Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.
Предыдущая |
Содержание статьи:
Глава 2. Критерии оценки состояния природных сред
2.3. Оценка степени антропогенных изменений природных сред
В системе мониторинга геологической среды важным моментом являются проблемы оценки существующих или возможных техногенных воздействий на геологическую среду. Вопросы систематизации техногенных воздействий на геологическую среду начали разрабатываться с 50-60-х годов. В настоящее время предложено много как общих, так и частных классификаций техногенных воздействий, построенных по разным признакам деления. Существующие схемы типизации техногенных воздействий разрабатываются в трех направлениях:
1) по видам хозяйственной деятельности;
2) по набору определенных воздействий на конкретный компонент геологической среды;
3) по комплексу параметров, отражающих природу воздействия.
Одна из первых попыток типизации техногенных воздействий по комплексу признаков была сделана Котловым Ф.В. (1978). Им выделены категории техногенных воздействий по времени действия, направленности, площади и другим признакам. Кроме того, по воздействию на определенный компонент геологической среды им выделено три вида воздействия:
1) напряженное состояние пород;
2) тепловое состояние пород и подземных вод;
3) режим поверхностных и подземных вод.
В дальнейшем Ф.В. Котлов увязал типизацию техногенных воздействий с классификацией вызванных ими процессов, а затем с изменением природных физических полей. Близка к этой систематизации и схема М. Арну (1984), а также схема выделения признаков типизации, предложенная Е.М. Сергеевым и В.Т. Трофимовым (1985).
Одним из главных вопросов при разработке классификации техногенных воздействий является вопрос о признаках типизации или деления. Разрабатывая классификацию техногенных воздействий на геологическую среду В.Т.Трофимовым, В.А. Королевым и А.С. Герасимовой (Трофимов и др., 1995), в ее основу были положены следующие методологические положения:
— Признаки типизации должны отражать основные черты техногенных воздействий на геологическую среду разной природы.
— В таксономическом ряду воздействий целесообразно выделять класс (подкласс), тип, вид и разновидность воздействия.
— Все выделяемые таксоны не должны зависеть от иерархического уровня рассмотрения геологической среды.
— Выделяемый вид (разновидность) воздействия должен характеризоваться конкретными количественными параметрами, отражающими его особенности, а также однозначно соотноситься с источником, его вызывающим и обусловливающим.
— В типизации должны быть учтены лишь «первичные» техногенные воздействия, непосредственно влияющие на основные компоненты геологической среды: горные породы, почвы и искусственные грунты, рельеф территории, подземные воды и геодинамические процессы.
— Использование в типизации таких признаков деления, которые могут быть общими для всех типов воздействия.
В соответствии с указанными принципами была составлена классификация техногенных воздействий на геологическую среду (Трофимов и др., 1995), приведенная в приложении 1.
Проблема оценка существующих или возможных техногенных воздействий на геологическую среду является центральной в системе мониторинга. Методика типизации геологической среды с учетом компонентов геологической среды (рельеф, горные породы, подземные воды, геологические и инженерно-геологические процессы) в инженерной геологии достаточно полно разработана И.В. Поповым и др. (1974), Е.М. Сергеевым (1979), В.Т. Трофимовым и др. (1988), Г.А. Голодковской и др. (1989), Д.Г. Зилингом, А.С. Герасимовой и др. (1994) и другими. Одним из главных вопросов в методике оценки воздействия на геологическую среду (ОВГС) является выбор и обоснование критериев для оценки изменений состояния геологической среды или просто – ее измененности. Согласно В.А. Королева (1995), все многообразие частных критериев ОВГС объединяется в пять групп:
В группе геохимических критериев оценивается химическое, бактериологическое, механическое и радионуклидное техногенное загрязнение поверхностных и подземных вод, почв, пород зоны аэрации, искусственных грунтов и донных осадков. Некоторые основные геохимические показатели, используемые для оценки различных видов загрязнений геологической среды приведены в таблице 2.3.1.
Таблица 2.3.1
Показатели оценки некоторых видов загрязнений геологической среды
(Королев, 1995)
Подкласс воздействия |
Вид воздействия |
Показатели изменения геологической среды |
Единицы измерения |
Радиоактивное |
Короткоживущие радионуклиды Долгоживущие радионуклиды |
Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на расстоянии 10 см от источника Удельная альфа-активность Удельная бета-активность |
мР/ч мкР/ч Ки/кг Бк/кг Ки/кг Бк/кг |
Химическое |
Все виды (приложение 1) |
Коэффициент концентрации загрязнения Коэффициент техногенной геохимической нагрузки Общий показатель техногенной нагрузки Модуль техногенного загрязнения Градиент техногенного загрязнения |
мг/кг х м |
Биологическое |
Микробиологическое загрязнение Бактериологическое загрязнение |
Коэффициент концентрации микробов Коэффициент концентрации бактерий Бактериальные индексы |
|
Группа инженерно-геологических критериев. Критериями данной группы оценивается площадная и относительная поражённость исследуемой территории как природными, так и инженерно-геологическими процессами с расчетом соответствующего коэффициента поражённости. Методика их изучения изложена в ряде методических рекомендаций и в работах Г.К. Бондарика и др. (1990), А.Л. Ревзона (1992), Г.А. Голодковской и др. (1979) и других, что не вызывает затруднений в практической деятельности, в том числе и в системе мониторинга геологической среды. Близкий методический подход реализован в СНиП 2.01.15-90, где выделены опасные процессы и приведена таблица для определения их активности. В данном нормативном документе предложено разделять наиболее развитые на данной территории экзогенные геологические процессы на несколько групп, различающихся воздействием на условия строительства, ресурсы территории и экологические последствия. Для оценки степени поражённости территории могут использоваться различные градации, например, указанные в таблице 2.3.2.
Таблица 2.3.2
Оценка степени пораженности территории экзогенными геологическими и инженерно-геологическими процессами (СНиП 2.01.15-90)
Степень поражённости, % |
Нарушенность территории |
Название категории |
Менее 5 5 – 25 более 25 |
Ненарушенная Средненарушенная Сильнонарушенная |
Благоприятная Неблагоприятная Весьма неблагоприятная |
Группа гидрогеологических критериев. Данная группа включает в себя традиционные гидрогеологические характеристики, к которым относятся: глубины залегания уровня грунтовых вод, размеры депрессионных воронок, качественный состав подземных вод, водопроницаемость и водопроводимость пород, минерализация подземных вод, взаимосвязь поверхностных и грунтовых вод, изменение пьезометрических уровней основных водоносных горизонтов, изменение (инверсия) речного стока и другие. При мониторинге геологической среды данные показатели используются для оценки скоростей техногенного изменения различных гидрогеологических процессов во времени.
Группа геоморфологических критериев. Группа включает в себя характеристики, используемые для оценки степени измененности рельефа как элемента геологической среды. В качестве данных критериев могут использоваться площадь и размах техногенного рельефа, который включает в себя как положительные, так и отрицательные формы, созданные в процессе техногенной деятельности, в том числе участки планировочных работ со срезкой грунта или отсыпкой (намывом) и рекультивируемые территории. В рамках ОВГС оценка степени измененности рельефа для различных территорий (равнинных, предгорных, горных и др.) проводится по разным градациям (шкалам) со слабо-, средне- и сильноизмененным рельефом. Исходя из этих градаций, площади горных отводов с глубокими карьерами, разрезами, высокими внешними отвалами, терриконами и мульдами оседания будут классифицироваться как территории с сильноизмененным или переработанным рельефом, кроме этого, при мониторинге появляется возможность указанные выше геоморфологические критерии дополнить показателями скорости техногенного изменения рельефа.
Группа ресурсных критериев. Группа включает в себя оценку степени техногенной измененности природных ресурсов исследуемой территории, таких, как подземные и поверхностные воды, почвы и т.д. Состояние ресурсов поверхностных вод (без учета влияния на них загрязнения) может оцениваться по изменению их стока, а по возможности, и по изменению его режима применительно ко всему бассейну реки или его части. По первому критерию (увеличению или уменьшению стока) можно использовать шести- или трехшаговые градации, показанные в таблице 2.3.3.
Таблица 2.3.3
Оценка ресурсов поверхностных вод по увеличению или уменьшению стока (Королев, 1995)
Шестишаговая градация |
Трехшаговая градация |
||
Категория стока |
Изменение стока, % |
Категория стока |
Изменение стока, % |
Неизмененный |
0 |
Слабоизмененный |
до 15 |
Слабоизмененный |
до 15 |
Среднеизмененный |
15 – 25 |
Среднеизмененный |
15 – 25 |
Сильноизмененный |
более 25 |
Сильнонарушенный |
25 – 50 |
|
|
Очень сильно нарушенный |
50 – 90 |
|
|
Техногенно-преобразованный |
более 90 |
|
|
Предыдущая |