Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли




Скачать 122.56 Kb.
НазваниеСостояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли
Дата публикации17.08.2013
Размер122.56 Kb.
ТипРеферат
vbibl.ru > География > Реферат
Введение

ВВЕДЕНИЕ
Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли - атмосферой, гидросферой, биосферой, а также с техническими системами. Для оценки состояния и этих взаимодействий создаются системы картографических и информационных моделей. Они реализуются в виде электронных карт с соответствующими базами данных. Достоверность карт зависит от обеспеченности фактическим материалом. Хорошо изученные площади на территории страны (как правило, это районы крупных экономических комплексов) являют собой своеобразные «ключевые участки». Система экспертных оценок и контрольных точек (проб, замеров, наблюдений, съемок) обеспечивает содержательную верификацию интер- и экстраполяции данных. Статистические критерии позволяют количественно оценить правомочность переноса данных с заданной доверительной вероятностью. Если проблема интерполяции данных статистически обоснована в пределах «ключевого участка», то это позволяет ставить вопрос об экстраполяции информации за его пределы. Этой цели может служить некоторая пространственная картографическая модель. Если модель основывается на разовых или приведенных к некоторой единой дате наблюдениях, то она дает временную срезку описания окружающей среды. Включенная в систему мониторинга природной среды картографическая модель обязана для любой точки территории с заданной точностью и надежностью давать информацию о фоновых и текущих природных и техногенных условиях, а также быть основой для прогноза изменений геокриологических параметров геосистем.
Теоретической основой для построения автором пространственных картографических моделей криолитозоны служит представление о иерархической структуре геосистем криолитозоны и о достаточно жесткой
увязке этой иерархии с иерархией геологических тел, образующих литогенную основу геосистем. Фактографическую основу составляют базы данных геокриологической информации. Для конкретных экономических объектов база данных может содержать сведения об отдельных скважинах и пробах грунта, для крупных регионов - обобщенных характеристики, сведенные в региональные таблицы и легенды к картам.
Структура картографических моделей, т.е. содержание и вид основных и производных карт, определяется их целевым назначением и задачами картографирования и пространственным охватом рассматриваемых территорий.
Самые общие модели - глобального или континентального уровня дают наиболее генерализованные сведения о пространственном распределении природных и антропогенных характеристик. Применительно к геокриологической информации это, как правило, циркумполярные карты, карты Российской Федерации или криолитозоны России, отображающие ограниченное число ландшафтных, геологических и геокриологических параметров.
Модели регионального уровня обычно описывают площади крупных экономических или административных регионов и в отличие от глобальных -дают более точную пространственную детализацию отображаемых параметров и более полный их набор. Особо модели регионального уровня характеризуют специфические местные признаки, связанные с природными или техногенными особенности. Соответствующие карты объединяются в комплекты или атласы. Примерами могут служить комплекты мелкомасштабных карт экологического и геокриологического содержания, сформированные для территорий нефтегазовых регионов Европейского Севера и севера Западной Сибири. Реже составляются специальные тематические модели - например, распространения реликтовой многолетней
мерзлоты или районирования по условиям дорожного строительства ХМАО, природоохранного районирования п-ва Ямал и др.
Локальные картографические модели составляются для территорий хозяйственных объектов и комплексов (например, конкретных месторождений), охраняемых территорий, территорий административных районов. Содержание и состав отображаемой информации и набор соответствующих параметров определяются местными природными и техногенными условиями и поставленными инженерными или научными задачами. Так карта природных геосистем Заполярного НГКМ графически отображает реальную и проектную техногенную нагрузку и дополнена ландшафтной таблицей, в которую сведена вся необходимая геокриологическая информация. Для территории Бованенковского месторождения составлена серия покомпонентных карт, отображающих изменчивость сезонноталого слоя, температур ММП, экзогенных процессов, а также состава, льдистости и криогенного строения отложений. Для Норильского региона составлена традиционная синтетическая 2-листная инженерно-геокриологическая карта. Для площади Уренгойского месторождения карта геосистем дополнена мониторинговыми парами по наиболее изменчивым геокриологическим характеристикам (временные срезки на 1977 и 1997 гг.), а также количественной оценкой пораженности различными видами техногенеза.
Цель работы: Разработка комплекса информационных картографических моделей природных и техногенных геосистем криолитозоны России, увязывающего графические и информационные блоки глобального, регионального и локального уровней.
Задачи:
1. Проанализировать иерархию геосистем, выделяемых при описании
10
приповерхностной части криолитозоны, и ее соотношение с иерархией геологических тел литогенной основы. Оценить однозначность критериев выделения и разграничения таксономических единиц разного уровня.
2. Построить иерархию техногенных геосистем, позволяющую характеризовать состояние и изменения геокриологической обстановки в условиях различных видов и интенсивности техногенного воздействия. Рассмотреть соотношение техногенных геологических тел (грунтов) и их комплексов с техногенными геосистемами.
3. Разработать систему компьютерных атрибутивных и фактографических баз данных геокриологических характеристик геосистем разного уровня.
4. Оценить информативность различных иерархических уровней для характеристики различных геологических тел и компонентов геокриологических условий. Оценить возможности геосистемного подхода для характеристики геокриологических параметров в условиях различной представительности опробования. Разработать конкретные способы обработки и обобщения неравнопредставительных данных.
5. Построить комплекс геоинформационных картографических моделей геосистем криолитозоны, характеризующих компоненты геокриологических условий на глобальном, региональном и локальном уровнях генерализации информации.
6. Создать комплекс карт-моделей современного состояния природных и техногенных геосистем, а также их изменений как в связи с природной динамикой, так и под влиянием техногенеза.
Личное участие автора. Фактический материал и методика
исследований.
Защищаемая работа является итогом более чем 25-летней деятельности автора в качестве непосредственного руководителя и исполнителя научно-исследовательских, опытно-методических и производственных работ. Все
11
материалы получены лично автором или руководимыми им сотрудниками при выполнении спланированных им работ с учетом его идей и разработанных методических приемов.
Исследования выполнялись в рамках научно-исследовательских, научно-методических, опытно-производственных и договорных производственных геокриологических, инженерно-геокриологических и инженерно-геологических работ, проводившихся ВНИИ гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО, Мингео СССР, МПР РФ) - до 1996 года, и Институтом криосферы Земли СО РАН - с 1996 года по настоящее время. Производственные работы автора включали в себя инженерно-геологические съемки и картографирование среднего и крупного масштабов в различных регионах, а также режимные и мониторинговые наблюдения. Научно-исследовательские и методические работы касались в основном внедрения разработанных методических приемов накопления, хранения и корректной обработки инженерно-геокриологической информации, получаемой в процессе съемок и стационарных наблюдений, а также содержащейся в архивах, фондах, базах данных.
Фактические геологические данные получены автором (совместно с коллегами) при проведении натурных полевых работ — маршрутных исследованиях, бурении и опробовании скважин, геофизических и термометрических наблюдениях на картируемых площадях, режимных участках и других исследуемых территориях. Основные объекты полевых исследований — территории газоконденсатных месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Заполярное, Бованенковское) и соответствующих полос транспортировки, район устья р.Печоры, район трассирования железной дороги АЯМ в Якутии, горные рудные месторождения. Данные по формированию и деградации техногенной мерзлоты были получены вне криолитозоны - на КАТЭКе, методические вопросы разграничения геосистем отрабатывались на данных массового опробования по северу Западной
12
Сибири и по Казахстану. Лабораторные исследования, а также анализ фактического материала, предоставляемого другими исследователями и сторонними организациями, с последующей оценкой природной и техногенной составляющей в изменчивости компонентов геокриологической обстановки выполнялись по районам рудных месторождений в горной Якутии, по Норильскому региону, по территориям дальневосточных аэродромов.
Методика исследований предполагала выполнение полевых и лабораторных работ с максимальным соблюдением элементов общепринятых технологий и внесением минимальных методических изменений, необходимых для решения конкретных научно-исследовательских задач. Основное внимание уделялось накоплению информации и разработке на основе ее анализа рациональных научно-обоснованных приемов обобщения данных и более адекватной характеристики и отображения компонентов геологических и геокриологических условий.
Научная новизна диссертационной работы и защищаемые
положения
1. Уточнена принятая иерархия рангов природных геосистем криолитозоны за счет установления строгого соответствия между таксонами геосистем и таксонами иерархии геологических тел, образующих их литогенную основу. Для этого в иерархии геологических тел предложено выделять литолого-фациальные комплексы отложений двух рангов, более высокий из которых характеризуется некоторым устойчивым соотношением литологических типов пород, а более низкий -определенным характером напластования. Сформулированы соответствующие критерии выделения, однородности и разграничения литолого-фациальных комплексов.
2. Предложено выделять техногенные геосистемы и их иерархию на участках, где происходит накопление техногенных грунтов и/или
13
изменение грунтов в массиве горных пород под влиянием техногенных факторов. В результате формируются комплексы техногенных грунтов, отличающиеся друг от друга зависимостью от источника техногенеза и слагающие вещественную основу техногенных геосистем. Это позволяет характеризовать особенности изменений геокриологической обстановки в условиях различных видов и интенсивности техногенного воздействия на природные геосистемы. В зависимости от сложности (комплексности) источников техногенеза построена иерархия техногенных геосистем. Иерархия техногенных геосистем структурирована также как иерархия природных геосистем - выделяются аналогичные таксоны, аналогичным образом формулируются критерии однородности, выделения и разграничения.
3. Разработана структура баз данных геокриологической информации по геосистемам различного уровня генерализации для построения геокриологических, ландшафтных, природоохранных, технологических карт различного масштаба.
4. Предложены алгоритмы генерализации геологических и геокриологических данных и расчетные способы для обработки данных опробования различной представительности. С их помощью учитывается статистическая, пространственная, временная и содержательная неравнопредставительности измерений и наблюдений в геосистемах различного уровня.
5. Составлен комплект информационных картографических моделей характеризующий компоненты геокриологических условий с последовательно меняющимся уровнем генерализации информации (глобальным, региональным, локальным) и взаимной корректировкой данных о границах и свойствах отображаемых геосистем - о составе и строении геологической среды, геокриологических характеристиках, покровах (водах, снеге, почвах, растительности, пр.).
14
6. На основе выделения природных и техногенных геосистем для районов важных экономических объектов в криолитозоне составлены карты-модели, отображающие современное состояние и изменения компонентов геокриологической обстановки как в связи с природной динамикой, так и под влиянием техногенеза. Для этого использованы синтетические, покомпонентные и мониторинговые карты-модели.
Степень достоверности результатов, послуживших обоснованием геосистемного подхода (информационного и картографического) в изучении приповерхностной геологической среды криолитозоны, подтверждена количественно данными последующего бурения инженерно-геокриологических скважин, температурными наблюдениями и геофизическими исследованиями, которые были выполнены при повторной инженерно-геологической съемке на территории Уренгойского НГКМ, а также проведением расчетов обобщенных геокриологических характеристик на параллельных выборках с получением статистически идентичных результатов. Материалы, обобщенные автором, или обобщенные с использованием разработанных автором методических приемов вошли в научно-технические отчеты по результатам методических и съемочных работ в разных районах страны, а также разделами, таблицами, иллюстрациями в монографии, посвященные методическим и региональным вопросам изучения криолитозоны.
Практическая ценность диссертационной работы состоит в
следующем
о На основе усовершенствования и разработки иерархии природных и техногенных геосистем, а также созданных баз данных геокриологической информации построена методика составления карт-моделей геосистем
15
криолитозоны различного уровня генерализации. В свою очередь карты-модели геосистем служат основой для производных ландшафтных, геокриологических, природоохранных и мониторинговых карт разного масштаба.
о Предложенные приемы учета статистической, пространственной, содержательной и вре*менной представительности данных позволяют корректно обобщать информацию о составе и свойствах горных пород, образующих литогенную основу геосистем, а также оперативно вносить исправления в ранее составленные карты всех масштабов по мере поступления новой информации. Если поступление новых массивов информации разделено достаточным интервалом времени, то это позволяет строить серии мониторинговых карт по быстроменяющимся компонентам.
о Создана система взаимосвязанных ГИС, обеспечивающая взаимный обмен и корректировку графической и тематической информации о природных и техногенных геосистемах при различных уровнях генерализации баз данных. С использованием баз данных составлен ряд цифровых карт глобального, регионального и локального уровней (ГИС-пакеты GeoDraw\GeoGraph и ArcInfo\ArcView).
о Для северной части криолитозоны России (полоса не уже 200 км) составлена карта геосистем, отображающая таксоны ранга от ландшафтных провинций до типов ландшафтов; для Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции составлен атлас карт гидрометеорологического, ландшафтно-геологического и эколого-геокриологического содержания; для Западной Сибири - обзорная геокриологическая карта. Карты соответствуют масштабу 1:2 500 000... 1:4 000 000 в графическом изображении.
о Для районов важных экономических объектов в криолитозоне (нефтегазоконденсатные месторождения Западной Сибири, Норильский регион, рудные месторождения в горных областях) на основании составленных карт-моделей природных и техногенных геосистем построены
16
синтетические и покомпонентные, а также мониторинговые геокриологические и геоэкологические карты, соответствующие графическому масштабу 1:25 000... 1:200 000.
Основные результаты исследований отражены более чем в 80 публикациях, в том числе в статьях журналов «Криосфера Земли», «Инженерная геология», в монографиях и руководствах:
• Геокриологические условия Западно-Сибирской газоносной провинции / Под ред. Е.С.Мельникова. - Новосибирск: Наука, 1983. - 199 с.
• Методы региональных инженерно-геокриологических исследований для равнинных территорий / Под ред. Е.С.Мельникова и Г.И.Дубикова. - М.: Недра, 1986.-207 с.
• Изменчивость инженерно-геологических свойств четвертичных отложений севера Западной Сибири. - М.: Недра, 1987. - 206 с,
• Геокриология СССР: Западная Сибирь / Под ред. Э.Д.Ершова. - М.: Недра, 1989.-456 с.
• Изучение инженерно-геологических и гидрогеологических условий верхних горизонтов пород в нефтегазоносных районах криолитозоны: Методическое руководство / Под ред. Е.С.Мельникова, С.Е.Гречищева, А.ВЛавлова. - М.: Недра, 1992. - 288 с.
• Дроздов Д.С., Коростелев Ю.В., Ананьева (Малкова) Г.В. Эколого-геокриологическое районирование территории Бованенковского месторождения по особенностям природных условий. // Материалы Второй конференции геокриологов России. Т.4: Инженерная геокриология. - М.: Изд-во МГУ, 2001. - с 84-91.
• Вечная мерзлота и освоение нефтегазоносных районов. / Под ред. Е.СМельникова и С.Е.Гречищева. - М.: ГЕОС, 2002. - 402с.
Основные положения диссертации соответствуют содержанию
опубликованных работ.
Апробация работы. Результаты исследований по теме доложены на Всесоюзных Всероссийских и международных совещаниях, семинарах, конференциях:
17
• Ландшафтная индикация и ее использование в народном хозяйстве. -Москва, 1979.
• Повышение эффективности инженерно-геологических изысканий для строительства в нефте-газоносных районах Западной Сибири. - Тюмень 1980.
• Исследование состава, состояния и свойств мерзлых, промерзающих и оттаивающих пород с целью наиболее рационального проектирования и строительства. — Москва, 1981
• Геокриологический прогноз в осваиваемых районах Крайнего Севера. -Москва, 1982.
• Накопление, обработка и анализ инженерно-геологической и гидрогеологической информации с применением ЭВМ. - Киев, 1982.
• Ландшафтная индикация для рационального использования природных ресурсов. - Москва, 1988.
• Геоэкология: Проблемы и решения: Всес.научно-техн. Конференция. -Москва, 1990.
• Ежегодная конференция геокриологов в Пущино, 1995-2003.
• Русское географическое общество. - Москва, 1997, 2003.
• Геоэкологическое картографирование. - Москва, 1998.
• Вторая конференция геокриологов России. - Москва: МГУ, 2001
• 3-е Совещание по динамике арктических берегов. - Осло, 2002 (3-rd Workshop on Arctic Coastal Dynamics. - Oslo, IP A, 2002).
• Экология северных территорий России. Проблемы, прогноз ситуации, пути развития, решения. - Архангельск, 2002
• 8-я Международная конференция по вечной мерзлоте. - Цюрих, 2003 (8th International conference on permafrost. - Zurich: ICOP, 2003).
• 4-е Совещание по динамике арктических берегов. - СПб, 2003 (4-th Workshop on Arctic Coastal Dynamics. - SPb, IPA, 2003).
Структура работы. Диссертация состоит из Введения, 6 глав, заключения, списка литературы (339 наименований), 36 таблиц, 87 рисунков, 2 приложений. Объем печатного текста 312 страниц, объем работы 409 страниц.

Список литературы

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconАктуальность темы. Геоэкологические исследования основаны на применении; знаний?
Земли. Объектом исследований геоэкологии является обнаружение механизмов влияния природных и техногенных факторов на изменения геосферных...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconИнформационно-библиографический отдел Дайджест
Природных и техногенных катаклизмов становится все больше. Что ни год – мир содрогается от очередного буйства природы – то землетрясения,...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconЭкологическое состояние городской среды стало на рубеже веков одной...
Обозначившаяся на данном форуме смена цивилизационной парадигмы развития человечества означает особое внимание к вопросам экологии...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconОбъектом исследования настоящей работы являются составляющие сейсмических...
Актуальность определяется необходимостью создания методов исследования геологической среды и инженерных сооружений, характеризующихся...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconПлан:        Введение А. Предисловие Б. Масштабы Геологического Времени...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconБлагодарности
Работая над этой книгой, я с большой теплотой и благодарностью вспоминаю людей, помогавших мне доказать возможность связи с Окружающими...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconОхрана природной среды и рациональное использование её ресурсов -глобальная...
Интенсивное освоение природных ресурсов и ускоренное развитие промышленности влекут за собой непредвиденные изменения природной среды,...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconМониторинг и охрана геологической среды -8289
Биологическое восстановление сульфата шахтных сточных вод с использованием травы и микроорганизмов желудка

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли icon6 введение
России и играют уникальную роль в системе жизнеобеспечения и безопасности Российской федерации. Реальный газопровод находится под...

Состояние природных и техногенных геосистем в криолитозоне определяется взаимодействием геологической среды с внешними по отношению к ней сферами земли iconКаждый крупный регион, представляющий собой территорию с определенными...
Помимо этого экологическое состояние регионов в конечном счете определяет и глобальное состояние природных компонентов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница