Фгунпп «Росгеолфонд» Московский филиал фгунпп «Росгеолфонд» «Научный центр виэмс»

Цифровая гидрогеологическая карта Центральной Якутии является первым опытом создания гидрогеологической модели подземной гидросферы для территории распространения многолетнемерзлых пород. Несомненно, потребуется усовершенствование методики создания подобных карт. Тем не менее она может быть использована широким кругом специалистов, занимающихся проблемами планирования поисково-оценочных работ на подземные воды в Центральной Якутии, мониторинга, охраны водных ресурсов, решением вопросов, связанных с последствием негативных техногенных нагрузок на мерзлотно-гидрогеологическую среду [Иванова Л.Д., Никитина Н.М. Об опыте использования ГИС-технологий в мерзлотно-гидрогеологическом картографировании. /Наука и техн. в Якутии. -2010. -№ 2.].

- переоценка ресурсного потенциала и прогнозных ресурсов питьевых подземных вод;

- картирование территории РФ по степени обеспеченности подземными водами водопотребителей различного масштаба и определение относительной стоимости 1 м³ воды;

- определение сложности водоподготовки подземных вод перед подачей потребителю, степени защищенности и долговечности ресурсов подземных вод;

- картирование территории РФ по относительной стоимости подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения [Барон В.П., Куренной В.В. Районирование территории Российской Федерации по условиям эксплуатации питьевых подземных вод. // Разведка и охрана недр. – 2010. - № 7, с. 14-19.].

Коллективом авторов (Т.А. Конюхова, Е.А. Шебеста, Н.Г. Андреева, А.А. Шебеста) рассматривается содержание гидрогеологической карты Ленинградского артезианского бассейна м-ба 1:500 000, отражающей современное состояние качества подземных вод зоны свободного водообмена. Анализируются результаты изучения качества подземных вод, их макро-, микрокомпонентный, изотопный состав, основных водоносных горизонтов от техногенного загрязнения. Большое внимание в комплексе проведенных работ занимает оценка ресурсов пресных подземных вод – естественные и прогнозные эксплуатационные ресурсы. Естественные ресурсы определены по результатам многолетних наблюдений за стоком подземных вод. Установлены среднемноголетние значения модулей подземного стока, изменяющиеся в интервале от 0,07 до 18 л/с·км^2.

Прогнозные эксплуатационные ресурсы отражены на карте в виде модулей (л/с·км²).^. Предварительно по их оценке было уточнено распространение основных водоносных горизонтов на основе результатов работ по актуализации геологической основы, а также уточнены границы распространения пресных вод в каждом водоносном горизонте. Подсчеты площадей с различными модулями эксплуатационных ресурсов пресных подземных вод велись в программе ARC DJS [Конюхова Т.А. (ФГУП «ВСЕГИНГЕО»), Шебеста Е.А., Андреева Н.Г. ( ФГУП «ПКГЭ»), Шебеста А.А. (СПбГУ). Современные представления о гидрогеологических особенностях территории Ленинградского артезианского бассейна. //Разведка и охрана недр. -2010. -№ 7, с. 31-34.].

В связи с начавшимся освоением богатейших газоконденсатных месторождений п-ва Ямал вопросы, связанные с изучением его гидрогеологических условий приобретают особую актуальность. Специалисты ВСЕГИНГЕО (Л.Р. Крицук, В.А. Дубровин, М.С. Голицын, Н.В. Ястреба) нашли оригинальные пути подхода к решению этой важной и чрезвычайно сложной задачи. Коллективом авторов рассмотрены оригинальные принципы гидрогеологического районирования полного геологического разреза криолитозоны (от фундамента до мерзлой зоны включительно), а также представлен макет карты гидрогеологического районирования п-ова Ямал м-ба 1:1 000 000. Карта отражает территории п-ова Ямал, различающиеся особенностями гидрогеологических условий, позволяет экстраполировать ограниченные фактические данные на типичные территории и грамотно планировать производство гидрогеологических работ при освоении региона [Крицук Л.Н., Дубровин В.А., Голицын М.С., Ястреба Н.В. Принципы и методика составления карты гидрогеологического районирования п-ова Ямал масштаба 1:1 000 000. // Разведка и охрана недр. -2010. -№ 7, с. 41-48.].

ФГУП «ВСЕГИНГЕО» (Круподеров В.С., Чекрыгина С.Н. и др.) представлены результаты работ в период 2007-2010 гг. по объекту: «Создание современной инженерно-геологической карты территории Российской Федерации масштаба 1:2 500 000», как основы для решения федеральных и региональных задач в свете принятой МПР России концепции развития региональных инженерно-геологических работ, реализация которой должна обеспечить: надежное инженерно-геологическое обоснование размещения объектов промышленного и гражданского строительства, прогноз и предупреждение опасных геологических природных и антропогенных процессов.

В результате работ:

- Проведён сбор систематизации и анализ разноплановых инженерно-геологических исследований территории Российской Федерации.

Выявлены региональные и зональные факторы формирования инженерно-геологических условий на территории Российской Федерации (Европейская часть, Урал, Западная Сибирь, Средняя Сибирь, Восточная Сибирь, Дальний Восток).

- Составлены специальные инженерно-геологические карты масштаба 1:1 000 000 на территории со сложными инженерно-геологическими условиями и «Карта оценки интенсивности проявления современных геологических процессов и геологических опасностей освоения территорий масштаба 1:2 500 000».

- Выполнен анализ техногенного воздействия на компоненты инженерно-геологических условий по регионам РФ и составлена карта оценки этого влияния масштаба 1: 10 000 000.

- Разработаны рекомендации по оптимизации государственного мониторинга состояния недр в постановке мелко- и среднемасштабных инженерно-геологических работ.

- Подготовлена к изданию инженерно-геологическая карта территории Российской Федерации масштаба 1:2 500 000 в форме ГИС с объяснительной запиской и сопровождающей структурированной информацией фактографических и картографических данных (карта инженерно-геологических условий, карта инженерно-геологического районирования).

Инженерно-геологическая карта представляет собой графоаналитический свод глубоко обобщенной информации об инженерно-геологических условиях страны: составе, строении, состоянии и свойствах различных видов скальных, полускальных и дисперсных грунтов, климатических, гидрологических, гидрогеологических, геокриологических условиях, проявлениях экзогенных и эндогенных процессов, сформировавшихся под влиянием региональных и зональных природных и антропогенных факторов.

Огромным информационно-аналитическим и методико-технологическим стимулом для постановки и осуществления проекта послужили возможности современных компьютерных программных пакетов ГИС, адаптация которых для задач обзорного инженерно-геологического картографирования выполнена в данном проекте [Круподеров В.С., Чекрыгина С.Н. и др. Отчёт по объекту «Создание современной инженерно-геологической карты территории Российской Федерации масштаба 1:2 500 000». Государственный контракт от 13 июня 2007 г. № АМ – 02 – 34/30; Дополнительное соглашение от 14.02.2008 № 1; Дополнительное соглашение от 02.12.2008 № 2; Дополнительное соглашение от 18.02.2009 № 3; Дополнительное соглашение от 19.11.2009 № 4; Дополнительное соглашение от 18.03.2010 № 5; Дополнительное соглашение от 17.11.2010 № 6. /ФГУП «ВСЕГИНГЕО». ГР № 1-07-291. Инв. № 497502. –Московская обл., пос. Зеленый, -2010.].

Разработана и практически реализована на карте масштаба 1: 10 000 000 новая методика картирования техногенных изменений инженерно-геологических условий под влиянием хозяйственной деятельности. Уточнены понятие «техногенная нагрузка», подходы к оценке последствий активизации ЭГП, вызванных техногенезом. Даны предварительные критерии для оценки степени изменений инженерно-геологических условий в результате антропогенных воздействий.

Необходимость составления карты определяется тем, что на значительной части территории страны техногенное воздействие на геологическую среду является одним из важнейших факторов, определяющих инженерно-геологические условия (ИГУ). На ранее составленных инженерно-геологических картах России этот фактор практически не учитывался.

Объектом картирования является верхняя часть геологической среды мощностью преимущественно до нескольких десятков метров (в основном контазона по Г.А. Голодковской). Техногенные воздействия на более глубокие горизонты геологической среды на карте не показаны, но их влияние на ИГУ по возможности учтено.

Предусмотрено выявление и оценка закономерностей воздействия техногенных (антропогенных) факторов на ИГУ РФ с учетом инженерно-геологического районирования, зональности и природных особенностей территории страны. Это потребовало разработки и совершенствования принципов, методики и способов картирования техногенных изменений ИГУ, а также решения других научно-методических задач.

Техногенные воздействия на ИГУ сложны и разнообразны, их картирование в масштабе 1:10 000 000 вызвало определенные трудности не только технического характера. Значительные затруднения были обусловлены также крайне неравномерной инженерно-геологической изученностью территории РФ. В некоторых регионах России необходимая исходная информация практически отсутствовала. Тем не менее, на составленной карте удалось в общих чертах оценить результаты техногенного воздействия на ИГУ с детализацией по отдельным хорошо изученным регионам.

На европейской части РФ наибольшие техногенные региональные изменения геологической среды произошли в Центральном федеральном округе. В меньшей мере они проявились в Северо-Западном, Южном, Приволжском и Северо-Кавказском округах. Основным фактором изменения геологической среды здесь является промышленно-селитебная нагрузка, менее значимыми – добыча полезных ископаемых, ирригационное земледелие.

В целом можно констатировать, что техногенные изменения ИГУ произошли в основном в европейской части РФ, на среднем и южном Урале, а также в южной Сибири. На большей части Сибири и на Дальнем Востоке интенсивность техногенных воздействий на геологическую среду в целом слабая и проявляется на локальных территориях [Островский В.Н., Ипполитова С.П., Мурзина Т.А. Основные положения методики составления карты оценки техногенного воздействия на инженерно-геологические условия территории РФ. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 9, с. 19-24.].

В.С. Круподеровым, Б.М. Крестиным, И.В. Мальневой и В.И. Дьяконовым представлена Карта геологических опасностей России масштаба 1:2 500 000. Перспективное планирование обеспечения устойчивого развития территорий активного хозяйственного освоения, порядка и режима их освоения, минимизация потерь от негативных природных воздействий в целом и опасных геологических процессов (ОГП) в частности являются одной из основных задач государственной политики в области изучения и охраны недр. Задача эта приобретает особую актуальность в связи с глобальной активизацией в последнее время природных катастроф, в том числе связанных с проявлениями таких ОГП, как землетрясения, оползни, сели, эрозия и др. Одним из основных условий ее успешного решения является корректная оценка опасности их прояв-ления с целью уменьшения ущерба территориям в целом, хозяйственным объектам, расположенным в их пределах, здоровью и жизни населения.

Представленная карта отражает общие закономерности распространения, интенсивности и опасности проявления наиболее значимых экзогенных (ЭГП) и эндогенных геологических процессов на территории Российской Федерации (оползни, сели, карст, русловая и овражная эрозия, абразия, землетрясения).

В основу карты положен принцип анализа и оценки природных условий развития ЭГП, на котором базировалась и Карта экзогенных геологических процессов России. Эндогенные геологические процессы (неотектонические и сейсмические) учитываются не только как фактор активизации ЭГП, но и как самостоятельный вид геологической опасности. Характер и параметры этих условий на каждом конкретном участке определяют соответствующий парагенетический комплекс ЭГП. Учет природных условий развития ЭГП при составлении карты позволяет не только характеризовать фактическое проявление этих процессов, но также дать оценку предрасположенности территории к развитию их определенного парагенетического комплекса и установить оценку степени опасности отдельных процессов.

В качестве определяющих развитие ЭГП природных условий учитываются:

- тектонические условия (принадлежность территории к крупнейшим геоструктурам – платформенным или горно-складчатым регионам; сейсмичность; современные вертикальные движения земной коры);

- геоморфологические условия (принадлежность территории к определенным морфоструктурам и высотным поясам – высокогорью, среднегорью, низкогорью, межгорным и предгорным впадинам, платформенным поднятиям, высоким равнинам, низким равнинам, крупным долинам рек, каждая из которых характеризуется определенной крутизной и расчлененностью склонов);

- геолого-литологические условия (генезис и состав горных пород, обусловливающие их физико-механические свойства);

- степень увлажненности территории (избыточная, достаточная, недостаточная);

- геокриологические условия

Карта оценки интенсивности проявления современных геологических процессов и геологических опасностей освоения территории Российской Федерации предназначена:

- для обоснования планирования работ по региональному изучению ОГП и размещения наблюдательных сетей по изучению их режима;

- планирования мероприятий по предупреждению неблагоприятных последствий проявления ОГП, разработки региональных мероприятий по охране окружающей среды;

- обоснования планирования размещения крупных народнохозяйственных объектов (промышленно-гражданских, топливно-энергетических, аграрных комплексов и др.) с учетом особенностей и интенсивности развития ОГП.

Недоучет представленной на карте информации приводит к нерациональному планированию мер по освоению и защите территорий интенсивного проявления ОГП и неоправданным материальным и людским потерям [Круподеров В.С., Крестин Б.М., Мальнева И.В., Дьяконова В.И. Карта геологических опасностей России масштаба 1:2 500 000. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 9, с. 49-52.].

Территория криолитозоны в целом характеризуется суровым климатом, коротким вегетационным периодом, отсутствием современных транспортных коммуникаций, низкой плотностью населения и слабой устойчивостью экологической обстановки к воздействиям техногенеза. Между тем, именно здесь сосредоточено от 30 до 80% разведанных и более 90% потенциальных запасов углеводородного сырья, месторождений золота, олова, никеля, меди и других полезных ископаемых, а также гидроресурсов. Эти обстоятельства делают проблему комплексного изучения и прогнозирования состояния криолитозоны одной из приоритетных.

Основные проблемы недропользования в криолитозоне в полной мере определяются состоянием изученности инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий и учетом степени риска возникновения экологически опасных ситуаций в процессе освоения региона, зависящих от происходящих глобальных изменений климата в северных широтах и характера воздействия техногенеза на макроуровне. Однако эта изученность явно недостаточна и чрезвычайно неравномерна по площади.

Устойчивость криолитозоны к воздействиям периодических колебаний климата или техногенеза в процессе недропользования зависит, прежде всего, от температуры горных пород и от содержания и распределения в них подземного льда, разрушающегося при переходе температуры горных пород через 0 С. Разнообразное сочетание льдонасыщенности вмещающих горных пород (от нескольких процентов до 80 – 90 %) и температуры грунтов (от 0 до – 16˚С) обусловливает развитие широкого спектра криогенных геологических процессов и явлений. Некоторые из них (такие, как термоабразия, термоэрозия, наледи и оползни-сплывы) являются мощными рельефообразующими природными факторами, способными за относительно короткое время существенно изменить внешний облик природного ландшафта. Другие процессы (заболачивание, пучение, термокарст и т.д.) менее заметно протекают в естественной обстановке, но пораженность ими отдельных регионов достигает 30 – 50 %.

Как показал опыт картосоставительских работ авторов статьи, цифровые карты геокриологического районирования, созданные по данной методике, наиболее пред-почтительны для интегральной оценки состояния криолитозоны, разработки сценариев геокриологического прогноза и отражения на карте вариаций прогнозных оценок. Составленная Карта геокриологического районирования может и должна служить одним из основных документов при определении стратегии и объемов финансирования в районах хозяйственного освоения криолитозоны. Это дает возможность оценивать с высокой степе-нью вероятности экологические опасности при освоении территории и планировать природоохранные мероприятия на региональном и локальном уровнях [Дубровин В.А., Крицук Л.Н., Ястреба Н.В. Карта геокриологического районирования криолитозоны России для выбора объектов мониторинга и обоснования наблюдательных сетей. //Разведка и охрана недр. -2011. -№ 9, с. 52-57.].

ФГУГП «Гидроспецгеология» (Егоров Н.Н., Новоселова В.И., Иванова Н.Ф. и др.) представлены результаты работ по объекту № 5-01/08 «Составление специализированной карты условий захоронения твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов на территорию России масштаба 1:2 500 000», выполненных в рамках Государственного контракта № АМ-02-34/23 от 26 мая 2008г.

Авторами отчета разработаны критерии пригодности геологических образований, перспективных для размещения (захоронения) твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов и легенда цифровой специализированной карты условий захоронения твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов на территорию России масштаба 1:2 500 000.

Разработана геоинформационная структура цифровой специализированной карты условий захоронения твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов на территорию России масштаба 1:2 500 000, состоящая из групп тематических слоев, характеризующих условия захоронения в интервалах глубин: до 20 м – для низкоактивных, среднеактивных (короткоживущих) и малоопасных; 20-300 м – для среднеактивных и умеренно опасных; 300-1500 м – для высокоактивных и высокоопасных, чрезвычайно опасных промышленных отходов.

Составлена специализированная карта условий захоронения твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов на территорию России масштаба 1: 2 500 000 в форме ГИС, отражающая: площади распространения геологических образований, пригодных для размещения (захоронения) твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов разного класса опасности; геологические границы, региональные факторы, влияющие на выбор участков недр для захоронения (тектонические, структурно-геологические, сейсмические, инженерно-геологические, гидрогеологические, гидрографические, рекреационные, промышленного освоения, в т.ч. и заселенность территории).

Создан структурированный фонд фактографических и картографических данных с использованием современных ГИС-технологий (каталог опорных скважин; погоризонтные карты распространения геологических образований, пригодных для размещения (захоронения) твердых и отвержденных токсичных промотходов) в программной среде, совместимой с геологической картой Российской Федерации масштаба 1:2 500 000.

В тексте отчета по каждому подрегиону (антеклиза, синеклиза, моноклиза, краевой прогиб) даны оценка инженерно-геологических условий территорий, пригодных для целей захоронения отходов в интервалах глубин: до 20 м; 20-300 м; 300-1500 м.

Разработаны рекомендации по планированию мелко- и среднемасштабных инженерно-геологических работ для выявления участков недр для размещения промышленных отходов.

Эффективность созданной цифровой карты выражается в использовании ее как основы для решения федеральных задач в области:

- планирования размещения крупных объектов атомной, химической и других отраслей промышленности, в процессе производственной деятельности которых образуются значительные объемы твердых токсичных (в том числе и радиоактивных) отходов;

- изучения, оценки состояния и управления государственным фондом недр при использовании их для целей, не связанных с добычей полезных ископаемых;

- осуществления государственного мониторинга состояния недр;

- проведения поисково-оценочных и других видов геологоразведочных работ по выявлению геологических структур (участков недр), перспективных для захоронения твердых токсичных промышленных отходов [Егоров Н.Н., Новоселова В.И., Иванова Н.Ф. и др. Отчет о результатах работ по объекту № 5-01/08 «Составление специализированной карты условий захоронения твердых и отвержденных токсичных промышленных отходов на территорию России масштаба 1:2 500 000». Государственный контракт № АМ-02-34/23 от 26 мая 2008г. /ФГУГП «Гидроспецгеология». ГР № 643-08-41. Инв. № 497781. -М. -2010.].
Экологическая геохимия. М.А. Антиповым и Н.А. Безденежных рассмотрено современное состояние нормативной базы гидрогеохимических работ на пресные подземные воды. Действующие в стране системы централизованного и нецентрализованного снабжения водой хозяйственно-питьевого назначения в настоящее время базируются как на поверхностных, так и подземных водах. Доля последних только в 2005 г. составляла 46%. Подземные воды для использования в питьевом водоснабжении в большинстве случаев циркулируют в водоносных горизонтах, надежно защищенных от поверхностных загрязнений, и являются единственным источником водоснабжения в чрезвычайных ситуациях. В то же время часто подземные воды характеризуются высокой степенью общей минерализации, повышенными содержаниями соединений железа, марганца, фтора, стронция и других веществ, что может осложнять работу систем водоснабжения, базирующихся на подземных источниках, и негативно влиять на здоровье людей.

Эффективное решение проблемы улучшения питьевого водоснабжения и качества питьевой воды может быть достигнуто только на базе комплексного подхода с использованием законодательного, нормативного и технического регулирования, охватывающего все аспекты деятельности в области нормирования и контроля качества воды, ее очистки и обеззараживания, экономического стимулирования, материального обеспечения и др. Дальнейшему вовлечению в хозяйственную практику страны подземных вод – наиболее перспективного водоснабжения – может способствовать федеральный закон «О техническом регулировании». Авторами показана необходимость совершенствования нормативной документации в соответствии с федеральным законом «О техническом регулировании» от 30.12.2009 № 385- ФЗ [Антипов М.А., Безденежных Н.А. Современное состояние нормативной базы при проведении гидрогеохимических работ на пресные подземные воды. //Разведка и охрана недр. -2010. -№ 7, с. 61-65.].

С начала 90-х годов прошлого столетия в геологической отрасли России широкое развитие получили эколого-геохимические исследования. Они решают вопросы оценки, контроля и улучшения экологического состояния окружающей среды.

Основным объектом при проведении эколого-геохимических исследований является геологическая среда. По современным представлениям – это верхняя часть литосферы, взаимодействующая с биотой, влияющая на среду обитания человека и находящаяся во взаимодействии с техногенными факторами. Большинство исследователей считают, что геологическая среда включает в себя почвы, горные породы, подземные воды, газы, органические вещества и живые организмы, находящиеся во взаимодействии; она характеризуется геологическими, геофизическими и геохимическими полями (М.В. Кочетков, Г.С. Вартанян, М.С. Голицын, 1998). Геологическая среда взаимодействует с атмосферой, поверхностной гидросферой, биосферой, включая человека, а также с техногенными объектами.