Параметры окружающей среды в Арктическом регионе как фактор неопределённости для телекоммуникационных проектов в АЗРФ

Увеличивающаяся хозяйственная деятельность в Арктике,  освоение месторождений и строительство различных объектов нефтегазовой отрасли (резервуарные парки, терминалы, буровые платформы, подводные трубопроводы и кабели связи) как на берегах, так и на шельфе требуют нового уровня научных знаний о климатических условиях Севера, параметрах окружающей среды, и их влиянии на различные технологические процессы.

В вопросах освоения Севера присутствует множество природных факторов, плохо поддающихся  оценке и усложняющих принятие правильного экономического решения.

Как пример, существующие режимно-климатические данные по морским льдам не дают представления о динамике рельефа и используются в основном для обеспечения судоходства в Арктике.

Однако при проектировании подводных конструкций и кабелей связи в арктических морях  необходимы достоверные оценки интенсивности воздействий ледяных торосистых образований на дно морей (экзарацию).

Недооценка величин экзарации дна может привести к повреждению инженерных сооружений, в тоже время излишнее заглубление объектов сильно удорожает их строительство. Этот вопрос актуален и при прокладке  кабельных линий, волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Рост температуры воздуха и воды, увеличение длины разгона волн, увеличение вероятности возникновения экстремальных штормовых нагонов на фоне увеличения продолжительности динамически активного безледного периода создают благоприятные условия для роста абразионного потенциала разрушения берегов, сложенных дисперсными многолетнемерзлыми породами.

В замерзающих морях главной опасностью для трубопроводов, кабелей,  проложенных по дну моря, являются кили торосистых образований. Причем повреждения подводного трубопровода или кабеля могут быть вызваны как динамическими, так и статическими нагрузками.

— Динамические нагрузки возникают при воздействии на кабель килей торосов, осадка которых соизмерима с глубиной моря, во время дрейфа всторошенных ледяных полей.

— Статические нагрузки возникают при формировании стамух (небольших айсбергов) непосредственно над трубопроводом или кабелем.

Экзарация дна торосистыми образованиями является по определению вспахивание дна подводной частью торосов, стамух, плотин из набивного льда и т.д.

Средняя глубина борозд находится в пределах 0,5 — 1,0 м, иногда глубины борозд доходят до 6,0 м, некоторые редкие борозды доходят до 7,6 м (море Бофорта).

Несмотря на существенную разницу в ледовых условиях, а также в гидрологических и синоптических режимах, средняя глубина борозды редко превышает 1,0 м, а глубину борозды более 3,0 м можно считать событием крайне редким.

Дополнительным фактором неопределённости при прокладке кабельных линий является процесс термоабразии (процесс разрушения берегов водоемов, сложенных вечномерзлыми грунтами, в результате теплового и механического воздействия воды и выноса грунтовых вод).

Как пример — в посёлке Варандей, вследствие термоабразии  оголился телекоммуникационный кабель положенный компанией Лукойл для развития своей нефтегазовой инфраструктуры. Впоследствии кабель был порван при дрейфе всторошенных ледяных полей.

Во исполнение решений Государственной комиссии по вопросам развития Арктики предлагается включить в программу отдельным пунктом создание волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) по линии Севморпути с кабельные отводами для потребителей на побережье Арктики и Дальнего Востока. Данный проект, по мнению разработчика – компании «Поларнет» решит вопрос с обеспечением связью и ликвидацией цифрового неравенства в АЗРФ. Проект поддерживает Минкомсвязь.

Строительство кабельной системы (ВОЛС) РОТАКС, планируется проводиться в несколько этапов.

На первом этапе планируется строительство кабельной системы, оснащённой 6-ю парами волокон, для соединения Англии, Японии, Китая и России с кабельными станциями в Бьюде (Англия), Мурманске (Россия), Владивостоке (Россия), Анадыре (Россия) и Токио (Япония). Расходы на первый этап предварительно оцениваются в $860 млн.

Общая протяженность кабельной системы составит около 15 тыс. км.

Второй и третий этапы — строительство отводов на побережье российской Арктики и Дальнего Востока и строительство сухопутного маршрута в партнерстве с компанией «Транснефть» оцениваются в $500 млн каждый.

Руководство проекта сообщает, что маршрут кабельной системы спроектирован на максимально возможных глубинах, что обезопасит ее от возможных повреждений. Отмечено, что прокладка и техническая эксплуатация оптического участка будет осуществляться переоборудованным судном усиленного ледового класса с местом базирования в Мурманском порту.

В проекте РОТАКС не просто планируется организовать транзит трафика между Лондоном и Токио, но и обеспечит связью российское Заполярье и Дальний Восток, где пока приходится полагаться при отсутствии отечественных, в основном на зарубежные системы спутниковой связи (напрмер, «Иридиум»). По мере строительства кабельной системы судами –кабелеукладчиками также будут проложены кабельные отводы на побережье российской Арктики и Дальнего Востока. Общая протяженность подводов составит около 2 тыс. км. Их строительство обойдется приблизительно в $120 млн.

Заглубление кабелей связи в грунт до 2 метров проводят буксируемые судном-кабелеукладчиком плужные укладчики и различные водоструйные аппараты одновременно с  прокладкой кабеля.

Но при разработке проекта не были учтены некоторые факторы неопределённости, а именно:

С учётом возможных глубин борозд до 4 метров кабельные отводы по мелководью для потребителей на побережье российской Арктики и Дальнего Востока после прокладки могут быть порваны стамухами в краткосрочном периоде. Дополнительное бронирования кабеля не решит проблему.  При этом ещё необходимо учитывать повышенную активность образования стамух при наблюдаемом потеплении климата.

В целом,  интенсивность экзарации дна определяется ледовыми условиями, глубиной акватории и геоморфологией дна.

В том числе и эти факторы ставят под вопрос реализацию амбициозного плана по строительству кабельной системы (ВОЛС) РОТАКС. В случае повреждения подводного ВОЛС в условиях Арктики, его ремонтопригодность стремится к нулю.

Таким образом, невозможно полномасштабное внедрение проектов, а как следствие, технологий и оборудования без создания пилотных проектов, тестовых зон, демонстраторов, сертификации соответствия оборудования условиям работы в условиях Арктики.

Современные технологии и оборудование, применимые для средних широт часто оказываются дорогостоящими, неэффективными и даже опасными в условиях Севера ввиду высокоширотных, климатических, демографических, экологических и структурных особенностей региона.

Автор: Андрей Брыксенков (РГО, Полярная комиссия
Председатель Консорциума «ЦРТП»)