Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.
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
|
|
|
|