Подводятся итоги и обсуждаются результаты спутникового мониторинга пленочных загрязнений Персидского залива, который проводился в 2017 г.

Работы по обнаружению пленочных загрязнений морской поверхности залива и определению их источников проходили в рамках пилотного проекта.

Нефтегазоносный бассейн Персидского залива охватывает весь залив и прилегающую часть суши. В его пределах находятся территориальные воды Ирака, Ирана, Кувейта, Саудовской Аравии и Объединенных Арабских Эмиратов (ОАЭ). Общая площадь залива — 239 тыс. км2, а площадь нефтегазносного бассейна с его сухопутной частью — 720 тыс. км2. В пределах Персидского залива выявлено около 300 нефтяных и газовых месторождений, из которых 13 — с запасами нефти от 1 до 10 млрд т и 40 с запасами нефти от 0,1 до 1 млрд т. Непосредственно в заливе расположены следующие крупные месторождения нефти: Сафания-Хафджи, Манифа, Ферейдун-Марджан, Абу-Сафа, Умм-Шейф, Берри, Зулуф, Зукум, Лулу-Эсфандияр, Эль-Букуш и др. [1].

Интерес специалистов к Персидскому заливу вызван тем, что он является одной из морских зон, постоянно подвергающихся риску нефтяного загрязнения. В Персидском заливе разрабатываются 34 нефтегазовых месторождения, пробурены более 800 скважин, нефть и газ добывают на 159 платформах, ее перекачивают через 25 нефтяных терминала; через залив проходит большое количество танкеров всего мира (20–30 тыс. танкеров в год). Нефтедобыча и нефтеперевозки превратили залив в одну из самых загрязненных морских акваторий мира. По оценкам специалистов, в воды залива попадают от десятков до тысяч тонн нефти и нефтепродуктов ежегодно. Исследования также показывают, что уровень нефтяного загрязнения в этом районе превышает средний мировой уровень в 50 раз [2, 3].

Рис. 1. Пример покрытия Персидского залива радиолокационными изображениями спутников Sentinel-1A and Sentinel-1B в июне 2017г. ©ESA, СКАНЭКС
Рис. 1. Пример покрытия Персидского залива радиолокационными изображениями спутников Sentinel-1A and Sentinel-1B в июне 2017г. ©ESA, СКАНЭКС
Рис. 2а. Аномально крупные разливы нефти в Персидском заливе на оптическом снимке спектрорадиометра MODIS на ИСЗ Terra От 14.05.2017 в 07:25 UTC ©NASA GSFC
Рис. 2а. Аномально крупные разливы нефти в Персидском заливе на оптическом снимке спектрорадиометра MODIS на ИСЗ Terra От 14.05.2017 в 07:25 UTC ©NASA GSFC
Рис 2б. Примеры типичных разливов обнаруженных на радиолокационных изображениях: 1) крупный разлив в месте нефтедобычи (иранский сектор, меторождение Aboozar) 26.03.2017; 2) разливы в месте нефтодычи (иранский сектор, месторождение Salman) 26.03.2017; 3) многочисленные судовые разливы на рейде Дубая (ОАЭ) 10.05.2017; 4)крупный судовой разлив длиной 154 км, произведенный в дневное время, напротив побережья ОАЭ 10.10.2017. ©ESA
Рис 2б. Примеры типичных разливов обнаруженных на радиолокационных изображениях: 1) крупный разлив в месте нефтедобычи (иранский сектор, меторождение Aboozar) 26.03.2017; 2) разливы в месте нефтодычи (иранский сектор, месторождение Salman) 26.03.2017; 3) многочисленные судовые разливы на рейде Дубая (ОАЭ) 10.05.2017; 4)крупный судовой разлив длиной 154 км, произведенный в дневное время, напротив побережья ОАЭ 10.10.2017. ©ESA
Рис. 2в. Аномально крупные разливы нефти в Персидсокм заливе на РЛИ Sentinel -1A от 8.03.2017 (14:24 UTC) общей площадью 486 км2 (слева) и 11.03.2017 (02:15 UTC) общей площадью 783 км2 (справа); флажками отмечен о. Сирри и платформа WPE-1 на месторождении Sirri-E. ©ESA
Рис. 2в. Аномально крупные разливы нефти в Персидсокм заливе на РЛИ Sentinel -1A от 8.03.2017 (14:24 UTC) общей площадью 486 км2 (слева) и 11.03.2017 (02:15 UTC) общей площадью 783 км2 (справа); флажками отмечен о. Сирри и платформа WPE-1 на месторождении Sirri-E. ©ESA
Рис. 2г. Аномально крупный разлив в месте нефтедобычи (иранский сектор, месторождение Aboozar) от 6.06.2017: на РЛИ Sentinel-1A в 02:38 UTC и оптимечском снимке MODIS Terra в 07:30 UTC. ©ESA, NASA GSFC
Рис. 2г. Аномально крупный разлив в месте нефтедобычи (иранский сектор, месторождение Aboozar) от 6.06.2017: на РЛИ Sentinel-1A в 02:38 UTC и оптимечском снимке MODIS Terra в 07:30 UTC. ©ESA, NASA GSFC
Рис. 3. Интегральная карта всех пленочных загрязнений обнаруженных в Персидском заливе в 2017г. на РЛИ спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B (толстой серой линией показаны границы территориальных вод) ©СКАНЭКС, ИО РАН
Рис. 3. Интегральная карта всех пленочных загрязнений обнаруженных в Персидском заливе в 2017г. на РЛИ спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B (толстой серой линией показаны границы территориальных вод) ©СКАНЭКС, ИО РАН
Рис.4. Карта пленочных загрязнений (показаны чёрным цветом), совмещенная с картой интенсивности судоходства в Персидском заливе. ©marinetraffic.com
Рис.4. Карта пленочных загрязнений (показаны чёрным цветом), совмещенная с картой интенсивности судоходства в Персидском заливе. ©marinetraffic.com

Также следует помнить, что в Персидском заливе постоянно возникают крупные техногенные нефтяные разливы. Один из наиболее крупных произошел в 1990 г., во время ирако-кувейтской войны, когда в воды залива в общей сложности попало более 1,5 млн т нефти. Нефть покрыла тысячи км2 поверхности моря и загрязнила около 600 км побережий. Не стал исключением и 2017 г.: в марте аномально крупные разливы нефти были обнаружены на месторождении Sirri-E, а в августе — вблизи побережья Кувейта, (который произошел на устаревшем нефтепроводе, связывающим морское месторождение Аль-Хафджи; в воду попало около 5 500 м3 нефти).

Однако — несмотря на очевидные проблемы, — постоянный мониторинг на этой территории, исключая отдельные попытки исследований [4], не проводится. Кроме того, данные космической радиолокации практически не используются. Поэтому настоящее исследование было направлено на решение одной из актуальных экологических проблем Персидском залива: оценить современное состояние морской среды и загрязненности залива в целом.

Для наблюдения за состоянием акватории залива и обнаружения нефтяных загрязнений использовалась технологии и методы, разработанные в ГК «СКАНЭКС», в частности, технология оперативного спутникового мониторинга, основанного на мультиспутниковых съемках, и технология GeoMixer. В 2017 г. во время мониторинга спутниковая информация (после съемки и по мере появления радиолокационных изображений (РЛИ) Sentinel-1A и Sentinel-1B на оперативном портале компании «СКАНЭКС») после анализа и экспертной оценки выкладывалась на специальный созданный геопортал, в основе работы которого лежит веб-ГИС приложение GeoMixer. В нем удобно проводить интерактивный анализ: выявлять пятна загрязнений, верифицировать их с помощью другой спутниковой и подспутниковой информации, а также создавать их векторные слои и итоговые карты. Для идентификации обнаруженных на РЛИ пятен пленочных загрязнений использовался геоинформационной (ГИС) подход, основы которого сформулированы в [5]. Основным подспорьем для анализа стали детальные навигационные карты с объектами морского нефтегазового комплекса (НГК) стран залива и карты навигационно-судовой обстановки, позволяющие оценивать судовой трафик и выявлять наиболее загруженные судоходные трассы. При необходимости для верификации данных радиолокации и оценки общего экологического состояния морской среды в районе мониторинга дополнительно привлекались данные оптических спутников Terra, Aqua, Suomi NPP, Sentinel-3 и Landsat-8 и геофизические продукты, созданные на их основе.

Всего было проанализировано 209 РЛИ европейских спутников Sentinel-1A и Sentinel-1B, полученных в 2017 г., полностью или частично покрывающих Персидский залив, включая территориальные воды и экономзоны стран залива (рис. 1), на которых было обнаружено и идентифицировано 4 905 пятен пленочных загрязнений.

Пленочные загрязнения антропогенного происхождения в Персидском заливе обнаруживались практически повсеместно. Значительная часть пленочных загрязнений моря, обнаруженных в районах судоходства, представляла собой судовые разливы, которые были произведены в результате моек танков, сброса балластных вод и прочих судовых отходов, содержащих нефтепродукты (льяльные воды, отработка, воды машинного отделения и т.п.); они детектировались главным образом вблизи основных судоходных трасс и в районах танкерной активности, а также на рейдах и якорных стоянках (рис. 2б). Другой характерный для залива тип пленочного загрязнения — это повсеместные нефтеразливы на морских объектах НГК, которые нередко имели протяженность в десятки и сотни километров и площади более 50–100 км2. Ряд из них были настолько гигантскими, что были соизмеримы с разливом Deep Horizon в Мексиканском заливе [6], и поэтому хорошо видны на безоблачных снимках спектрорадиометров MODIS на ИСЗ Terra и Aqua (рис. 2а, 2г). Использование детальных навигационных карт позволило с высокой степенью вероятности определять тот или иной объект НГК — платформу, терминал, нефтепровод и т.п., причастный к загрязнению.

Рис. 5. Основная статистика мониторинга за 2017г.
Рис. 5. Основная статистика мониторинга за 2017г.
Табл. 1. Количество и площадь пятен, обнаруженных в ходе мониторинга в 2017г.
Табл. 1. Количество и площадь пятен, обнаруженных в ходе мониторинга в 2017г.

В итоге общая площадь всех обнаруженных загрязнений составила 13840 км2. Площадь индивидуальных пятен варьировала от 0,5 до 600 км2. Подавляющее большинство пятен пленочных загрязнений было приурочено к районам добычи нефти и газа, а также к основным судоходным трассам, часть из которых проходит вдоль длинной оси залива и далее соединяет крупные нефтеперевалочные базы и порты (рис. 4). Наиболее крупные разливы (суммарной площадью от 240 до 780 км2) были обнаружены в иранском секторе залива (к югу от о. Сирри) в конце первой декады марта 2017 г. на месторождении Sirri-E, когда случился аварийный выброс у платформы WPE-1 (рис. 2в) (по оценкам специалистов компании SkyTruth, в воду залива попало от 300 до 620 м3 нефти или нефтепродуктов [7]), а также в начале июня на месторождении Aboozar и в середине августа у побережья Кувейта (рис. 2г).

Анализ массива пятен пленочных загрязнений и карты их пространственного распределения (рис. 3) позволил получить не только качественную, но и количественную информацию о нефтяном загрязнении Персидского залива. Статистика мониторинга представлена на рис. 5 и приведена в таблице; ее анализ показывает крайне высокое загрязнение залива по сравнению с другими подобными акваториями Мирового океана. Наибольшая плотность пятен пленочных загрязнений отмечена в северной части залива — в иранских, кувейтских и саудовских водах, а также в южной части, в том месте, где иранские территориальные воды примыкают к водам ОАЭ (рис. 3, 4). Большое количество мелких пятен группируются в местах расположения крупных терминалов и нефтедобывающих платформ, что однозначно маркирует их положение и говорит об устаревшей технологии перекачки нефти. Заметим также, что в территориальных водах плотность пятен значительно ниже, чем в водах экономзон и открытой части залива, что, возможно, говорит о том, что положения конвенции МАРПОЛ (которая относит залив к особым зонам) так или иначе соблюдаются.

Таким образом, на основе анализа интегральной карты (рис. 3) было сделано заключение, что Персидский залив подвержен серьезному нефтяному загрязнению, главным образом, в результате интенсивной нефтедобычи, перевозки нефти и активного танкерного судоходства. Акватория залива в районе судоходных трасс загрязнена благодаря мойкам танков, нелегальных сбросов различных жидких судовых отходов и остаточных нефтепродуктов (рис. 4). Очевидно, что такое положение дел не сулит ничего хорошего экологии залива даже при формальном соблюдении общемировых стандартов и требований к охране окружающей среды. А если это так, то природоохранным ведомствам стран Персидского залива крайне необходимо разобраться с этой известной проблемой, а также активно использовать данные космической радиолокационной съемки для ежегодного мониторинга, в том числе в качестве доказательной базы.
Еще раз можно констатировать, что в настоящее время спутниковый радиолокационный мониторинг нефтяного загрязнения является единственным эффективным инструментом контроля нефтяного загрязнения поверхности морей и океанов. Подход и концепция мониторинга нефтяных загрязнений на основе спутниковых съемок, разработанная ГК «СКАНЭКС», позволяет обнаруживать и идентифицировать практически все пленочные загрязнения морской поверхности, включая нефтяные, а технология геоинформационных сервисов, соответствующая уровню мировых стандартов, обладает высокой функциональностью. Так как нет достоверной информации о том, насколько регулярно в странах залива используются спутниковые наблюдения для подобного мониторинга, данный подход и методы могут быть использованы для задач независимого мониторинга нефтяных загрязнений Персидского залива.
В заключение следует отметить, что анализ собранных в ходе мониторинга радиолокационных данных пролил свет на проблему загрязнения одного из уникальных водоемов Мирового океана и дал принципиально новую информацию для понимания сути проблемы. Можно надеяться, что данные и результаты, полученные в результате мониторинга, будут способствовать более эффективной защите морской среды Персидского залива от нефти и нефтепродуктов, а на основе ДЗЗ, ГИС и АИС технологий и геопортальных решений или в рамках Национальной технологической инициативы «Маринет» будет создана эффективная система мониторинга.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-50-00095), предоставленного Институту океанологии им. П.П. Ширшова РАН.

Оригинал данной статьи опубликован в журнале «Земля из космоса»

 

Комментарии

Добавить комментарий