مطالعه ایجاد شبکه پایش آب سطحی،آب زیر زمینی و خاک،برای مجتمع پالایشگاه کرمانشاه

ایران جزء کشور های عمده تولید کننده نفت و فراورده های آن بوده و به دلیل قدمت این صنعت در ایران و قدیمی بودن بسیاری از تأسیسات پالایشگاهی،نشت مواد نفتی از بخش های مختلف پالایشگاه و ورود آن به محیط زیست کاملا محتمل می باشد بنابراین الودگی آب های زیر زمینی در پالایشگاه ها به عنوان بخش مهمی از محیط زیست دور از انتظار نیست.همچنین به دلیل اینکه ایران در منطقه خشک و نیمه خشک قرار دارد،منابع آب زیر زمینی به دلیل محدود بودن اهمیت خاصی پیدا می کنند و نظارت و پایش آن جز ملزومات محسوب میشود.

بنا به آنچه گفته شد و همچنین نبود شبکه پایش در پالایشگاه کرمانشاه و مطالعات لازم در این زمینه،وجود یک شبکه پایش بهینه و کارآمد ضروری بنظر می رسد. از سوی دیگر بمباران های متعدد در دوران جنگ تحمیلی احتمال وجود آلودگی در آب زیر زمینی را افزایش می دهد.علاوه بر این مشاهده LNAPL در بعضی گمانه ها در بازدیدی که از منطقه صورت گرفت،لزوم طراحی شبکه پایش را تقویت می کند.

لزوم طراحی و ایجا شبکه پایش آب زیر زمینی در پالایشگاه نفت کرمانشاه با توجه به دلایل زیر الزامی است:

1. شبکه پایش برای کنترل نشت الودگی های احتمالی در حال و آینده است و صرف اینکه هنوز هیچ آلودگی در منطقه گزارش نشده است دلیل بر نبود الودگی نیست.
2. تأسیسات متعدد رو زمینی و زیر زمینی در محدوده پالایشگاه کرمانشاه وجود دارند که همه آنها پتانسیل نشت و انتقال الاینده ها به اب زیر زمینی را دارند و بایستی هر گونه نشت جزئی از مخازن و تأسیسات و انتقال انها به آب زیر زمینی به وسیله یک برنامه منظم پایش تحت کنترل قرار گیرند.
3. اگاهی سریع از ورود الاینده های نفتی برای پاکسازی آنها و کاهش هزینه های پاکسازی بسیار مهم و حیاتی است.
4. اگاهی سریع از ورود مواد نفتی از اتلاف سرمایه های ملی جلوگیری خواهد کرد.
5. پالایشگاه کرمانشاه در طی جنگ تحمیلی بارها توسط هواپیما های عراقی بمباران شده است و احتمال ورود مواد نفتی به آبخوان منطقه دور از انتظار نیست.
6. به دلیل قرار گیری پالایشگاه کرمانشاه در مرکز شهر کرمانشاه بررسی نشت و یا الودگی احتمالی آب زیر زمینی از حساسیت و اهمیت ویژه ای برخوردار است.

اهداف طرح:

1. تعیین بهینه ترین تعداد چاه های پایش اب زیر زمینی و نقاط نمونه برداری از آن ها در منطقه
2. تعیین محل چاه های مشاهده ای و ایستگاه های نمونه برداری آب زیر زمینی بر اساس روش های مکان یابی با توجه به محدودیت های محلی
3. تعیین خصوصیات چاه های پایش پیشنهادی شامل عمق،قطر حفاری،نحوه لوله گزاری و انجام ازمایشات حین حفاری
4. اولویت بندی حفاری چاه های پایش بر اساس اهمیت و موقعیت مکانی و اولویت بندی ایستگاه های نمونه برداری اب زیر زمینی
5. ارائه بهترین برنامه پایش از نظر تواتر اندازه گیری ها و نمونه برداری ها
6. جمع اوری اطلاعات مربوط به خصوصیات آبخوان های موجود در منطقه شامل :
7. جهت حرکت اب زیر زمینی
8. عمق اب زیر زمینی و ضخامت منطقه غیر اشباع
9. پایش نوسانات کوتاه مدت و بلند مدت یطح اب زیر زمینی

بررسی آلودگی های احتمالی موجود در آبهای سطحی و زیر زمینی منطقه از طریق نمونه برداری از آبهای زیر زمینی منطقه و آنالیز هیدروکربن های موجود.

در این پژوهش نمونه برداری از 12 نقطه صورت گرفت و از هر نقطه 3 نمونه عناصر اصلی ،فلزات سنگین و مواد نفتی ،برداشت شد که در نهایت 36 نمونه را شامل می شود.

جهت آنالیز عناصر اصلی 12 نمونه برداشته شد که شامل 5 نمونه ازچاه بهره برداری(W1-W2-W4-W5-W6)، 5 نمونه از گمانه یا چاه شاهد (BH1-BH2-BH3-BH4-BH5) و 2 نمونه (R1-R2) از بالا دست و پایین دست رودخانه قره سو(جهت بررسی ارتباط بین اب زیرزمینی محدوده پالایشگاه و رودخانه) می باشد.

بعد از اتمام نمونه برداری ، نمونه ها جهت اندازه گیری به ازمایشگاه فرستاده شدند.

همچنین نمونه برداری از خاک از 8 محل در عمق های 0-30 و 30-60 انجام شد .

طراحی شبکه پایش برای مجتمع پخش و پالایشگاه کرمانشاه

1-در مرحله اول منطقه ی مورد مطالعه را بوسیله ی نرم افزار MATLAB بصورت سلول های 30 در 30 شبکه بندی میکنیم که محل تلاقی این سلول ها بعنوان گره(محل گمانه های فرضی) در نظر گرفته شد.بر این اساس تعداد کل گره ها 201 عدد شد که 138 گره برای پالایشگاه و 63 گره برای مجتمع پخش در نظر گرفته شد.

2-طراحی شبکه پایش آب سطحی و خاک طی 4مرحله زیر انجام می شود:

• طراحی اولیه شبکه پایش بر اساس موقعیت مکانی آلاینده ها،مکان های با سوابق نشتی وخصوصیت محیط آب سطحی و خاک
• بهینه سازی نقاط پیش با استفاده از نرم افرارها روش های مربوطه
• تصحیح خروجی مدل و نرم افزار ها و نهایی سازی شبکه پایش
• تدوین برنامه پایش برای منابع آب سطحی و خاک منطقه

مراحل ساخت مدل بهینه سازی شامل شبکه بندی منطقه مورد مطالعه و تعیین محدودیت های مدل توسط برنامه نویسی در MATLAB وتعیین وزن برای گره های مورد نظر بر اساس اهمیت نسبی آنها با توجه به نزدیکی به منشاء آلودگی و در نهایت حل مدل بهینه سازی جهت مشخص نمودن تعداد نقاط پایش بوسیله نرم افزار LINGO

بعد از مشخص شدن ایستگاه های پایش برای خاک،پیشنهاد می شود نمونه برداری و آنالیز نمونه های خاک به طور سالیانه از ایستگاه های مشخص شده صورت گیرد،نمونه برداری ها از عمق(30-0)سانتی متر و فقط مواد نفتی TPH مورد آنالیز قرار گیرد،همچنین نمونه برداری بایستی در انتهای فصل خشک یعنی شهریور ماه صورت گیرد.

تعیین ایستگاه های پایش برای آب سطحی:

برای تعیین موقعیت ایستگاه های پایش اب سطحی ابتدا موقعیت کانال های زهکشی موجود در مجتمع پخش و پالایشگاه بر روی نقشه رسم گردید و سپس با توجه به موقعیت تأسیسات،جهت جریان آب سطحی و همچنین نتایج نمونه برداری و نقاط آلوده،22 ایستگاه در نظر گرفته شد.همچنین برای پایش آب های سطحی،پیشنهاد می شود نمونه برداری به صورت فصلی و برای آنالیز مواد نفتی کل (TPH) صورت گیرد.

برآورد احجام و هزینه های حفاری:

در این بخش برای 30 گمانه با اولویت اول حفاری احجام و هزینه های حفاری برآورد گردید ،بدین منظور برای براورد هزینه موارد زیر بررسی میگردد :

قطر حفاری (5 اینج) ،عمق گمانه ها (35 متر) ،جنس لوله ها(پلی وینیل کلراید)،آزمایشات حین حفاری،مغزه گیری ،ساخت بلوک بتونی و شماره گذاری

براورد هزینه ها بر اساس فهرست بهای منتظر شده از طرف سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور انجام شده است. و قیمت اعلامی مربوط به سال 93 می باشد

تعرفه خدمات ژئوتکنیک و مقاومت مصالح در سال 93:

فصل اول (گمانه زنی و نمونه برداری ) :3.284.452.840 ریال

فصل دوم:آزمایش های صحرایی 255.651.200 ریال

فصل چهارم شامل خدمات مهندسی ژئوتکنیک(مقطعی)،تهیه و ارائه گزارش نتایج عملیات مطالعاتی ژئوتکنیک:99.079.335 ریال

مجموع قرارداد :3.639.183.375 ریال

نتیجه گیری :

1. بر اساس نمودار پایپر،تیپ غالب منطقه مورد مطالعه بی کربنات و کاتیون منیزیم و کلسیم به عنوان رخساره منطقه می باشد.
2. باتوجه به نمودار شولر از بین نمونه های آب زیر زمینی پالایشگاه کرمانشاه نمونه های BH2,R2 دارای کیفیت خوب W6,R1،BH4 دارای کیفیت متوسط،BH1,W1,W2,W4,W5 دارای کیفیت قابل قبول و BH3,BH5 دارای کیفیت نامناسب برای مصرف شرب می باشند.
3. آنالیز مواد هیدروکربنی در نمونه های برداشت شده از گمانه های موجود در پالایشگاه نشان می دهد که تمام نمونه ها آلوده به مواد هیدروکربنی می باشد که در نمونه BH4,W4,W6,W2 و BH5 ترکیبات BTEX شناسایی شده است.
4. میزان الودگی در دو نمونه R1 و R2 که مربوط به رودخانه قره سو می باشد نسبت به سایر نمونه ها بیشتر بوده که احتمالا ناشی از آبهای رها شده به داخل رودخانه می باشد به طوری که در پایین دست پالایشگاه غلظت آلاینده ها بیشتر از بالادست پالایشگاه بوده و احتمال ورود آلاینده از پالایشگاه به رودخانه وجود دارد .در زمان نمونه برداری ،تخلیه پساب از سمت پالایشگاه به رودخانه مشاهده گردید.
5. با توجه به اینکه آبخوان باید تمام شرایط لازم را جهت دارا بودن توانایی خودپالایی داشته باشد لیکن به دلیل فراهم نبودن شرایط لازم را از نظر یون آهن ،نیترات ،کلر و سولفات آبخوان پالایشگاه کرمانشاه ،توانایی خودپالایی و تجزیه زیستی را ندارد.بنابراین اولا نیاز به انجام عملیات پاکسازی تهاجمی بودهو ثانیا بایستی حین عملیات پاکسازی پارامتر هایی که شرایط را نامناسب کرده اند اصلاح شوند و یا در زمان پاکسازی عناصری مثل پتاسیم،سدیم،نیترات و فسفات،به آبخوان اضافه شوند.
6. طراحی شبکه پایش برای پالایشگاه کرمانشاه و مجتمع پخش بر اساس مدل MCLP با بکارگیری نرم افزار MATLAB و بهینه سازی توسط نرم افزار LINGO انجام شد که بر اساس آن تعداد اولیه گمانه ها 201 عدد که بعد از بهینه سازی 71 گمانه رسید که 55 گمانه مربوط به پالایشگاه و 16 گمانه مربوط به مجتمع پخش می باشد.
7. شبکه پایش طراحی شده با بیشترین تراکم گمانه در محل مخازن پالایشگاه و مجتمع پخش و کمترین تراکم گمانه در منطقه اداری منطقه مورد مطالعه را تحت پوشش قرار می دهد.
8. بر اساس بهینه سازی شبکه پایش اب سطحی 23 نقطه نمونه برداری در نظر گرفته شده است،که 4 نقطه مربوط به مجتمع پخش و 19 نقطه دیگر مربوط به مجتمع پالایشگاه است.
9. شبکه پایش بهینه سازی شده برای خاک شامل 25 نقطه نمونه برداری بوده که از این بین 21 نقطه مربوط به پالایشگاه و 4 نقطه مربوط به مجتمع پخش است.

پیشنهادات

1. بر اساس اولویت بندی صورت گرفته ،از 55 گمانه موجود در پالایشگاه 30 گمانه در اولویت اول و 25 گمانه در اولویت دوم حفر قرار گرفتند که حفاری این گمانه ها بر اساس اولویت تعیین شده با توجه به الودگی مشاهده شده در نمونه ها توصیه می گردد.
2. با توجه به اینکه در چاه شماره 3(BH3) الودگی به مواد نفتی مشاهده شده است ،نیاز است مطالعه بیشتری جهت تعیین منشأ الودگی و گسترش آن در منطقه و همچنین تعیین سایر مناطق الوده صورت گیرد.بنابراین لازم می باشد پایش الودگی در منطقه شامل اندازه گیری ضخامت ماده نفتی و آنالیزو نمونه برداری آب زیر زمینی به صورت هر شش ماه یکبار و پایش تراز سطح ایستابی به صورت فصلی در تمام گمانه ها صورت گیرد.
3. پیشنهاد می شود نمونه برداری و آنالیز نمونه های خاک به طور سالیانه از ایستگاه های مشخص شده صورت گیرد،نمونه برداری ها از عمق (0-30)سانتی متر و فقط مواد نفتی TPH مورد انالیز قرار گیرد ،همچنین نمونه برداری بایستی در انتهای فصل خشک یعنی شهریور ماه صورت گیرد.همچنین برای پایش آب های سطحی پیشنهاد

می شود نمونه برداری به صورت فصلی و آنالیز مواد هیدروکربنی کل (TPH) صورت گیرد.