ГЕОЭКОЛОГИЯ, ГИДРОГЕОЛОГИЯ, ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ГИДРОГЕОЛОГИЯ, ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

5.1. Геоэкология, гидрогеология и инженерная геология

Программа Конференции включала следующую тематику:

- Формирование питьевых подземных вод в различных типах гидрогеологических структур и климатических зонах. Типизация гидрогеологических условий и районирование территорий. Трансграничные бассейны подземных вод.

- Региональные условия локализации ресурсов. Типы месторождений, стадийность изучения, методы поисково-разведочных работ, оценки ресурсов и освоения запасов подземных вод. Мировой опыт. Использование подземных вод в особые периоды.

- Химический состав и качество питьевых вод. Нормативы химических элементов и веществ в питьевой воде. Загрязнение питьевых подземных вод и возможные пути борьбы с этим явлением. Методы водоподготовки. Классификации питьевых подземных вод.

- Комплексное изучение и использование подземных и поверхностных вод. Медицинские аспекты качества питьевых подземных вод.

- Картографирование питьевых подземных вод. Принципы, картографируемые объекты и характеристики. Решаемые задачи и достигаемые результаты. Научное и методическое обеспечение гидрогеологического картографирования территории страны.

- Мониторинг состояния ресурсов и качества питьевых подземных вод в природных условиях и под влиянием техногенных воздействий. Управление состоянием подземных вод.

- Законодательные, правовые и экологические аспекты изучения и освоения питьевых подземных вод.

- Современные информационные технологии обработки материалов. Модели бассейнов и месторождений питьевых подземных вод.

Были заслушаны 127 докладов, сопровождаемых презентациями с использованием современных информационных технологий.

Конференция отметила важнейшие работы выполненные гидрогеологами страны в последние годы, такие как создание современной Гидрогеологической карты территории Российской Федерации масштаба 1:2 500 000, оценка ресурсного потенциала питьевых подземных вод и водообеспеченности населения России.

Выполнены поисково-оценочные работы на подземные воды питьевого качества на более чем 2 500 объектах.

Проведена переоценка эксплуатационных запасов питьевых подземных вод наиболее нагруженного региона страны – центральной части Московского артезианского бассейна.

Осуществляется регулярный государственный учет подземных вод.

Выполнено гидрогеологическое районирование территории России.

Создана карта районирования условий эксплуатации питьевых подземных вод страны.

Созданы современные карты химического состава подземных вод Центрального федерального округа и центральной части Московского артезианского бассейна.

Созданы на основе современных информационных технологий ГИС Атласы карт важнейших гидрогеологических структур масштаба 1:1 000 000–1:500 000. Составлены полистные карты масштаба 1:1 000 000 –1:200 000.

Выполнена оценка состояния подземных вод и созданы гидрогеологические карты масштаба 1:500 000 Камчатского п-ова и о-ва Сахалин.

Составлены современные гидрогеологические карты важнейших горнорудных регионов страны – Курской магнитной аномалии и Кузнецкого угленосного бассейна.

Выполнена пионерная работа по составлению карт районирования территории ЦФО масштаба 1:500 000 для оптимизации производства региональных гидрогеологических и геоэкологических работ.

В составе государственного мониторинга состояния недр осуществляется ведение мониторинга подземных вод.

В результате региональная изученность гидрогеологических условий экономически освоенной территории страны возросла до кондиций масштаба 1:500 000 – 1:200 000, что позволило составить карты условий локализации ресурсного потенциала и на этой основе разработать картографические рекомендации перспективности территорий на выявление месторождений питьевых подземных вод.

Конференция отметила также отдельные недостатки в решении поставленных задач и дала рекомендации по их устранению.

Конференция приветствовала установление международных контактов с ведущими специалистами ЮНЕСКО, Международной Ассоциации Гидрогеологов (МАГ), стран СНГ, Болгарии, Китая.

Участники Конференции выразили уверенность в большой целесообразности расширения профессиональных контактов специалистов – гидрогеологов, медицинской геологии и общей экологии по проблемам ресурсов и качества питьевых подземных вод как важнейшего защищенного источника питьевого водообеспечения населения нашей планеты [Решение международной конференции «Питьевые подземные воды. Изучение, использование и информационные технологии».//Разведка и охрана недр. -2011. -№9, с. 14-17.].

Конференция, посвященная 120-летию со дня рождения М.М. Кожова, продолжает серию конференций «Проблемы экологии» (1979-2000) и начинает одноименную серию Международных школ для молодых ученых. Представлен широкий спектр биологических и экологических направлений: водные и наземные системы в условиях климатических изменений, экологическая и популяционная генетика, теория эволюции и биоразнообразие, медико-экологические проблемы, экспериментальная микробиология, вопросы загрязнения среды, биоиндикации и биоремедиации. Представлены материалы лекций известных российских и зарубежных ученых, приглашенных для проведения молодежной школы, тезисы докладов и воспоминания коллег о М.М. Кожове [Проблемы экологии. Редактор(ы) Смирнов А.И. и др. //Чтения памяти профессора М.М. Кожова: Тезисы докладов Международной научной конференции и Международной школы для молодых ученых, Иркутск, 20-25 сент., 2010. ИрГУ. -Иркутск. -2010.].

Выпущен сборник докладов международной научной конференции «Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования», посвященной 100-летию со дня рождения Бориса Ивановича Куделина, крупного ученого, профессора МГУ имени М.В. Ломоносова. В докладах рассматриваются современные методы картирования, изучения региональной изменчивости естественных ресурсов подземных вод, модели взаимосвязи поверхностных и подземных вод, формирования инфильтрационного питания для оценки естественных ресурсов, изменения климата и ресурсы подземных вод, эксплуатационные запасы и ресурсы подземных вод. Обсуждение докладов проходило на пленарном заседании (13 мая 2010 г.) и по двум секциям (14 мая 2010 г.): 1. Подземный сток и ресурсы подземных вод; 2. Гидрогеохимические и гидрогеоэкологические исследования [Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования. Редактор(ы) Бугачева Е.М. //Материалы Международной конференции к 100-летию со дня рождения Бориса Ивановича Куделина, Москва, 13-14 мая, 2010. МАКС Пресс. -М. -2010.].

Издан сборник тезисов докладов конференции «Комплексные проблемы гидрогеологии», посвященной 75-летию кафедры гидрогеологии Санкт-Петербургского государственного университета. В представленных работах рассмотрены практически все направления гидрогеологии, включая современные средства и методы лабораторных и полевых исследований, а также компьютерных технологий. По тематике докладов хорошо видно, насколько комплексными являются гидрогеологические исследования, что нередко требует кооперации специалистов самого разного профиля [Комплексные проблемы гидрогеологии. Редактор(ы) Коносавский П.К., Филин Р.А. //Тезисы докладов научной конференции, Санкт-Петербург, 27-28 окт., 2011. СПбГУ. -СПб. -2011.].

В статье А.Н. Тетиора приведены современные данные о приближении потребления человечеством ресурсов Земли к пределу ее биологической производительности. Для этого использовано новое понятие «экологический след» (автор - М. Ваккернагель). Экологический след - это территория земли и водных экосистем, производящая ресурсы, которые потребляет один человек (или город, страна, человечество), и ассимилирующая отходы, которые он производит. Анализ экологического следа показывает недопустимо быстрый рост его границ, уже превышающих площадь планеты. Относительно богатые жители, города и развитые страны налагают большую нагрузку на землю, чем жители бедных стран. В отдельных регионах Земли экологический след существенно превышен, необходима немедленная экологизация территорий и городов [Тетиор А.Н. Мелиорация и рекультивация, экология. //Природообустройство. - 2010. - № 2.].

В последние годы возрос интерес к будущему гидрогеологии, развитие которой трактуется неоднозначно. С.Л. Шварцевым рассмотрены причины недостаточной популярности этой науки и показано, что гидрогеология должна резко расширить свои границы: лишь в этом случае она займет лидирующее положение не только среди геологических наук. Гидрогеология может и должна закрыть образовавшуюся нишу в изучении взаимодействия воды с горными породами и органическим веществом. Подземная вода, находясь постоянно в горных породах и с ними взаимодействуя, обеспечивает непрерывное усложнение состава раствора и создает условия для последовательных эволюционных преобразований вещества горных пород, формирования новых вторичных продуктов - косных, биокосных и живых. Гидрогеология, как наука о воде, безусловно, будет трансформироваться в науку об эволюции всего окружающего мира. Исследование гидрогеологией взаимодействия с горными породами, газами, органическим веществом резко расширит ее границы и выведет в ближайшие 20-30 лет в число лидирующих среди всех геологических наук [Шварцев С.Л. Новые горизонты гидрогеологии. /Разведка и охрана недр. -2010. -№ 11.].

В.Ф. Фоминой рассмотрены важнейшие направления развития водного хозяйства в свете задач Водной стратегии РФ по водоресурсному обеспечению социально-экономического развития регионов страны на период до 2020 года. Представлена характеристика водопользования российских регионов по водоемкости произведенной продукции и удельным показателям водоотведения. Дана оценка эффективности использования водных ресурсов, обозначены проблемы достижения целевых показателей в регионах в соответствии с Водной стратегией [Фомина В.Ф. Водоресурсная составляющая социально-экономического развития российских регионов. //Использ. и охрана природ. ресурсов в России. Бюл. -2010. -№ 4.].

Десятилетие 2005-2015 гг. объявлено ООН Десятилетием действий «Вода для жизни». В ХХI в. водные ресурсы становятся важным фактором в мировой политике, т. к. у них имеется как конфликтный потенциал, так и потенциал сотрудничества. Более того, данная тематика важна для России ввиду ее колоссальных запасов водных ресурсов. Реализация этого потенциала сможет также сказаться на международно-политических позициях нашей страны [Куденеева Ю.С. Роль водных ресурсов в современном мирополитическом взаимодействии. //4 Международная научная конференция молодых ученых и талантливых студентов «Водные ресурсы, экология и гидрологическая безопасность», Москва, 6-8 дек., 2010. Сборник трудов ИВП РАН. -М. -2010.].

Статистический сборник «Водные ресурсы и водное хозяйство России в 2009 году» является четвертым аналогичным изданием, подготовленным НИА-Природа по заказу Федерального агентства водных ресурсов. Указанные публикации были выпущены в 2006-2009 гг. В настоящем сборнике актуализированы данные об использовании и охране водных ресурсов, обновлены и уточнены некоторые показатели водохозяйственной деятельности в целом по России, субъектам Федерации, по бассейнам рек и морей, видам экономической деятельности и т. д. Кроме того включен ряд индикаторов, отражающих затратные характеристики и финансирование деятельности Федерального агентства водных ресурсов, других министерств и ведомств, а также ряд иных показателей. Подробно представлены международные статистические сравнения в области использования и охраны водных ресурсов, включая макроэкономические оценки водоемкости. Включены соответствующие характеристики внутреннего и морского транспорта, жилищно-коммунального хозяйства, санитарного состояния водных объектов и систем водоснабжения. Данные представлены в динамике, а также за отдельные годы и периоды[Водные ресурсы и водное хозяйство России в 2009 году. Редактор(ы) Рыбальский Н.Г., Думнов А.Д. //Статистический сборник. НИА-Природа. -М. . -2010.].

Издан учебник «Общая гидрогеология» одного из крупнейших гидрогеологов России и СНГ профессора Санкт-Петербургского горного института В. А. Кирюхина. «С точки зрения автора, одной из основных задач учебника является создание у студентов гидрогеологического мировоззрения на основе современных достижений наук о Земле». Несмотря на необычность и сложность поставленной задачи, В. А. Кирюхину ее удалось решить. Учебник, несомненно, соответствует уровню современных знаний о подземных водах и задачам формирования гидрогеологического мировоззрения у студентов Высшей школы - будущих специалистов по изучению и рациональному использованию воды как важнейшего полезного ископаемого современности, будущих гидрогеологов [Кудельский А.В. О воде как важнейшем полезном ископаемом современности. //Геоэкол. Инж. геол. Гидрогеол. Геокриол. -2011. -№ 1.].

На базе «Стратегии развития геологической отрасли до 2030 г.», утвержденной Правительством РФ в 2010 г., в системном порядке Н.В. Седовым рассматриваются вопросы реализации этой Стратегии в области гидрогеологических и инженерно-геологических работ. Основываясь на особенностях этих работ, рассматриваются вопросы их содержания, исторического развития, современного состояния. Приводятся цели и задачи, приоритетные направления развития и другие аспекты реализации Стратегии в заявленной области [Седов Н.В. К вопросу реализации «Стратегии развития геологической отрасли до 2030 г.» в гидрогеологии и инженерной геологии. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 9.].
Региональная гидрогеология. М.С. Голицыным освещены проблемы региональных гидрогеологических и гидрогеохимических исследований, проанализирован опыт развития современного их состояния и определены задачи дальнейшего развития данных исследований.

По данному вопросу в отрасли накоплен и частично обобщен огромный массив фактов и знаний о природных водах Земли, их взаимодействии, формировании их химического состава под влиянием природных и техногенных факторов.

Научной основой поисков, разведки, использования и охраны подземных вод являются закономерности их распространения, формирования и геологической деятельности в связи с природными физико-географическими и геолого-гидрогеологическими условиями и возрастающими во времени техногенными факторами.

Подземные воды в зависимости от своего состава, эксплуатационных ресурсов, природного и техногенного режима практически используются в качестве постоянного источника:

- питьевого водоснабжения населения;

- развития животных и растений;

- водоснабжения промышленных предприятий;

- минеральных лечебных вод различного назначения и свойств;

- получения тепловой и электрической энергии;

- промышленных гидроминеральных ресурсов для получения йода, брома, поваренной соли;

- поисковых критериев для обнаружения месторождений нефти и газа, рудных и нерудных полезных ископаемых;

- информации для прогноза землетрясений, развития карста, оползней и других опасных геологических процессов, связанных с движением и изменяющимся составом подземных вод;

- оценки техногенного воздействия человека на окружающую среду, включая развитие городов и транспортных коммуникаций, разработку месторождений полезных ископаемых и др.

Развитие гидрогеологических исследований происходит неравномерно во времени под влиянием роста производственных потребностей в использовании подземных вод, развития науки и компьютерных технологий, ужесточения требований к качеству питьевых вод, экономического состояния государства и других причин. Сущность научного развития гидрогеологии – накопление, теоретическое осмысление и практическая реализация знаний о закономерностях распространения, формирования ресурсов, состава и свойств, о геологической деятельности и использовании подземных вод.

На современном этапе перехода к капитализму происходят различные положительные и отрицательные процессы преобразования гидрогеологической отрасли и науки.

Среди положительных тенденций развития гидрогеологии автор выделяет следующие:

- учет реальных хозяйственных интересов, состояния и практических возможностей отдельных регионов страны;

- огромная компьютеризация знаний и ее влияние на все научные и производственные процессы;

- попытки осмыслить развитие науки и производства, анализ ошибок и достижений за последние десятилетия в сравнении с передовыми странами.

Отрицательные явления имеют следующую направленность:

- резкое уменьшение государственных ассигнований на развитие отрасли при росте корпоративных и частных средств на разведку и эксплуатацию минеральных подземных вод, наиболее быстро дающих экономическую прибыль;

- потеря знаний и опыта выполнения полевых работ, дающих новые материалы;

- разрушение государственных и корпоративных организаций, уход из отрасли специалистов, уменьшение доступных публикаций и др.

Проблемы разумного изучения и оценки региональных гидрогеологических и гидрогеохимических закономерностей в крупнейшей стране мира всегда будут иметь первостепенное значение. В условиях эксплуатации и техногенного загрязнения подземных вод эти проблемы многократно возрастают по своей значимости [Голицын М.С. Проблемы региональных гидрогеологических и гидрогеохимических исследований. //Разведка и охрана недр. -2010. -№ 2, с. 32-34.].

В региональной гидрогеологии широко используются обобщающие характеристики для оценки закономерностей формирования и распространения подземных вод. Приемы и методы изучения подземной составляющей речного стока, разработанные Б.И. Куделиным, позволяли оценивать ресурсы подземных вод, рассчитывать модуль подземного стока, составлять гидродинамические карты различного содержания. В.А. Кирюхин и В.М. Швец рассмотрели возможности морфометрического метода для картирования подземного стока, некоторые проблемы формирования стока горно-складчатых областей, роль погребенных долин в качестве «гидрогеологических окон» и источника водоснабжения. Авторами дана оценка химического стока для характеристики химической денудации гидрогеологических структур [Кирюхин В.А., Швец В.М. Подземный сток - ключевая проблема региональной гидрогеологии. //Изв. вузов. Геол. и разведка. -2010. -№ 5.].

Пресные подземные воды служат важнейшим источником водоснабжения, поэтому охрана их от истощения и загрязнения является актуальной проблемой. Дается оценка состояния подземных вод Ростовской области по результатам ведения их мониторинга. Система государственного мониторинга подземных вод позволяет осуществлять слежение за процессами, возникающими в подземных водах под влиянием как природных, так и антропогенных воздействий [Мошкин В.М. Оценка состояния подземных вод Ростовской области по результатам ведения их мониторинга. //Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования. Материалы 9 Международной научно-практической конференции, Новочеркасск, 20 дек., 2010. ЮРГТУ (НПИ). -Новочеркасск. -2011.].

Установлена связь между временем водообмена водоносных горизонтов по тритию и условиями формирования подземных вод по дейтерию и О-18. На основании этого выделены территории, отличающиеся условиями образования подземных вод и степенью их защищенности от техногенного загрязнения. Подземные воды неогеновых отложений формировались в несколько стадий: вытеснение седиментационных подземных вод метеогенными водами последующих инфильтрационных циклов и смешение этих вод, активное накопление талых вод ледников Кавказа в позднем плейстоцене, их последующее разбавление и вытеснение метеогенными водами. Площади распространения подземных вод, накопившихся в позднем плейстоцене, установлены в четвертичных, апшеронских, акчагыльских, мэотис-понтических, сарматских, тархан-конкских водоносных комплексах и горизонтах [Соколовский Л.Г., Поляков В.А., Тимохин В.Г., Алибекова С.В. Оценка условий формирования и защищенности от техногенного загрязнения подземных вод Восточно-Предкавказского артезианского бассейна. //Разведка и охрана недр. -2010. -№ 7.].

Работа, выполненная в рамках создания современной гидрогеологической карты Ленинградского артезианского бассейна, с применением ГИС-технологий, позволила не только показать основные гидрогеологические закономерности, присущие данному бассейну, отразить современное состояние качества подземных вод зоны свободного водообмена, но и обосновать постановку новых перспективных объектов. Такими объектами могут быть поисково-оценочные работы для водоснабжения населенных пунктов и листы гидрогеологического доизучения территории масштаба 1:200 000 [Конюхова Т.А., Шебеста Е.А., Андреева Н.Г., Шебеста А.А. Современные представления о гидрогеологических особенностях территории Ленинградского артезианского бассейна. //Сборник статей сотрудников ФГУП «Петербургская комплексная геологическая экспедиция», посвященный 60-летию организации. Петербург. комплекс. геол. экспедиция. -СПб. -2010.].

В зоне недостаточного увлажнения и в горных районах Западной Сибири отмечаются различные тенденции, в том числе уменьшение уровней подземных вод и подземной составляющей речного стока, особенно в степях южной части бассейна р. Обь

В целом указанные изменения в подземной составляющей стока и изменения уровней подземных вод пока не привели к существенному изменению нормы суммарного стока на территории бассейна р. Оби [Савичев О.Г., Льготин В.А., Камнева О.А. Многолетние изменения гидрогеодинамического режима подземных вод Обского бассейна. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 11, с. 32-35.].

Основные гидрогеологические проблемы Уральской гидрогеологической складчатой области связаны с природными феноменами, природно-техногенными факторами и проблемами методического характера. Сложность создания представительных математических моделей фильтрации и массопереноса в трещиноватых средах вызвана сложностью их параметрического обеспечения. Использование математических моделей в трещиноватых средах осложняется тем, что с большой вероятностью здесь нарушается сплошность потока подземных вод. Отрицание факта превышения модуля подземного стока над общим в пределах Восточно-Уральской карстовой провинции приводит к тому, что при ресурсах подземных вод выше заявленной потребности предпочтение отдается поверхностным источникам. Подтягивание вод глубинной циркуляции при дренаже месторождений в серпентинитовых массивах приводит к формированию некондиционных подземных вод, что должно учитываться при проектировании и эксплуатации водозаборов и дренажей в зеленокаменной полосе Урала. Совмещение водозаборов и дренажей нецелесообразно, поскольку вызывает неконтролируемое загрязнение отбираемой воды. Некондиционные подземные воды на участках ликвидированных рудников являются источником скрытого (латентного) загрязнения поверхностной гидросферы. Создание полигонов мониторинга гидросферы позволит обеспечить эффективное и экологически безопасное использование подземных и поверхностных вод, определить меру ответственности каждого недропользователя за латентное загрязнение подземных и поверхностных вод [Фельдман А.Л., Рыбникова Л.С., Рыбников П.А. Гидрогеологические проблемы Урала. //1 Всероссийская конференция молодых ученых, посвященная памяти Валерия Александровича Мироненко, Санкт-Петербург, 1-2 марта, 2010. СПбГУ. -СПб. -2010.].