Принципы эколого-геофизического картирования.
Основными задачами эколого-геофизического картирования техногенного загрязнения литосферы являются: 1) изучение территорий по признаку чувствительности горных пород к различным видам техногенного (вещественного (химического) и физического) загрязнения; 2) нахождение очагов (источников) таких загрязнений и определение границ их распространения; 3) получение количественных показателей, например величин геометрических и физических параметров, характеризующих степень воздействия загрязнителей на геологическую среду, на конкретные экосистемы, на здоровье людей.
Как правило, решение перечисленных задач осуществляется с помощью геофизических наблюдений по площади или по отдельным профилям в среднем (1:50000 - 1:25000), крупном (1:25000 - 1:10000) и детальном (1:5000 - 1:2000 и крупнее) масштабах. Методы получения эколого-геофизической информации отличаются рядом специфических особенностей, которые ограничивают возможность заимствования приемов, отработанных в процессе геофизических исследований другого назначения. Эта специфика связана в первую очередь с характером решаемых задач и той конкретной обстановкой, в которой проводятся исследования. Здесь следует подчеркнуть, что территории с повышенной техногенной нагрузкой в целом крайне неблагоприятны для проведения геофизических наблюдений. Прежде всего это касается исследований, выполняемых с поверхности земли, когда особенности застройки диктуют выбор положения точек наблюдения: почти полностью выпадают площади, находящиеся под жилыми и промышленными строениями. Приходится отказываться от геометрически правильной сети наблюдений, которая в других условиях была бы оптимальной при решении задач.
|
|
|
При изучении вертикального разреза часто не удается обеспечить необходимое удаление источника поля от точки измерения, что при использовании ряда электрометрических и сейсмо-акустических методов ограничивает глубину исследований. Значительные трудности возникают в связи с наличием асфальтового и бетонного покрытий и подстилающего их материала. Это резко ограничивает, а порой делает практически невозможным применение многих традиционных методов. Влияние зданий и различных по глубине заложения подземных сооружений значительно искажает структуру физических полей. Техногенные помехи электромагнитного и сейсмического происхождения могут на порядок, а то и на несколько порядков превышать уровень полезных сигналов.
В зависимости от вида техногенного загрязнения и специфики решаемой экологической задачи при выполнении геофизического картирования могут быть использованы как однометодные исследования (например, радиометрическая съемка при изучении радиационного загрязнения), так и исследования с применением комплекса методов, позволяющих выявить сложную структуру техногенной нагрузки.
|
|
|
Комплексное эколого-геофизическое картирование техногенного загрязнения.
Как известно, совокупность геофизических методов, направленная на решение конкретной геологической или экологической задачи, носит название целевого комплекса. Формирование целевых комплексов для эколого-геофизического картирования определяется возможностью одновременного использования физических полей и параметров различной природы, использования взаимосвязи между эколого-геологическими и геофизическими параметрами, режимных наблюдений без разрушения окружающей среды, непосредственного изучения физических источников загрязнения, а также мобильностью, экспрессностью, невысокой стоимостью исследований. При формировании целевых комплексов для эколого-геофизического картирования территорий ставится задача получения максимальной информации об источниках загрязнения, их физической природе, пространственной конфигурации и влиянии на биоту и человека. Состав целевого комплекса при изучении техногенного загрязнения более сложен по своей структуре, чем в случае изучения природной геологической среды. Он может включать различные по своей физической основе методы в космических, воздушных, наземных, скважинных и шахтных вариантах. Предпосылкой для проектирования комплекса исследований могут служить априорные представления о характере геофизических аномалий, создаваемых различными источниками техногенного воздействия (промышленные предприятия, транспорт, строительство, разработка полезных ископаемых, сельскохозяйственная деятельность и др.).
|
|
|
Наибольший опыт успешного применения комплексных геофизических исследований при крупномасштабном эколого-геофизическом картировании техногенного загрязнения верхней части литосферного пространства накоплен на урбанизированных территориях (Огильви, 1990). К настоящему времени сложился целевой комплекс малоглубинных геофизических методов, основой которого являются наземные (электроразведка методами ВЭЗ, ЭП, ЕП, георадарные исследования, радиометрия, сейсморазведка МПВ с ударным возбуждением упругих колебаний) и аквальные геофизические наблюдения (см. разд. 4.4). Результаты геофизических исследований, как правило, дополняются данными гидрогеохимического и гидробиохимического опробования, а на отдельных участках - данными бурения и фильтрационных испытаний в специально оборудованных скважинах. Большинство методов, входящих в описываемый целевой комплекс, широко используется в инженерной геофизике для изучения верхней части разреза (Огильви, 1990). Следует несколько подробнее остановиться на аквальных геофизических методах. При исследованиях в малых реках и водоемах используется пешеходный аквальный комплекс методов, получивший название "русловой геофизики" (см. п. 4.3.2). Этот комплекс включает водный вариант метода естественного электрического поля (ЕП), измерения удельного сопротивления (резистивиметрию) придонных слоев воды и термометрию придонных грунтов (Кузнецов и др., 1995). Предпосылки его применения определяются особенностями распределения физических полей в акватории при наличии техногенного загрязнения либо при взаимодействии аномальных по своим динамическим или химическим характеристикам подземных и поверхностных вод. Так, по данным метода естественного поля (ЕП) разгрузки подземных вод в акватории отмечаются локальными положительными, а зоны утечек поверхностных вод - отрицательными аномалиями потенциала. Интенсивность аномалий пропорциональна интенсивности утечек и разгрузок. По данным резистивиметрии придонных слоев воды можно оценить общую минерализацию вод и, следовательно, получить сведения как об особенностях разгрузки подземных вод, так и о характере загрязнения поверхностных вод. В случае разгрузки более минерализованных вод в пресные акватории или при поступлении в них техногенно загрязненных стоков наблюдаются аномалии пониженных сопротивлений воды. Для независимой регистрации природных и техногенных разгрузок подземных вод применяются термометрические исследования. При наличии разгрузок подземных вод более низкой температуры, чем поверхностные воды, в толще придонных грунтов фиксируются отрицательные локальные аномалии Т, достигающие 2 - 5°С. При наличии разгрузок теплых вод (характерных для техногенного загрязнения) регистрируются положительные температурные аномалии.
|
|
|
Принципы построения эколого-геофизических карт.
Эколого-геофизическая карта представляет собой картографическую модель реальной экологической обстановки, несущую информацию о характере техногенного загрязнения литосферы и аномалиях естественных и техногенных физических полей, определяющих их воздействие на биоту, и в первую очередь на организм человека. Эколого-геофизическая карта по характеру воспроизводимой информации часто является синтетической, поскольку отражает результаты обобщения данных аналитических геофизических карт, содержащих сведения о структуре и интенсивности геофизических аномалий различной физической природы (например, радиационного, теплового, вибрационного полей), а также о связи этих аномалий с источниками загрязнения. Пространственное распределение естественных и техногенных физических (геофизических) полей на картах показывается посредством изолиний, нормированных в соответствии с экологическими требованиями.
При составлении синтетической эколого-геофизической карты следует учитывать в первую очередь ее целевую направленность. В соответствии с задачами, решаемыми при составлении той или иной эколого-геофизической карты (ориентированной на учет экологически значимых геофизических факторов прямого или опосредованного действия), предполагается соединение определенного набора разных геофизических карт.
Основой для разработки легенды эколого-геофизической карты могут служить параметры физико-геологических (ФГМ), физико-геоэкологических (ФГЭМ) и экофизических (МЭФП) моделей изучаемой территории расположения источников и областей загрязнения, а также априорные представления о генезисе и характере влияния физических полей на экосистемы и живые организмы, включая последствия этого влияния. При этом используется градация, построенная по принципу медико-биологической тетрады в терминах "здоровье-напряжение-утомление- болезнь" или "комфорт-дискомфорт-сильный дискомфорт-опасность". Такая градация соответствует используемой при изучении техногенного физического загрязнения схеме деления техногенного физического воздействия по уровню на "слабое-умеренное-сильное-опасное" и в определенной мере корреспондируется со схемой инженерно-геологической: "норма-риск-катастрофа-бедствие".
Двойная эколого-геофизическая оценка состояния среды определяется возможностью геофизических параметров и полей быть факторами прямого или опосредованного (через реакцию литосферного пространства) воздействия. Первая эколого-геофизическая оценка состояния среды по схеме тетрады в легенде эколого-геофизической карты ориентирована на изучение природных и природно-техногенных экосистем и частично биоты, вторая оценка - на изучение реакции жизненно важных функциональных систем человеческого организма на техногенное физическое воздействие.
Суммарная оценка экологического действия геофизических факторов для представления на эколого-геофизических картах может быть выраженной в баллах в соответствии с выбранной четырехступенчатой или пятиступенчатой градацией. При этом принцип суперпозиции применять не следует, а характер экологического эффекта надо оценивать по максимуму воздействия любого из анализируемых факторов.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 20; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!