Последовательность системного анализа геолого-геофизической информации на уровнях космос-воздух-земля-скважина (Московский регион) (Кузнецов и др., 1995)
Эколого-геофизическое районирование
Эколого-геофизическое районирование территорий осуществляется в целях получения представлений о пространственном развитии неблагоприятных природных и техногенных геологических процессов, а также для оценки их влияния на состояние литосферного пространства экосистемы, биоту и человека. Изучение этих процессов, как правило, сопряжено с необходимостью получения независимых данных о геологическом, инженерно-геологическом и гидрогеологическом строении изучаемой территории, в том числе об изменчивости палеорельефа, фациального состава верхней части разреза и фильтрационных свойств пород, о наличии разрывных нарушений и ослабленных зон и др. Все указанные факторы в совокупности определяют устойчивость литосферного пространства по отношению к различным видам воздействия разнородных природных и техногенных факторов (напряженное состояние массивов пород, динамика подземных вод, приливные деформации литосферы, влияние удаленных очагов землетрясений, локальных вибрационных, гравитационных, электромагнитных и термических полей) на состояние экосистем и биоты.
При выполнении эколого-геофизического районирования, как правило, решается оптимальная совокупность эколого-геологических задач, важнейшими из которых являются:
- районирование территории по типам геологического разреза, особенностям палеорельефа, гидрогеологическим и сейсмотектоническим условиям;
|
|
|
- районирование территории по степени защищенности литосферы от техногенного воздействия, в том числе выявление ослабленных, разуплотненных, проницаемых участков, гидрогеологических "окон", активных динамических зон;
- выявление и прогнозирование общих закономерностей распространения по площади и интенсивности протекания экзогенных природных и техногенных физико-геологических процессов;
- выделение очагов загрязнения геологической среды и прогнозирование развития неблагоприятных техногенных процессов.
Эколого-геофизическое районирование сводится к моделированию изучаемой территории (региона, локального объекта), т.е. к представлению сложной природно-техногенной системы (ПТС) простыми геолого-геофизическими объектами. В качестве основных компонентов ПТС выступают изменяющаяся под влиянием техногенного воздействия верхняя часть литосферы и агенты техногенного воздействия (физические поля). ПТС имеет сложную иерархическую структуру, определяющую особенности взаимосвязей отдельных ее компонентов.
Наиболее общую модель (М) любой урбанизированной территории, в пределах которой верхняя часть литосферы испытывает длительные техногенные нагрузки, можно представить в виде трехкомпонентной модели:
|
|
|
M = M1 + M2 + M3(t).
Первый компонент (М1) отображает совокупность природных условий, определяющих особенности строения литосферного пространства без учета техногенной нагрузки; второй (М2) - устойчивые региональные изменения литосферы, происшедшие в результате длительного техногенного воздействия. Наконец, компонент M3(t) описывает локальные изменения геологической среды, происходящие под действием переменной техногенной нагрузки (влияние сооружений, эксплуатируемых предприятий, транспорта, различных видов загрязнения). Первые две составляющие можно считать постоянными, третью - переменной.
При выполнении эколого-геофизического районирования приведенная аддитивная модель (М) позволяет представить отдельные элементы и особенности структуры ПТС совокупностью геологических и геофизических полей и параметров, отображающей реальные геоэкологические, гидрогеологические, инженерно-геологические условия изучаемой территории (региона, локального объекта). Моделирование осуществляется путем последовательного построения и анализа мелко-, средне- и крупномасштабных физико-геоэкологических и физико-геологических моделей (ФГЭМ, ФГМ). Их назначение состоит в представлении геологических объектов ограниченным числом информативных геолого-геофизических параметров, позволяющих создавать эталоны для выделения однотипных эколого-геологических ситуаций. Модели могут быть региональными и детальными, площадными и линейными. Их можно представлять в виде таблиц, диаграмм, разрезов и схем.
|
|
|
Модели создаются по данным дистанционных, наземных и подземных (в основном скважинных) наблюдений. Используются материалы, полученные в пределах изучаемой территории при решении геоэкологических, инженерно-геологических и гидрогеологических задач, поисков месторождений полезных ископаемых и др. Как правило, эти данные являются разнометодными, разномасштабными и характеризуются различной точностью, поэтому их отбор, систематизация и группирование в зависимости от масштаба и цели исследования требуют единого методологического подхода. Особенно важен в этом отношении учет так называемого масштабного фактора, определяющего зависимость величин измеряемых геофизических параметров от размеров применяемых установок или частоты используемого физического поля. Не менее существенна дискретность измерений (шаг наблюдений) в пространстве, определяющая детальность изучения объекта. При необходимости сопоставления данных, полученных на соседних участках различными методами, в различных масштабах и с различной точностью, требуется специальная статистическая обработка, принципы которой изложены в литературе (Никитин, 1986; Огильви, 1990). Наиболее перспективным в этом отношении представляется использование упоминавшихся в разд. 5.4 методов интегрированного системного анализа. Последовательность его применения дается в таблице ниже.
|
|
|
Последовательность системного анализа геолого-геофизической информации на уровнях космос-воздух-земля-скважина (Московский регион) (Кузнецов и др., 1995)
| Иерархические ypoвни (модели) | Геологические объекты | Масштаб исследований | Исходная информация | Цель анализа геолого-геофизической информации | ФГМ |
| Геосистема (М,М1) | Территория изучаемого региона | 1:1500 000 - 1:500000 | Космогеологическая дистанционная | Получение обзорных космогеологических схем | - |
| Компоненты (М,М1) | Области поднятий и опусканий кровли карбонатных пород | 1:500 000 - 1:200000 | Космическая и аэровысотная дистанционная, региональная, инженерно-геологическая, гидрогеологическая, геофизическая | Геолого-тектоническое и гидрогеологическое районирование | Региональные |
| Подсистемы (М1,М2) | Древние долины, водораздельные пространства, участки ледникового выпахивания и т.д. | 1:50 000 | Аэровысотная дистанционная, среднемасштабная наземная геолого-геофизическая | Геолого-тектоническое и гидрогеологическое районирование | Среднемасштабные |
| Элементы (М2,М3(t)) | Фрагменты древних долин: днища, склоны, водоразделы и их сочетания; различные по мощности отложения, перекрытия | 1:25000 - 1:5000 | Крупномасштабная наземная, аквальная и скажинная геолого-геофизическая | Изучение и прогнозирование инженерно-геологических процессов; характеристика техногенно измененной обстановки; оценка свойств и состояний геологической среды | Детальные |
Таким образом, многоуровневые исследования дают возможность направленно выявить и описать многообразные связи между элементами геосистемы различных иерархических рангов, определяющие особенности пространственного строения, свойств и состояний литосферы в различных масштабах, а также раздельно оценить и природную и техногенную составляющие геосистемы.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 26; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!