Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
w, %
30 -
20 -,
10-
мес
0
II
IV VI VIII X X?l II
IV VI VIII X XI?
С, г/л(
ПДК
" 2 -
1 -
мес
0
II IV VI VIII X XII II IV VI VIII X XII
Рже. 20. Данные режимных наблюдений эа изменением влажности (а) и концентрации загрязнителя (6) в грунте во времени
Чрезвычайно важным является ответ на вопрос "с какой периодичностью и частотой наблюдать?1' Решение этого вопроса определяется учетом временной изменчивости геологической среды и ее объектов, а также временным режимом функционирования техногенных объектов. Часто бывает невозможно сразу правильно выбрать режим наблюдений (частоту замеров, периодичность и т.д.) из-за недостаточной первичной информации о том или ином объекте, В этом случае проводятся методические исследования или по ?прошествии какого-то времени вносятся корректировки в программу наблюдений, которая постепенно уточняется и по мере работы системы мониторинга становится все более оптимальной. На рис. 20 показаны графики режимных наблюдений за изменением природной влажности (а) и концентрации загрязнителя (б) в грунте по месяцам в течение двух лет. Из графика следует, что указанные параметры меняются по сезонам года циклически с определенными периодами, которые позволяют установить периодичность наблюдений при условии, что режим существования данного грунта будет оставаться таким же. При этом следует иметь в виду, что при данном режиме в-некоторые месяцы загрязнения могут превышать ПДК, а в остальные периоды оставаться ниже ПДК (см. рис. 20). Таким образом, если проводить отбор проб на загрязнение случайным образом, можно получить ошибочные результаты. Аналогичные периодические зависимости могут быть установлены и для многих других параметров и элементов геологической среды, что свидетельствует об определенной цикличности многих природных процессов.
Ь-1-1-|-1-1-1-,-,-(-1-Н-*-
0 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 мес
Рис. 21. Различные варианты изменения концентрации загрязнителя в грунте во времени (объяснение в тексте)
Однако при техногенном вмешательстве в геологическую среду правильная периодичность тех или иных параметров может меняться весьма сложным образом, зависящем от режима техногенного вмешательства. При этом могут наблюдаться три возможных случая изменения параметров, показанные на рис. 21. Кривая 1 отражает периодическое изменение показателя С{ в естественных природных условиях. При техногенном воздействии, начавшем сказываться в VI месяце, ход кривой С{ = /(?) резко изменился (кривая 2). Кроме этих случаев могут иметь место и варианты монотонного изменения показателей с тенденцией их уменьшения (кривая 4) или увеличения (кривая 3) как, например, в случае накопления загрязнений. Отмеченные особенности изменения свойств элементов геологической среды во времени должны учитываться при разработке программ наблюдений.
Наблюдательные сети в пределах геологической среды формируются в определенном трехмерном пространстве. В зависимости от масштаба исследований или ранга мониторинга геологической среды наблюдательные сети бывают детальные, локальные, региональные или национальные. Они охватывают определенные площади — так называемые наблюдательные полигоны соответствующего уровня. Наблюдательные полигоны могут включать всю исследуемую территорию или только ее часть. В последнем случае наблюдения ведут либо на опытных площадках, оборудованных соответствующим образом, либо на эталонных участках, геологическое строение которых отражает лишь какой-либо один характерный элемент геологической среды, , 7 В.А.Королев.
Низшей структурной единицей иерархической системы наблюдений мониторинга геологической среды является точка наблюдения (точка отбора проб грунта или почвы, родник, колодец, скважина и т.п.). Следующий уровень — наблюдательный пост (гидрогеологический, геок р ио логи чес к ий, инженерно-геологический, геофизический и т.п.), состоящий в случае гидрогеологических наблюдений из группы поэтажно оборудованных наблюдательных скважин. Пост обычно обеспечивает какую-либо одну группу наблюдений, а в случае комплексного применения методов наблюдений (например, гидрогеологических и геофизических) перерастает в наблюдательный полигон. В пределах наблюдательного полигона оборудуется система наблюдательных скважин и экспериментальных площадок, предназначенных для изучения конкретных инженерно-геологических, гидрогеологических и геокриологических явлений и процессов.
В зависимости от таксономического ранга наблюдательного полигона на них решаются разные задачи. Полигоны низшего ранга — детальные наблюдательные полигоны, предназначенные для решения различных узких задач сбора первичной информации на участках, типовые условия которых соответствуют опорному полигону.
Опорный полигон соответствует локальному уровню исследований и оборудуется на типовом (опорном) участке, характеризующем какую-либо таксономическую единицу инженерно-геологического типологического районирования. В принципе в системе мониторинга все выделяемые при районировании таксономические единицы должны быть снабжены опорными наблюдательными полигонами. Однако в ряде случаев (для таксономических единиц, не испытывающих техногенных воздействий, устойчивых участков и т.п.), а также в целях экономичности некоторые таксономические единицы районирования могут снабжаться лишь детальными наблюдательными полигонами или постами, или даже точками. На опорных наблюдательных полигонах выявляются основные закономерности и механизмы развития тех или иных процессов, проводится наиболее полный комплекс наблюдений.
