Современные представления о геологической среде
План
На геологическую среду
Лекция № 11. Техногенное воздействие
Тема. Техногенное воздействие на геологическую среду.
Учебная цель:дать понятие о геологической среде, задачах инженерной геоморфологии, изучить особенности технолитогенеза, ознакомиться с принципами оценки и прогноза развития геологической среды городов.
1. Современные представления о геологической среде.
2. Инженерная геоморфология.
3. Техноморфологическое воздействие на рельеф земной поверхности.
4. Технолитогенез.
5. Оценка техногенного воздействия на геологическую среду городов.
Литература
1. Добровольский В.В. Геология. – М.: Владос, 2001.
2. Болтрамович С.Ф. Геоморфология. – М.: ИЦА, 2005.
3. Стольберг Ф.В. Экология города: Глава «Геологическая среда». - К.: Либра, 2001.
Крупномасштабные воздействия человека на рельеф земной поверхности происходили с момента зарождения древних цивилизаций. В последнее время, антропогенное воздействие возросло в несколько раз - деятельность человека привела к значительной трансформации, модификации и переустройству земной поверхности практически повсеместно.
Широко используемое настоящее время в науках о Земле понятие «геологическая среда»по-разному трактуется у различных авторов в зависимости от направлений их исследований. Наиболее известным считается определение данного понятия по Е.М. Сергееву: Геологическая среда – это верхняя часть литосферы, рассматриваемая как многокомпонентная система, находящаяся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека, в результате чего происходит изменение природных геологических процессов и возникновение новых антропогенных явлений, что в свою очередь вызывает изменение инженерно-геологических условий строительства объектов на определенной территории.
Основные элементы геологической среды - горные породы, подземные воды, формы рельефа, геологические процессы и явления, а также их инженерно-геологические аналоги. В данном случае термин связывается с техногенной деятельностью человека, которая направлена с одной стороны на разрушение существующей природной геологической среды, а с другой - на ее преобразование в целях строительства новых хозяйственных объектов.
Также, под геологической средой, понимается верхняя часть литосферы, представленная сложной совокупностью горных пород и распространенных в них микроорганизмов, флюидов и газов различного термодинамического состояния, где осуществляется деятельность человека, и проявляются техногенные процессы смены состояния вещества. При техногенной деятельности человека геологическая среда испытывает воздействие, которое может существенно изменить свойства ее отдельных элементов, скорость и направленность происходящих в ней процессов.
В настоящее время рядом авторов используются понятия, сужающие рассмотрение геологической среды до некоторого конкретного объема верхней части земной толщи, обусловленного только радиусом влияния инженерного сооружения. Они вводят такие понятия как «зона влияния инженерного сооружения», «зона геоэкологического влияния» и др., которые подтверждают тенденцию рассмотрения под этим понятием некоторых областей литосферы, объем которых зависит от поставленных перед исследователем задач, масштаба объекта и степени его ответственности или экологического воздействия.
Поэтому, когда геологическая среда является объектом определенных исследований, например, прогнозирования геоэкологических последствий от размещения потенциально опасных объектов, необходимо задать:
- комплекс элементов геологической среды, явлений и процессов, подлежащих исследованию;
- виды воздействия на объект и их пороговые значения;
- параметры исследуемого объекта;
- критерии оценки воздействия геологической среды на объект и объекта на геологическую среду.
Многокомпонентность и крайняя неоднородность - основное свойство геологической среды.
Существует понятие, какфактор геологической среды. Фактор геологической среды это свойство, процесс или состояние, присущее данному объему литосферы или территории земной поверхности, имеющее численное, функциональное или вероятностное описание. Чаще всего фактор геологической среды привязан к координатной сетке и имеет временную шкалу. Наиболее важными факторами геологической среды, которые существенным образом могут повлиять на состояние объектов, следующие:
1. Тип горных пород, грунтов и почв, их структура, текстура, физико-механические и геохимические свойства.
2. Тектоническая нарушенность и неоднородность породного массива.
3. Параметры гидрогеологических свойств и процессов.
4. Эндогенные и экзогенные процессы, тепловое поле.
5. Особенности геологических структур.
6. Рельеф земной поверхности.
7. Геодинамическая активность, сейсмичность.
8. Геофизические поля.
Динамика процессов в геологической среде характеризуется такими понятиями как стабильность и устойчивость, которые являются фундаментальными в проблеме обеспечения экологической безопасности размещенных в земной коре экологически опасных объектов. Также, для решения задач обеспечения геоэкологической безопасности под геологической средой может пониматься верхняя часть литосферы, иерархически структурированная и обладающая внутренними и внешними источниками энергии термодинамическая система, которая характеризуется определенной структурой, свойствами, состоянием и процессами и находится под воздействием хозяйственной деятельности человека.
Проблема прогнозирования и оценки устойчивости геологической среды включает в себя решение таких задач:
1. Определение основных факторов, определяющих стабильность и устойчивость геологической среды.
2. Установление критериев оценки и прогноза устойчивости.
3. Обоснование предельно допустимых норм критериев оценки и прогноза.