М.М. Мирзалиевым приводится краткий обзор состояния исследований по поиску геохимических предвестников с целью прогноза землетрясений. Рассматривается методика проведения режимных геохимических наблюдений хроматографическим методом и требования к режимным наблюдениям на стационарных геохимических станциях [Мирзалиев М.М. Геохимические исследования по поиску предвестников землетрясений в Дагестане. //Мониторинг: наука и технол. -2011. -№ 2.].
П.И. Пигулевским, В.К Свистуном и И.С Чуприной установлено, что учет современного геодинамического фактора, полученного на базе гидрогеодеформационных наблюдений, должен быть включен как обязательный определяемый параметр, как на стадии изысканий, так и на стадии проектирования и эксплуатации инженерных сооружений. Это означает, что с целью оценки геодинамического влияния и разработки предложений для прогноза возможных социально-экономических и экологических потерь, промышленной безопасности любых крупных гидротехнических объектов, расположенных в зоне опасных разломов, такие данные необходимо объединить в геоинформационный массив (ГИС-базу) для Украины и прилегающих территорий России как зон эколого-геологического риска [Пигулевский П.И., Свистун В.К., Чуприна И.С. Некоторые результаты автоматизированного мониторинга режима подземных вод и формирование гидрогеодеформационной базы данных. //Структура, свойства, динамика и минерагения литосферы Восточно-Европейской платформы. Л-Я Материалы XVI Международной конференции, Воронеж, 20-24 сент., 2010. Науч. кн. -Воронеж. -2010.].
Т.И Лазаревичем и А.Н. Поляковым показана актуальность и опыт организации системы горного сейсмологического мониторинга на территориях угледобычи Кузбасса. Показана необходимость дальнейшего расширения исследований на основе мониторинговых наблюдений как для квалификационной оценки провоцирующей роли сейсмических событий в проявлении аварий на горных предприятиях, так и для решения проблем адаптации технологий добычи к условиям активной геодинамики недр [Лазаревич Т.И., Поляков А.Н. Горный мониторинг сейсмической и геодинамической безопасности Кузбасса. //Маркшейд. вестн. -2010. -№ 1.].
Объектный мониторинг состояния недр. В.А. Дубровиным, С.А. Медведевым и Ст.А. Медведевым рассмотрены особенности функционирования объектного мониторинга состояния недр при различных видах недропользования. Недропользование неразрывно связано с развитием горного производства, добычей и переработкой минерально-сырьевых ресурсов и, как следствие, с активизацией антропогенных процессов и провоцированием ряда природных опасных геологических процессов (ОГП). Возникает необходимость изучения главных закономерностей их проявления с целью более эффективного недропользования, снижения уровня потерь и затрат на ликвидацию последствий.
В связи с этим требуется координация всех наблюдений и прогнозирования ОГП путем введения единого локального (или объектного) мониторинга состояния недр, что позволит повысить эффективность оценки состояния геологической среды при ведении государственного мониторинга состояния недр (ГМСН) и тем самым снизить уровень потерь минерально-сырьевых ресурсов и повысить экологическую безопасность природной среды.
Необходимость постоянной актуализации рекомендаций объектного мониторинга связана с тем, что изменение природно-климатических условий, активизация сейсмичности (в том числе «наведенной», вызванной подработкой геологического пространства), растущая техногенная нагрузка на геологическую среду требуют принятия новых, более жестких комплексных нормативных требований и регламентов к их оценке. Масштабы изменений состояния недр, вызванные разработкой месторождений полезных ископаемых, зачастую сопоставимы с величинами природных катастроф.
Ведение объектного мониторинга состояния недр является функцией предприятия, осуществляющего пользование недрами в рамках лицензионного соглашения, и финансируется им за счет собственных средств.
Основными задачами объектного мониторинга являются получение, обработка и анализ данных о состоянии недр, оценка состояния недр и прогнозирование его изменений, своевременное выявление и прогнозирование развития природных и техногенных процес-сов, влияющих на состояние недр, учет состояния недр по объектам недропользования, запасов подземных вод и их движения, а также разработка, обеспечение реализации и анализ эффективности мероприятий по обеспечению экологически безопасного недропользования и охраны недр, по предотвращению или снижению негативного воздействия опасных геологических процессов. Кроме того, сюда входит регулярное информирование органов государственной власти, организаций, недропользователей и других субъектов хозяйственной деятельности об изменениях состояния недр в установленном порядке.
Ведение объектного мониторинга осуществляется либо собственными службами недропользователя, либо с привлечением на контрактной основе геологических предприятий, специализирующихся на решении задач мониторинга.
Разрабатываемое месторождение полезного ископаемого и другие связанные с его разработкой объекты хозяйственной деятельности представляют собой сложную природно-техногенную систему, содержащую ряд источников антропогенного воздействия на окружающую (в том числе геологическую) среду.
Достижение целей объектного мониторинга реализуется путем создания единых баз данных, экспертной оценки геологической продукции и технических проектов на разработку месторождений, а также путем разработки и актуализации нормативно-правовых, методических и иных документов по вопросам ведения регионального и локального (объектного) мониторинга состояния недр, в том числе для месторождений минерального сырья и объектов недропользования, не связанных с добычей полезных ископаемых.
Конечной целью природоохранных мероприятий является прогноз изменения геологической среды и развития ОГП, принятие превентивных мер по снижению уровня риска.
На сегодня субъектный мониторинг состояния недр условно включает четыре основных подсистемы мониторинга: месторождений УВ, подземных вод (подземных водных объектов), месторождений твердых полезных ископаемых и мониторинга участков недр, используемых для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых.
В связи с тем, что законодательство о недрах находится в состоянии непрерывного усовершенствования, возникает необходимость постоянной актуализации методического сопровождения работ по мониторингу состояния недр при различных видах недропользования. В 2010 г. ВСЕГИНГЕО были подготовлены актуализированные методические рекомендации по ведению мониторинга состояния недр на объектах нефтепродуктового загрязнения, добычи твердых полезных ископаемых, объектах централизованного водоснабжения и объектах недропользования, не связанных с добычей полезных ископаемых. В настоящее время ведется разработка типовых макетов программ ведения объектного мониторинга геологической среды [Дубровин В.А., Медведев С.А., Медведев Ст.А., Потемка Э.П. Организация и функционирование объектного мониторинга состояния недр при осуществлении основных видов недропользования. //Разведка и охрана недр. -2011. - № 9, с. 58-61.].
Вследствие интенсивного освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений техногенез приобрел решающее значение и затронул все компоненты окружающей среды. При этом наибольшее негативное воздействие испытывает подземная гидросфера. Под влиянием процессов техногенеза, протекающих в недрах, происходит интенсивное загрязнение подземных вод, трансформация гидрогеологических условий и формирование техногенных гидрогеологических систем [Бешенцев В.А. Некоторые аспекты экологической гидрогеологии. Загрязнение подземных вод Ямало-Ненецкого автономного округа. //Гор. ведомости. -2011. -№ 1.].
Обосновывается необходимость создания системы захоронения жидких производственных отходов еще до начала широкомасштабного освоения углеводородного сырья Восточной Сибири. Показано, в частности, что в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы, где сосредоточены крупные месторождения нефти и газа, в подсолевых отложениях развита крупная депрессионная водонапорная система, территория которой по возможностям поглощения жидких производственных отходов и надежности их захоронения не имеет мировых аналогов. Реализация обоснованных в статье предложений может обеспечить экологическую чистоту нефтегазовых промыслов, других производственных объектов, в том числе химической и атомной промышленности. [Абукова Л.А., Яковлев Ю.И., Абрамова О.П. Гидрогеологические приоритеты экологически безопасного освоения нефтегазового потенциала Восточной Сибири. //Бюл. Моск. о-ва испыт. природы. Отд. геол. -2011. 86. -№ 3.].
Проблема утилизации сточных вод нефтегазодобывающих предприятий является весьма актуальной, так как стоки, образующиеся в результате этой деятельности, обладают высокой токсичностью и повышенной минерализацией, что делает невозможным их очистку для последующего использования в оборотном водоснабжении, либо сброса на рельеф или в открытые водоемы. Поэтому в настоящее время применяются различные технологии обращения с промысловыми сточными водами (промстоками), сочетающие в себе достаточную защиту окружающей среды и человека с приемлемыми экономическими показателями. Одна из таких технологий представляет собой захоронение промстоков в глубокие поглощающие горизонты. Законодательную базу захоронения промстоков и жидких радиоактивных отходов в Российской Федерации составляют федеральные законы «О недрах», «Об отходах производства и потребления», «Об охране окружающей среды» и другие. Имеются методические рекомендации МПР и ведомственные нормативные документы, например, СТО «Газпром», направленные на обеспечение эффективности и безопасности захоронения отходов и промстоков. Главным условием профилактики чрезвычайных ситуаций, надежной эксплуатации нагнетательных скважин полигонов захоронения является инженерно-экологический мониторинг [Жигунова Н.А. К вопросу об отечественном и зарубежном опыте захоронения сточных вод в глубокозалегающие водоносные горизонты. //Нар. х-во Респ. Коми. -2011. 20. -№ 2.].
Проведена сравнительная характеристика биопрепаратов, предлагаемых отечественными организациями и фирмами для очистки почв и грунтов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами. Источником информации послужили, в основном, рекламные проспекты. Сравнение биопрепаратов проводилось по параметрам, характеризующим как сам препарат, так и эффективность его при очистке нефтезагрязненных объектов. Значения выбранных для сравнения параметров изменяются в широком диапазоне, по ряду из них информация отсутствует. Отмечено отсутствие унифицированного перечня параметров-характеристик, по которым можно было бы сравнить разработанные биопрепараты и оценить их конкурентоспособность. Представлена информация о биопрепаратах серии НАФТОКС, разработанных во ВНИГРИ и ВНИИСХМ [Рогозина Е.А., Андреева О.А., Жаркова С.И. и др. Сравнительная характеристика отечественных биопрепаратов, предлагаемых для очистки почв и грунтов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами. //Нефтегаз. геол. Теория и практ. -2010. 5. -№ 3.].
Рассматриваются перспективы использования для водоснабжения дренажных вод подземных дренажных комплексов (ПДК) горнодобывающих предприятий Старооскольского железорудного района. Отмечается, что качество дренажных вод внешних контуров ПДК Лебединского и Стойленского карьеров пригодно для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Показан расчет зон санитарной охраны водозабора на базе ПДК Стойленского железорудного месторождения. Установлен экономический эффект от использования дренажных вод ПДК для хозяйственно-питьевого водоснабжения [Гензель Г.Н., Еланцева Л.А., Кравчук Т.Н. Анализ изменения качества подземных вод Старооскольского железорудного района в процессе эксплуатации горнодобывающих предприятий и перспективы их использования для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения. //Науч. ведомости БелГУ. Сер. Естеств. н. -2010. -№ 12.].
Проведена работа по полевому и лабораторному изучению современного гидрохимического состояния воды и донных отложений рек зоны воздействия угледобывающего промышленного комплекса Южной Якутии. На основе анализа результатов исследований дана оценка качества данных водотоков. Установлено загрязнение нормируемого содержания некоторых компонентов воды естественного и техногенного характера [Николаева Н.А., Ксенофонтова Н.И., Ноговицин Д.Д., Пинигин Д.Д, Оценка гидрохимического состояния водных ресурсов угледобывающего комплекса Южной Якутии. //Успехи соврем. естествозн. -2011. -№ 5.].
Дана структура мониторинга природно-технических систем. Утверждается, что мониторинг месторождений полезных ископаемых должен быть комплексным, то есть учитывать изменения всех компонентов окружающей среды в единой взаимоувязанной системе наблюдений, накопления информации, ее обработки и выдаче управляющих рекомендаций [Пендин В.В., Дубина Т.П. К вопросу создания систем мониторинга при разработке месторождений полезных ископаемых. //10 Международная конференция "Новые идеи в науках о Земле", Москва, 12-15 апр., 2011. Доклады. РГГРУ. -М. -2011].
Поднимается актуальная проблема загрязнения окружающей среды в районе крупнейшего железорудного бассейна - Курской магнитной аномалии (КМА). Приводятся основные причины и возможные последствия сложившейся ситуации, а также предлагаются грамотные, научно обоснованные пути решения задачи обеспечения безопасности жизнедеятельности в этом промышленном районе [Котенко Е.А., Морозов В.Н., Кушнеренко В.К., Анисимов В.Н. Геоэкологические проблемы КМА и пути их решения. //Охрана труда и техн. безопас. на пром. предприятиях. -2010. -№ 8.].
Специальные методы исследований в геоэкологии, гидрогеологии и инженерной геологии. Выполнены комплексные геофизические исследования, позволяющие изучить изменчивость геологического разреза и гидрогеологических условий. Геоэлектрические параметры водоносного горизонта отражают изменение минерализации подземных вод и позволяют выделить интервалы водоупорных толщ. Обоснование геомиграционной модели Ахтубинского месторождения подземных вод выполнено на основе изменения удельного электрического сопротивления и гамма-излучения, заверенных опробованием качества подземных вод лабораторным способом. [Зубанова Т.Н., Козак С.З., Ясеник С.В. Использование результатов геофизических исследований при обосновании геомиграционной модели Ахтубинского месторождения подземных вод. //Разведка и охрана недр. -2010. -№ 10.].
Увеличение добычи газа, рост потребительского спроса и развитие трубопроводного транспорта обусловливают создание подземных хранилищ газа (ПХГ) емкостью в десятки млн. м3, в том числе хранилищ в водоносных пластах. Нахождение ПХГ вблизи промышленных центров и крупных городов требует большого внимания к обеспечению экологической безопасности населения, проживающего вблизи и на территории хранилищ. На примере Калужского ПХГ показана эффективность использования скважинных геофизических методов в системе экологического мониторинга [Богословский В.А., Самохин А.В., Жигалин А.Д. Экологический мониторинг подземных хранилищ газа геофизическими методами. //Геоэкол. Инж. геол. Гидрогеол. Геокриол. -2011. -№ 5.].
На основании полученных температурных аномалий большого количества скважин была построена карта распространения зон активного движения вод, которая используется для планирования бурения с целью предотвращения техногенного воздействия, приводящего к карстовым провалам. Несмотря на старение фонда скважин и увеличение количества скважин с негерметичными эксплуатационными колоннами имеется устойчивая тенденция улучшения качества родниковых вод за счет проводимых мероприятий по снижению техногенной нагрузки на область питания родников, составленных на основе внутренних методов исследования скважин [Гумаров Н.Ф., Сопин В.Ф. Геофизические методы исследования с целью оперативной оценки техногенной нагрузки скважин на область питания родников. //Увеличение нефтеотдачи - приоритетное направление воспроизводства запасов углеводородного сырья. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика А.А. Трофимука, Казань, 7-8 сент., 2011. Фэн. -Казань. -2011.].
Показаны основные вехи развития в ОАО НПП "ВНИИГИС" и ООО НПП «ИНГЕО» рудного и гидрогеологического направлений. Приведены области применения разрабатываемой геофизической аппаратуры, охарактеризовано современное состояние аппаратурно-методической базы, определены перспективы работ в данной области [Перелыгин В.Т., Машкин А.И., Машкин М.К., Огнев А.Н. и др. Современное аппаратурное обеспечение и геофизические технологии исследования рудных и гидрогеологических скважин. //Каротажник. -2011. -№ 5.].
Ю.Д. Зыков, А.В. Кошурников, Н.В. Парамонов и др. рассматривают роль и место геофизических методов при изучении криолитозоны. Настоящий момент характеризуется уделением особого внимания в первую очередь тем из геофизических методов, которые обеспечивают быстрый темп выполнения инженерных изысканий. При этом неизбежны значительные потери в качестве получаемой информации, в ее полноте и детальности. Излагаются пути преодоления этого положения. Они состоят в привлечении ряда новых технологий уже известных методов, а также новых методов, еще недостаточно известных широкому кругу изыскателей. Безусловное внимание должно уделяться комплексированию [Зыков Ю.Д., Кошурников А.В., Парамонов Н.В. и др. Роль и место геофизических методов при изучении криолитозоны. //Материалы 4 Конференции геокриологов России, Москва, 7-9 июня, 2011. Унив. кн. -М. -2011.].
Результаты проведенных работ свидетельствуют об эффективности использования комплекса методов разведочной геофизики (высокоточная гравиразведка, электроразведка методами сопротивлений и естественного поля) при оценке гидроэкологической обстановки районов нефтепромысловых сооружений. Решаются такие важные задачи, как выбор первоочередных объектов для постановки специализированных эколого-гидрогеологических исследований, подготовка эколого-геофизической основы для последующего мониторинга геологической среды [Боровский М.Я., Ефимов А.А., Мингазов М.Н., Фахрутдинов Е.Г. Разведочная геофизика на этапах изучения гидрогеоэкологической ситуации районов нефтепромысловых сооружений. //Нефт. х-во. -2011. -№ 9.].
Возможности использования сейсмических методов при инженерно-геокриологических исследованиях определяются особенностями структуры волнового поля в условиях сейсмогеокриологического разреза. На основании многолетних исследований структуры волнового поля в толще многолетнемерзлых пород рассматриваются возможности использования сейсмических волн различных типов и классов с целью достоверного и эффективного решения широкого круга геокриологических задач [Скворцов А.Г., Царев А.М., Садуртдинов М.Р. Особенности использования сейсмических методов при инженерно-геокриологических исследованиях. //Материалы 4 Конференции геокриологов России, Москва, 7-9 июня, 2011. Унив. кн. -М. -2011.].
Приводятся примеры использования электротомографии для решения инженерно-геологических задач (при строительстве тоннеля, исследовании речной долины, определении мощности оползня). Опыт применения электротомографии показывает, что далеко не всегда можно добиться соответствия между геофизическими и априорными данными. В электротомографии остаются принципиальные ограничения метода сопротивлений: падение разрешения с глубиной и неоднозначность определения глубин. Однако сегодня электротомография является одним из наиболее эффективных геофизических инструментов при инженерно-геофизических исследованиях сложно построенных геологических сред [Бобачев А.А., Ерохин С.А., Власов В.В. Использование электротомографии в инженерной геофизике. //Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации. Материалы 5 Общероссийской конференции изыскательских организаций, Москва, 17-18 дек., 2009. ПНИИИС. -М. -2010.].
Современный метод разведочной геофизики - электротомография - становится основной, лидирующей технологией при решении сложных двумерных и трехмерных задач инженерной геологии, гидрогеологии, геоэкологии, археологии, а также для поиска и разведки рудных месторождений. Основная технологическая особенность электротомографии заключается в применении для производства вертикальных электрических зондирований автоматически коммутируемых, многоэлектродных кос и многоканальной измерительной аппаратуры для ускорения процесса сбора данных [Модин И.Н., Комаров О.И., Семейкин Н.П., Марченко М.Н. Электротомография - инновационный геофизический метод для эффективного решения инженерно-геологических задач. //Трубопровод. трансп. (теория и практ.). -2010. -№ 1.].
Представлены результаты изучения карста при инженерно-геофизических изысканиях в Московском регионе методом отраженных волн по системе многократных перекрытий (методом общей глубинной точки - МОГТ). Показана эффективность комплексного использования геофизических наблюдений на продольных и поперечных волнах [Гранит Б.А., Гинодман А.Г. Об эффективности комплексного использования геофизических наблюдений на продольных и поперечных волнах при инженерно-геофизических исследованиях в Московском регионе. //Инж. изыскания. -2010. -№ 12.].
Рассматривается возможность применения метода радиомагнитотеллурических зондирований (РМТ) при решении инженерно-геологических задач. Метод РМТ позволяет быстро и надежно определить удельное сопротивление грунтов на глубины от первых метров до 100-150 метров с высоким разрешением как с использованием заземленных, так и бесконтактных приемных линий [Шлыков А.А. Возможности применения метода радиомагнитотеллурических зондирований при решении инженерно-геологических задач. //Инженерные изыскания в строительстве. Материалы 6 Научно-практической конференции молодых специалистов, Москва, 2010. ПНИИИС. -М. -2010.].
Рассматриваются основные принципы радиолокационной оценки атмосферных осадков, выпавших на водосборы паводкоопасных и селеопасных рек. На их основе с учетом характеристик водосборов и особенностей динамики развития грозоградовых процессов предлагаются новые способы краткосрочного прогнозирования таких явлений. Для этой цели предлагаются новые полуэмпирические формулы для оценки максимального расхода ожидаемого паводка, а также для прогнозирования вероятности возникновения селевых потоков [Сафаров С.Г. К вопросу прогнозирования паводков и селевых потоков на южном склоне Большого Кавказа. //Proc. Azerb. Nat. Acad. Sci. Ser. Scie. Earth. -2011. -№ 1.].
Исследования комплексом геофизических, инженерно-геокриологических методов совместно с использованием тепловой съемки с вертолетного носителя имели своей целью разработку методики определения пространственных характеристик мерзлотного состояния грунтов на основе ИК-съемки ее поверхности, являющихся основанием сооружений. Площадка исследований располагалась в пределах Заполярного газоконденсатного месторождения Западной Сибири. Выявлено, что метод интерполяции между точками геофизических измерений (ВЭЗ) не позволяет уточнить контур разнотемпературных грунтов из-за их сложной геометрии, а также границы между талыми и мерзлыми грунтами. Дополнительная информация по тепловому полю позволяет осуществить такую коррекцию, что дает возможность построения более точных границ между инженерно-геологическими скважинами. Установлено, что яркостная характеристика интегральных температур на поверхности природных объектов понижается с увеличением влажности при прочих равных условиях [Никонов А.И., Петижева С.М. Экспериментальные исследования по применению тепловой съемки для определения инженерно-геокриологических параметров. //10 Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 12-15 апр., 2011. Доклады. Экстра-Принт. РГГРУ. -М. -2011.].
В последние пять десятилетий среди природных радиоактивных изотопов, используемых в гидрогеологии для решения различных задач, наибольший интерес представляет тритий, поскольку он входит в состав молекулы воды и тем самым является идеальным индикатором зоны активного водообмена при изучении подземных вод.
В.А.Поляков и Н.В.Пятницкий (ВСЕГИНГЕО) описывают методику низкофоновых измерений трития окружающей среды в подземных водах (с предварительным электролитическим обогащением в 20 раз). Авторами приведены примеры интерпретации тритиевых данных при изучении генезиса растворенных компонентов и оценке защищенности минеральных вод района Кавказских минеральных вод (КМВ) от техногенного загрязнения в процессе эксплуатации месторождений. С целью оценки условий формирования минеральных вод различных месторождений на территории КМВ и их естественной защищенности авторами были проанализированы результаты измерений трития за период, в ряде случаев превышающий 20 лет. Сравнивая приведенные данные, можно сделать вывод о хорошей защищенности месторождений минеральных вод КМВ Ессентукского, Железноводского, Пятигорского и Нагутского месторождений. На основании проведенных исследований отмечена высокая информативность тритиевых исследований при изучении условий формирования подземных вод и оценке их естественной защищенности от загрязнения [Поляков В.А., Пятницкий Н.В. Методика использования трития окружающей среды при гидрогеологических и геоэкологических исследованиях подземных вод. //Разведка и охрана недр. -2011. -№8, с. 39-44.].
Метод газохимической съемки позволяет получить информацию о наличии загрязнения углеводородами подземных вод и грунтов зоны аэрации в местах скопления нефтепродуктов с наибольшей мощностью слоя на уровне грунтовых вод (по аномалиям метана), ореолах распространения как действующего загрязнения, так и старого, локализации наземных источников утечек [Абдуллаев Б.Д., Карпизина Г.И., Шпак Н.А. Оценка эффективности применения метода газохимической съемки для выявления нефтепродуктового загрязнения грунтовых вод и пород зоны аэрации. //Узб. ж. нефти и газа. -2010. -№ № 4.].
Рассматривается задача построения методики использования дистанционных методов для оценки гидролого-гидрогеологических рисков. Предложена модель распространения опасных процессов, на основе которой построена методика дешифрирования спутниковых снимков и анализа полученных спектральных индикаторов. Проанализированы региональные распределения климатических показателей за период наблюдений, определены ключевые факторы влияния. Определены изменения спектральных индексов, которые могут быть использованы как информационный признак при оценках рисков постепенного увеличения опасных процессов. Для определения вероятности проявления стресса по совокупности спектральных характеристик предложено уравнение, определены параметры ключевых переменных. Предложен метод оценки комплексного риска, связанного с гидролого-гидрогеологической опасностью [Костюченко Ю.В., Копачевский I.М., Соловйов Д.М. и др. Использование данных спутниковых наблюдений для оценки региональных гидролого-гидрогеологических рисков. Використання даних супутникових спостережень для оцiнки регiональних гiдролого-гiдрогеологiчних ризикiв. //Косм. наука i технол. -2011. 17. -№ 6.].
Рассматривается новая технология, которая относится к области разведочной геофизики, способу выявления глубинных залежей углеводородов и воды путем дистанционного спектрозонального зондирования геологической среды. Способ основан на регистрации и анализе космических («Landsat-TM/ETM+», «Terra/Aqua-MODIS») и авиационных снимков в различных спектрах оптического излучения. Техническим результатом является повышение точности и достоверности выявления в геол. среде зон кумуляции флюидов и зон повышенной проницаемости путем регистрации теплового поля на глубине, что позволяет реально отразить изменение эндогенных температурных аномалий в условиях формирования различных залежей. Предлагаемый способ основан на извлечении комплексной информации о пространственной и временной динамике спектральных параметров состояния растительности и почв (ISN, IWN) в увязке с глубинным строением геол. среды. При этом глубинные тектонические нарушения Земли рассматривают как систему природных подводящих каналов для миграции к поверхности флюидогазовых эманаций, которые образуют участки флюидоперетоков в проницаемых средах и флюидонакопления в пористых средах в форме многоэтажных камер. Возникающие зоны разуплотнения пород с улучшенными коллекторскими свойствами, в состав которых входят зоны флюидоперетоков и флюидонакопления, способны быть природными резервуарами углеводородов и воды. Состояние почвенно-растительного покрова, определяемое путем спектрозональной съемки, дает дополнительную геохимическую информацию, которая отражает аномальное воздействие углеводородов и подземных вод на верхнюю часть разреза. Рассматриваемый способ защищен патентом РФ и апробирован при изучении субмаринных природных источников пресных вод и глубинного водообмена между сушей и морем (интрузии морской воды) на территории Королевства Испании, при поисках гидротермальных источников и минеральных вод в Чешской Республике и углеводородов в Волго-Уральском регионе и Зап. Сибири [Соколов В.Н., Каримова Л.К., Онегов В.Л., Кокутин С.Н. Спектрозональное дистанционное зондирование при поисках углеводородов и гидротермальных источников. //Увеличение нефтеотдачи - приоритетное направление воспроизводства запасов углеводородного сырья. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика А. А. Трофимука, Казань, 7-8 сент., 2011. Фэн -Казань. -2011.].
Л.К. Каримовой рассмотрен метод тепловизионного зондирования, который был использован при разведке подземных вод в Испании. В результате чего были определены пути миграции воды с больших глубин и мест кумуляции ее в верхней части осадочного разреза на площади 34 тыс. км2, что потребовало провести анализ более 40 космических снимков «Landsat» с различным пространственным разрешением и временным интервалом, которые обеспечили многоуровневое тепловизионное зондирование геотермической ситуации в геологической среде. Выполнено объемное картирование геодинамических активных разломов, зон разуплотнения пород с улучшенными коллекторскими свойствами, в состав которых входят области флюидоперетоков в проницаемых и флюидонакопления в пористых средах, способные быть природными резервуарами воды. Это позволило выявить благоприятные в отношении поисков зоны разгрузки подземных вод через морское дно [Каримова Л.К. Метод тепловизионного зондирования в разведке подземных вод на примере Испании. //Материалы Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2011», Москва, 11-15 апр., 2011. Геология. МАКС Пресс. -М. -2011.].
Тепловая инфракрасная аэросъемка (ТИКАС) позволяет решать целый ряд целевых задач картирования и контроля состояния техногенных и природных объектов. Прежде всего, это обнаружение несанкционированных сбросов в реки и водоемы, а также картирование участков загрязнения нефтепродуктами. Контроль состояния шоссейных и железных дорог позволяет локализовать участки подтопления и повышенного разуплотнения дорожного полотна. Выявление очагов подземного возгорания на полигонах твердых бытовых отходов (свалках), торфяника и в лесных массивах дает возможность заблаговременно или на начальных стадиях развития определить проблемные участки и осуществить целевое планирование организационно-технических мероприятий по пожаротушению. Задача картирования продуктопроводов, прежде всего тепловых сетей, наиболее актуальна для городских территорий, для которых ТИКАС позволяет составлять масштабные схемы тепловых сетей с результатами их дистанционной диагностики.
Резюмируя вышесказанное, отметим, что для повышения рентабельности в ряде случаев работы могут быть спланированы таким образом, чтобы одновременно решалось несколько задач. Так, при выполнении целевой аэросъемки для картирования и диагностики теплосетей ИК изображения дают дополнительную и при этом абсолютно бесплатную информацию, которая может быть востребована различными службами города. Прежде всего, это несанкционированные выпуски сбросовых вод в реки и водоемы на территории работ, несанкционированные подключения к отопительной системе, информация по теплопотерям крыш зданий и сооружений, очагам подземного самовозгорания на городских свалках и даже неисправным гирляндам изоляторов на линиях электропередач.
Все материалы тепловой ИК аэросъемки в виде тематических растровых и векторных слоев интегрируются в целевые и муниципальные геоинформационные системы (ГИС) и в итоге представляют собой исключительно эффективный инструмент принятия технических, финансовых и управленческих решений [Пируева Т.Г., Скловский С.А. Методические аспекты дистанционного теплового мониторинга городских территорий и природных объектов. //Разведка и охрана недр. -2011. -№7, с. 65-68.].
Понять закономерности распределения поверхностных вод при их миграции с загрязненных площадей бывших и существующих объектов в урбанистических регионах - это означает возможность правильной оценки и контроля за качеством воды в этом регионе. На примере участка завершенных промышленных работ, загрязнивших почву в районе Вилвурде (Бельгия), была проведена космическая аэросъемка местности для выявления потоков миграции загрязненных вод до их попадания в р. Сенна. Специальные методы обработки этих снимков позволили получить детальную картину миграции загрязненых потоков вод от заброшенных объектов, что улучшает возможность контролирования состояния экологии на таких площадях [J. Dujardin., O. Batelaan и др. Использование снимков из космоса для наблюдения миграции загрязненных поверхностных и субповерхностных вод. Improving surface'сигма'ubsurface water budgeting using high resolution satellite imagery applied on a brownfield. //J. Sci. Total Environ. -2011. 409. -№ 4.].
Рассмотрены преимущества и недостатки различных методик картирования неоднородностей многолетнемерзлых пород, основанных на использовании данных инфракрасного (ИК) дистанционного зондирования. Предложена методика характеристики неоднородностей мерзлоты, основанная на использовании данных космической дневной и ночной съемки в летне-осенний период. Приведены результаты обработки снимков со спутника NOAA в сравнении с геокриологическими картами территории Харасавейского месторождения (Западный Ямал) [Корниенко С.Г. Опыт использования аэрокосмических данных ИК-теплового диапазона для характеристики неоднородности многолетнемерзлых пород. //Материалы 4 Конференции геокриологов России, Москва, 7-9 июня, 2011. Унив. кн. -М. -2011.].
Изложены основные принципы и методические подходы создания на региональном уровне информационно-картографических моделей территорий для решения задач рационального недропользования. Современное развитие компьютерных технологий и географо-информационных систем в геологии создало необходимые условия для перехода на следующий информационный уровень - информационно-картографическое (включая 3D) моделирование [Клопотов В.И., Клопотова Л.В. Информационно-картографические модели геологического строения территории как основа рационального недропользования. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 11.].
Исследуя климатические данные, мы характеризуем количество и вид осадков, температурный режим, их распределение в годовом цикле. Следовательно, можно сделать заключение о потенциальном атмосферном питании. Определенная часть осадков удерживается листвой растительности и не достигает поверхности. При этом существенное влияние оказывает и отбор влаги корнями растительности. С другой стороны микро- и мезорельеф дневной поверхности, крутизна склонов существенно влияют на величину поверхностного стока. Для учета их влияния на распределения баланса составляющих используется программа HYDRUS-1D [Simunek et al, 1998]. Результатом первого этапа является геоинфильтрационная модель, позволяющая выделить участки с различным инфильтрационным питанием. На втором этапе учитывается специфика конкретного источника загрязнения и дается прогноз возможного развития загрязнения, т. к., характер загрязняющих компонентов, тип почв и пород зоны аэрации определяет их физико-химическое взаимодействие, а, следовательно, возможность и скорость миграции контаминантов. Анализ результатов геоинфильтрационного моделирования и учет специфики конкретного загрязнения позволяет разработать геомиграционную модель. Использование этой модели дает возможность разработать рекомендации по планированию развития территории и организации мероприятий по инженерной защите [Куринова Н.М. Гидрогеологические аспекты геоэкологического картирования. //Материалы Международного молодежного научного форума "Ломоносов-2011", Москва, 11-15 апр., 2011. Геология. МАКС Пресс. -М. -2011.].
Рассмотрены принципы оценки инфильтрационного питания подземных вод на основе моделирования формирования водного баланса на поверхности земли и в зоне аэрации. Использование таких моделей для региональной оценки питания основано на проведении районирования территории по комплексу метеорологических, ландшафтных, геолого-почвенных и гидрогеологических факторов. Отмечено, что достоверность проведенных оценок составляющих водного баланса, в частности, инфильтрационного питания, должна оцениваться на основе сопоставления расчетных и фактических показателей речного стока для водосборных бассейнов, в границах которых происходит полное дренирование водоносного разреза зоны активного водообмена. Применение такого подхода демонстрируется на примере юго-западной части Московского артезианского бассейна [Гриневский С.О., Поздняков С.П. Принципы региональной оценки инфильтрационного питания подземных вод на основе геогидрологических моделей. //Вод. ресурсы. -2010. 37. -№ 5.].
Рассмотрены аналитические и численные модели геомиграции, составляющие основу для количественных оценок текущего состояния качества подземных вод и прогнозирования изменения этого состояния под влиянием техногенных факторов, а также для экспериментального изучения гидрогеологических параметров. Исследование, направленное на развитие фундаментальных знаний о миграции подземных вод, иллюстрируется примерами решения разнообразных практических задач применительно к конкретным объектам гидрогеологических изысканий (исследований). Среди этих задач: прогнозирование переноса (посредством конвективной дисперсии, плотностной конвекции при однофазной фильтрации подземных вод и гравитационно-капиллярных сил в многофазных потоках) техногенных загрязняющих компонентов и жидкостей в водоносных горизонтах и зоне аэрации, анализ формирования природных гидрогеохимических границ и закономерностей их смещения под влиянием водоотбора, датирование подземных вод по изотопным данным, палеореконструкция условий формирования подземных вод, интерпретация данных полевых индикаторных опробований и опытно-миграционных наблюдений, расчленение гидрографов речного стока с привлечением изотопных данных, описание формирования эвапоритовых залежей солей в замкнутых бассейнах и др. [Румынин В.Г. Геомиграционные модели в гидрогеологии. //Наука. -СПб. -2011.].
Достарыңызбен бөлісу: |