ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ

Принципы моделирования

Моделирование природной среды — формализованное упорядочивание се элементов, с заданной степенью адекватности отражающее исследуемые природные условия (гсопространство). Выделяются следующие уровни геоэкологических моделей: глобальные, национальные, региональные, специальные, детальные, локальные. Основными элементами геоэкологической модели являются: параметры природно-климатических условий и факторов; параметры биоты; параметры основы (почв, грунтов, пород); параметры техногенной нагрузки.

Основной метод отображения результатов геоэкологических исследований — построение различных геоэкологических карт.

Организация и технология при картографическом обеспечении геоэкологических исследований зависят от решаемых задач, детальности работ, изученности территории, экономических возможностей и ряда других условий. Однако в общем случае можно выделить следующие этапы работ данного направления.

Целесообразно провести детальный и всесторонний анализ экологической информативности тематических природных и социально-экономических карт различного масштаба, имеющихся на исследуемую территорию. Это касается карт геологического, геоморфологического и почвенного профиля, а также топографических основ. Информация карт позволит представить структуру экосистем данной территории и оценить характеристики компонентов экосистем, которые определяют естественное состояние геологической среды и се потенциальную реакцию на техногенные воздействия. Сведения о составе поверхностных отложений важны для оценки вертикальной и горизонтальной миграции поверхностного загрязнения, а также для суждения об устойчивости литогенной основы к эрозии и механическим нагрузкам. Особую ценность представляют инженерно-геологические карты, несущие многоплановую информацию о строении природной среды, и гидрогеологические карты, позволяющие судить о защищенности водоносных горизонтов. Аналогичным образом можно использовать геоморфологические и почвенные карты. Априорную информацию о возможном загрязнении и нарушенное™ природной среды несут карты промышленности, транспорта и земельных угодий.

Интерпретация базовых тематических карт должна послужить основой для составления серии специализированных карт, отражающих различные стороны природного потенциала территории. Примерный перечень таких карт выглядит следующим образом:

• ? характеристика инфильтрационных сред;
• ? типология и кинематика разломов;
• ? защищенность водоносных горизонтов;
• ? инженерно-геологические процессы;
• ? геохимия ландшафтов;
• ? типы и ареалы техногенного воздействия;
• ? динамика ландшафтов.

Наиболее сложный и ответственный этап — составление собственно геоэкологических карт. В зависимости от поставленных задач эти карты могут быть:

• ? параметрическими, отражающими закономерности распределения какого-либо параметра экологического состояния геоэкологической среды, например содержание свинца в почве или нефтепродуктов в подземных водах;
• ? компонентными, дающими комплексную информацию о состоянии рельефа, почв, массивов горных пород или подземных вод;
• ? комплексными аналитическими, содержащими сведения о многочисленных видах техногенного воздействия и их масштабах;
• ? комплексными типологическими, дающими ранжирование структурных, стратиграфо-гснстических или природных комплексов по напряженности экологической обстановки.

Геоэкологическое картографирование требует сбора и систематизации большого материала о загрязнении и нарушенное™ природных комплексов. Принципиально важным следует считать ранжирование критериев экологического состояния и системный подход при районировании территорий по экологической опасности.

Методика проведения геоэкологического районирования и составления геоэкологических карт. По мнению В.И. Осипова, картографированию подлежат «природно-технические системы» - комплексы природных и техногенных объектов, оказывающих взаимное влияние друг на друга. Литовские геологи считают, что методические приемы геоэкологического картографирования различаются в зависимости от мощности четвертичной толщи. Наиболее интересной и обоснованной представляется точка зрения К.И. Сычева, в соответствии с которой геоэкологическое картографирование должно быть синтетическим, отражающим техногенные изменения всех компонентов природной среды (почв, зоны аэрации, подземных вод и горных пород) в их взаимосвязи с поверхностной гидросферой, техногенными и природными ландшафтами, а также деятельностью человека (инженерные сооружения и объекты, сброс сточных вод и захоронение отходов, водозаборы, системы орошения или осушения и т.д.).

Следовательно, геоэкологическое картографирование — это картографирование природной среды как многокомпонентного объекта с быстро изменяющимися во времени и пространстве свойствами. Научно-методической основой геоэкологического районирования является требование одновременного отображения: природных геоэкологических закономерностей; источников и характера антропогенных воздействий на природные комплексы; реакции последних на эти воздействия; оценки и прогноза суммарного воздействия природных и антропогенных факторов на экологическое состояние почв и зоны аэрации, подземных вод, горных пород и природную среду в целом как развивающуюся природио-техпо- генную систему. Из этого следует, что методика проведения геоэкологического районирования и построения соответствующих карт базируется на технологиях и приемах проведения специализированной геологической, гидрогеологической или геохимической съемки. Применяемая геологами методика картографирования геологических процессов дополняется выделением ведущих факторов динамики природной среды, обоснованием параметров выбора критериев оценки геоэкологических условий, а также изучением природных и техногенных трансформаций основных компонентов природной среды.

Основным этапом построения геоэкологической карты и проведения соответствующего районирования является выбор «базовой модели», на основании которой проводится детальная оценка геоэкологической ситуации данного региона. При построении геоэкологической карты используется следующий комплект базовых среднемасштабных моделей: геологическая карта четвертичных отложений, а также карты: геоморфологическая, тектонического районирования, неотектоническая, защищенности грунтовых вод; схема гидрогеологического районирования территории (фрагменты соответствующих карт территории Беларуси). Кроме упомянутых, при проведении районирования используется серия геологических и гидрогеологических карт специального назначения. Дополнительно привлекаются материалы и сведения по изучению современных геологических процессов, а также техногенных трансформаций компонентов геологической среды (атмосферного воздуха, почв, горных пород, поверхностных и подземных вод). Из всего этого следует, что основной принцип геоэкологического районирования состоит в комплексном учете существующих схем и приемов регионального, частного и специализированного разделения территории по геоэкологическим условиям.

Выделяются основные факторы динамики природной среды: горнотехнический, селитебный, сельскохозяйственный. Значительно увеличивает степень воздействия на геологическую среду складирование (приповерхностное и подземное) промышленных отходов, особенно содержащих токсичные загрязняющие вещества. Вскрытие карьерной выработкой грунтовых вод, помимо снижения защищенности подземной гидросферы, влечет нарушение уровенного режима на значительных площадях.

Выбор оценочных критериев геоэкологических условий производится из представления о природной среде как сфере обитания человека и объекте его хозяйственной деятельности. Это определяет рассмотрение в качестве ведущих показателей геоэкологических условий состояние трех природных сред: атмосферного воздуха, грунтов, поверхностных и подземных вод. Для их оценки используются сведения о вещественном составе грунтов, изменении уровня грунтовых вод, степени загрязнения подземных вод и другие характеристики, полученные путем непосредственных измерений и наблюдений, а также косвенные данные: интенсивпость водообмена, защищенность подземных вод, модуль техногенной нагрузки и т.д.

В итоге методику составления геоэкологической карты можно проиллюстрировать следующей схемой: факты (сбор информации, имеющейся и специально полученной, отображение ее па картах) —> анализ и оценка информации (выявление взаимосвязей, обобщение, сопоставление гипотез с фактами) путем создания оценочных геоэкологических карт и карт геоэкологического районирования —> картографические модели рационального использования территории (приоритетное использование, регламентация хозяйственной деятельности и т.д.).