Наблюдение, как основной вид мониторинга геологической среды

Основу системы сбора информации о геологической среде в ходе мониторинга составляют наблюдательные сети. Они призваны обеспечить всесторонней сбор достоверной информации о среде в целом и отдельных элементах. В зависимости от использованных средств наблюдения они могут быть наземными (непосредственными) и дистанционными. В зависимости от назначения в МГС используют 4 группы наблюдений – инвентаризационные, ретроспективные, режимные и методические.

Инвентаризационные наблюдения (от слова «инвентаризация» – подсчёт имеющегося в наличии в данный момент) проводятся достаточно редко, через длительный срок для того, чтобы либо оценить начальное состояние геологической среды, либо оценить её многолетние изменения. Они, как правило, включают в себя набор трудоёмких или дорогостоящих методов наблюдения за объектами ГС, которые не могут часто использоваться или входить в состав режимных наблюдений. В состав инвентаризационных наблюдений априори включаются наиболее консервативные элементы ГС, для которых заведомо можно предположить низкую скорость изменения, в том числе техногенного. С другой стороны, инвентаризационные наблюдения организуются на заповедных территориях, где техногенные изменения отсутствуют или медленно проявляются. В этом случае они дают возможность установить «фоновые» значения показателей ГС, не подверженной техногенному воздействию.

Ретроспективные наблюдения направлены на выявление тенденций развития ГС или её компонентов и установление закономерностей их изменения. Ретроспективные наблюдения, дополненные интерпретацией, составляют основу для решения прогнозных задач в МГС. Они проводятся по особой программе, составленной с учётом установленных для данного компонента ГС тенденций развития или изменения. По срокам и периодичности проведения ретроспективные наблюдения могут быть различными в зависимости от того, насколько велика скорость изменения того или иного компонента ГС.

Режимными наблюдениями называются наблюдения за динамикой процессов и явлений на наблюдательных стационарах – наблюдательных участках, точках, пунктах – в целях выявления их закономерности и обусловленности. Они отражают определённые временные (ежегодные, сезонные, ежемесячные, суточные и др.) колебания в системе наблюдаемых объектов и процессов. Режимные наблюдения за развитием процессов и явлений во времени при инженерных изысканиях обычно выполняют в целях: 1) получения их качественных и количественных характеристик и оценок; 2) установления закономерностей развития процессов и явлений и выявления причин, их обуславливающих; 3) предупреждение опасных и катастрофических проявлений процессов; 4) составления прогноза развития процессов и опасных явлений; 5) обоснования необходимых мероприятий по охране ГС, обеспечению устойчивости сооружений, жизни и деятельности людей, управлению геологическими процессами и явлениями в нужном для человека направлении.

При проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений, хозяйственном использовании территории чаще всего выполняются следующие виды режимных стационарных наблюдений: 1) метеорологические и гидрологические; 2) гидрогеологические; 3) геотермические; 4) за деформациями масс горных пород на склонах, в откосах, на оползневых участках, в подземных выработках и котлованах; 5) за осадками и деформациями сооружений; 6) за скоростью и характером развития процессов выветривания, эрозии, абразии, пучения горных пород, за их физическим состоянием и другими процессами и явлениями.

Методические наблюдения направлены на совершенствование методов мониторинга или на создание новых. Методические наблюдения часто предшествуют режимным или ретроспективным для корректировки или уточнения программ наблюдения. С их помощью устанавливаются наиболее оптимальные сроки контроля наблюдаемых систем и их периодичность. Особенно велика роль методических наблюдений на начальной стадии организации наблюдательной сети МГС.

Для каждой сети наблюдения при организации функционирующей системы мониторинга разрабатываются программы наблюдений. Они должны освещать следующие вопросы: 1) объект наблюдения; 2) место наблюдения; 3) средства и способы наблюдения; 4) периодичность и частота наблюдений.

Объект наблюдения указывается исходя из конкретного объекта мониторинга и его ранга. Наблюдения ведутся прежде всего за параметрами или элементами, являющимися ведущими для данной системы, определяющими её характерные свойства и функционирование, а также наиболее значимыми в экологическом плане. В зависимости от набора компонентов ГС выделяют следующие наблюдения за:

– составом, состоянием и свойствами почв, горны пород, техногенных грунтов;

– подземными водами (режим, динамика, гидрохимия и т. д.)

– рельефом (техногенная нарушенность, изменчивость, расчленённость, динамика и т. д.)

– природными геологическими процессами (экзогенными и эндогенными)

– инженерно-геологическими процессами и явлениями

– процессами взаимодействии инженерных сооружений с геологической средой (осадками сооружений, устойчивостью, состоянием фундаментов, утечками техногенных вод и т. п.).

Выбор места наблюдения, как правило, не представляет трудностей, так как каждый показатель однозначно связан с каким-либо конкретным элементом геологической среды или его частью. Каждая точка наблюдений представляет собой единичный пункт получения информации, а их совокупность – систему пунктов получения информации. Главным в её организации является учёт характера пространственной изменчивости объектов геологической среды, изменчивости зонально-климатических факторов, а также источников техногенного воздействия. Анализ изменчивости показателей загрязнения геологической среды должен проводится с учетом возможных миграционных путей загрязнений: атмосферных по ветру, атмосферных с осадками, поверхностных поверхностными водами, подземных грунтовыми водами и др. Например, пути миграции загрязнителей по ветру анализируются с помощью розы ветров, с поверхностными водами – на основе особенностей рельефа и направления поверхностного стока территории.

Организация системы пунктов получения информации при мониторинге вредных и опасных геодинамических процессов осуществляется как на основе районирования территории по условиям возникновения и развития геологических и инженерно-геологических процессов и явлений, так и на основе специального районирования территории с выделением типов факторов техногенеза, определяющих специфические изменения ГС.

Средства и способы наблюдения представляют собой технические приборы, оптимально подобранные для целей исследования.

Периодичность и частота наблюдения определяется учётом временной изменчивости ГС и её объектов, и также временным режимом функционирования техногенных объектов. Часто бывает невозможно сразу правильно выбрать режим наблюдений (частоту замеров, периодичность и т. д.) из-за недостаточной первичной информации о том или ином объекте. В этом случае проводятся методические исследования или по прошествии какого-то времени вносятся корректировки в программу наблюдений, которая постепенно уточняется и по мере работы системы мониторинга становится всё более оптимальной.

Наблюдательные сети в пределах ГС формируются в определённом трёхмерном пространстве. В зависимости от масштаба исследований или ранга МГС наблюдательные сети бывают детальные, локальные, региональные и национальные. Они охватывают определённые площади – наблюдательные полигоны соответствующего уровня. Наблюдательные полигоны могут включать всю исследуемую территорию или только её часть. В последнем случае наблюдения ведут либо на опытных площадках, оборудованных соответствующим образом, либо на эталонных участках, геологическое строение которых отражает лишь какой-либо один характерный элемент геологической среды.

Низшей структурной единицей иерархической системы наблюдений МГС является точка наблюдения (точка отбора проб грунта или почвы, родник, колодец, скважина и т. п..). Следующим уровнем является наблюдательный пост (гидрогеологический, геокриологический, инженерно-геологический, геофизический и др.), состоящий в случае гидрогеологических наблюдений из поэтажно оборудованных наблюдательных скважин. Пост обычно обеспечивает какую-либо одну группу наблюдений (геофизический, гидрогеологический и др.), а в случае комплексного применения методов наблюдений перерастает в наблюдательный полигон. В пределах наблюдательного полигона оборудуется система наблюдательных скважин и экспериментальных площадок, предназначенных для изучения конкретных инженерно-геологических, гидрогеологических, геокриологических явлений и процессов. Разновидности полигонов:

– детальный полигон – полигон низшего ранга, предназначен для решения различных узких задач сбора первичной информации;

– опорный полигон, соответствует локальному уровню исследований и оборудуется на типовом (опорном) участке, характеризующим какую-либо таксономическую единицу инженерно-геологического районирования. На опорных наблюдательных полигонах выявляются основные закономерности и механизмы развития тех или иных процессов, производится наиболее полный комплекс наблюдений;

– фоновые полигоны – полигоны для сбора информации на территориях, не затронутых техногенным воздействием.

– региональный наблюдательный полигон – совокупность ряда опорных полигонов, позволяют устанавливать наиболее общие региональные закономерности изменения ГС на всей территории

– специальный наблюдательный полигон – создается для наблюдений за какими-либо негативными процессами на различных ответственных или уникальных сооружениях. Сложность таких сооружений (например, гидроузла, АЭС и т. п.) обуславливает проведение особых защитных инженерных мероприятий и, соответственно, особых наблюдений, проводимых по специально составленной программе.

– опытно-методический полигон – в системе МГС является испытательным, на нём ведётся проверка и отработка всевозможных методов контроля и сбора первичной информации за элементами ГС или ПТС, проводятся натурные эксперименты, отрабатываются модели и т. д. Опытные полигоны создаются также для решения проблемных задач мониторинга.

– изыскательные полигоны – служат для кратковременных (на период изысканий) исследований и режимных наблюдений в системе мониторинга. Такие полигоны создаются на начальных стадиях формирования наблюдательной сети мониторинга, на стадии предварительных исследований и т. д.

Состав наблюдений определяется в целом типом ГС с учетом различных источников техногенного воздействия на данной территории и может быть площадным (проводиться по всей площади), линейным (например, по линии геофизического или гидрогеологического профиля) или точечным (редкая наблюдательная сеть, рассредоточенная по площади).

Среди дистанционных методов наблюдений в системе МГС используются две основные группы способов – аэрокосмические и геофизические.

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: