весны и осени, характеризуется смещением стрежня Восточно-Сахалинского течения к краю шельфа и формированием в поверхностных слоях дрейфовых течений северных направлений с преобладанием с и СВ мод. Для “зимней” типичны интенсификация южных потоков и превалирование в направлениях векторов суммарных течений Ю, ЮЗ и ЮВ мод.


В районе Пильтун-Астохского приливно-отливные течения весьма динамичны.


Для полусуточных волн приливно-отливное течение имеет струйный характер. Струя, шириной порядка 10 км, располагается, по-видимому, ближе к краю шельфа, проходящему по 100-метровой изобате. Скорости в струе на полной и малой воде для волны М2 достигают порядка 1 узла, для волны S2 – пол-узла. Возможно, такой струйный характер приливного потока обуславливают моды краевых волн, достигающих своего максимума на свале глубин. Вблизи берега краевые волны при взаимодействии с волнами зыби могут создавать локальные, достаточно интенсивные разрывные течения.


Поле приливных течений суточных волн в северо-восточной части шельфа о.Сахалин имеет более однородный характер, напоминающий структуру течений для волны Кельвина, распространяющейся вдоль берега. Средние Сскорости суточных течений составляют порядка 20 см/с.


Численное моделирование показывает, что скорость штормовых течений с периодом повторяемости 100 лет (с усреднением по вертикали) составляет 0,87 м/с. В пренебрежении направленностью и с учетом предположения, что приливные и штормовые течения действуют параллельно, была получена консервативная оценка экстремального профиля течения (независимо от волн). Анализ производился путем объединения данных моделирования штормового нагона с периодом повторяемости 100 лет со средним сизигийным приливным течением (в среднем 0,90 м/с) по методике, определенной в Рекомендациях по проектированию морских сооружений Министерства энергетики Великобритании (U.K. Department of Energy, 1990).


Изменения уровня моря в основном определяются приливами. Вторым определяющим фактором являются синоптические (погодные) колебания переменной длительности. Кроме того, анализ средних месячных уровней показывает, что их изменения имеют отчетливо сезонный характер.


Приливы в преобладающем большинстве береговых пунктов Охотского моря – суточные. смешанные приливы наблюдаются в заливе Терпения и в северо-западной части Охотского моря вплоть до залива Шелихова, а в Удской губе в районе Шантарских островов их даже можно отнести к полусуточным. В северо-восточной части шельфа о.Сахалин приливы суточные.


Несмотря на то что Охотское море отличается очень сильными приливными изменениями с максимальной амплитудой в 13 м в самой северо-восточной части моря, на шельфе о. Сахалин условия довольно спокойные. В районе Пильтун-Астохскогом месторождении рассчитанный наинизший возможный по астрономическим причинам уровень составляет приблизительно -1,10 м. Аналогично, рассчитанный наивысший возможный по астрономическим причинам уровень составляет приблизительно 1,07 м.


По данным наблюдений, полный диапазон колебаний уровня моря (включая штормовые нагоны, приливы и сезонные изменения) в районе Пильтун-Астохского месторождения составляет 289 см (максимум 119 см выше среднего, минимум 170 см ниже среднего).

Ветровые волны и штормовые нагоны


Наибольшее развитие волны получают при прохождении глубоких циклонов через Охотское море, при устойчивых северо-восточных и северо-западных ветрах, а также при положении области низкого давления к востоку от моря. Прибрежные зоны, наиболее подверженные штормам, показаны в приложении 9-1713.


Во время прохождения глубоких циклонов над морем развивается волнение высотой 3-6 м и более. При северо-восточных ветрах наибольшее волнение возникает в западной части моря, где высота волн в ноябре-декабре даже при ветре 10-15 м/с составляет 4-5 м. При силе ветра более 15 м/с высота волн у центральных Курильских островов составляет 8-10 м. Северо-западные ветры 15-20 м/с формируют штормовую область в центральной части моря. По мере продвижения кромки льда к центру моря зона наибольшего волнения смещается к юго-востоку.


С усилением ветра до штормового соответственно увеличивается интенсивность волнения: при усилении ветра до 25 м/с и более высоты волн достигают 6-9 м уже в первые 5-7 часов после начала действия ветра.


Вероятность встречи с сильным волнением (более 5 баллов) на Охотском море неодинакова в различное время года и в значительной степени отражает особенности ветрового режима отдельных сезонов.


Высоты волн 5 м 1%-ной обеспеченности наибольшую повторяемость имеют в холодный период, составляя в среднем 10-15 % случаев. Но если в ноябре-декабре море практически свободно ото льда, и штормовое волнение может иметь место в любом районе моря (с максимальной вероятностью в его центральной части), то во второй половине холодного периода, особенно в феврале-марте, область штормового волнения локализована в свободной ото льда южной, юго-восточной акватории с наибольшей повторяемостью штормового волнения у Центральных Курил. Высоты волн 1 %-ной обеспеченности изменяются от 7-8 м в центральной и южной частях моря до 5-6 м у береговой черты, причем в декабре на юге моря появляется относительно небольшая штормовая область с высотой волн 1%-ной обеспеченности 9 м и более.


В мае ледовый покров остается только у северной и западной кромки моря, над остальной акваторией может развиваться значительное волнение, но лишь на юге моря высоты волн 1 %-ной обеспеченности могут достигать 6 м и более. с июня по август высоты волн 3-4 м над всей акваторией Охотского моря имеют место с очень малой вероятностью, которая постепенно возрастает и в сентябре уже достигает 5 %, причем практически над всей акваторией с сентября может развиваться волнение 5-6 м с 1 %-ной обеспеченностью, а в октябре в центральной части моря отмечаются волны высотой 8 м и более.


Таким образом, наиболее штормовым сезоном является зимний, а наиболее штормовым районом – южная незамерзающая часть моря, где проходят основные пути активных циклонов, благоприятствующих генерации волн.


Средние высоты ветровых волн в зимний период составляют около 2 м, высоты волн зыби – более 3 м. Во время штормов высоты ветровых волн могут доходить до 8 м. Период ветровых волн в среднем меньше, чем у волн зыби (4.6 и 7.3 с соответственно), а наибольшие значения составляют 12 и 16 с.


Важная роль в формировании полей волнения принадлежит волнам зыби, которые, по нашим оценкам, даже чаще могут создавать стрессовые ситуации на Охотском море: повторяемость штормовых высот волн зыби составляет почти 14%, а повторяемость штормовых ветровых волн – 2-3 %.


В преобладающем большинстве волны зыби имеют высоты от 2.0 до 3.9 м (57.2 %), а их период в 81 % случаев превышает 6 с. При высотах волн зыби от 4 м и более им соответствуют периоды 6 с и более (25 %), и только около 2 % приходится на период от 4 до 5.9 с.