Абалаков А.Д. Экологическая геология

Подождите немного. Документ загружается.

Оценка геоморфологического риска в районе Ковыктинского

Ярусы Подъяру

сы

Стратиграфические

комплексы

Грунты Формы рельефа

Останцов

ый

реликтов

ый (1)

- Ийская (O

is) и

бадарановская (O

bd)

свиты: песчаники,

алевролиты, плоско-

галечные конгломераты

Полускальные

трещиноватые

выветрелые. Супесчано-

щебнистые, щебнисто-

глыбовы

Останцы,

опоясанные

структурными

уступами, склоны

останцов

Вершин-

ных

поверхнос

тей

осевого

гребня (а)

Верхняя подсвита усть-

кутской свиты (O

песчаники, алевролиты,

аргиллиты, известняки

доломиты

Скальные твердые

невыветрелые.

Суглинистые и

глинистые

Уплощенные

поверхности,

отдельные вершины

с развалами камней,

седловины

Осевого

гребня

плато

(2)

Приверши

нных

склонов

(б)

Верхняя подсвита усть-

кутской свиты (O

песчаники, алевролиты,

аргиллиты, известняки

доломиты

Скальные твердые

невыветрелые.

Супесчаные, супесчано-

суглинистые

и суглинистые

Пологие склоны,

водосборные

воронки, лога,

структурные уступы

Вершинн

ых

поверхнос

тей

боковых

отрогов

(а)

Верхняя подсвита

усть-кутской свиты

): песчаники,

алевролиты, аргиллиты,

известняки доломиты

Скальные твердые

невыветрелые.

Суглинистые и

глинистые

Уплощенные

поверхности,

отдельные вершины

с развалами камней,

седловины

Боковых

отрогов

плато

(3)

Склонов

боковых

отрогов

(б)

Нижняя подсвита усть-

кутской свиты (O

песчаники, доломиты,

известняки

Скальные твердые

невыветрелые,

переслаивающиеся с

полускальными

трещиноватыми

выветрелыми и

закарстованными.

Супесчано-щебнистые,

супесчано-суглинистые

Склоны, V-образные

долины,

водосборные

воронки,

структурные уступы

Склонов

долин

(а)

Илгинская свита (О

il):

песчаники, аргиллиты,

мергели, доломиты,

известняки, верхоленская

свита (О

2-3

vl): аргиллиты,

алевролиты, песчаники,

мергели, ангарская и

литвинцевская свиты

нерасчлененные

(О

1-2

an+lt): доломиты,

известняки, гипсы,

песчаники

Полускальные

трещиноватые

выветрелые и

закарстованные,

переслаивающиеся со

скальными твердыми

невыветрелыми.

Супесчано-щебнистые,

глыбово-щебнистые

Крутые склоны,

V-образные долины,

структурные уступы,

делли

Горно-

долинный

(4)

Днищ

долин

(б)

Современные (Q

) и

верхнечетвертичные (Q

III

)

отложения:

Песчано-гравелистые,

песчано-галечные,

песчано-глинистые,

Пойма, террасы,

конусы выноса

аллювиальные,

пролювиальные,

биогенные

торфянистые

Таблица 4.3.4

газоконденсатного месторождения на региональном уровне

Ведущие

экзогенные

процессы

Эрозион

ный цикл

Генезис

рельефа

Энергия

рельефа

Гидрогеологи

ческие

условия

Геокриологи

ческие

условия

Геоморфо

логически

й риск

Гравитационн

ые

Отсутстви

е эрозии

Структурно-

денудационн

ый

Высокая Зона аэрации Многолетне-

мерзлые

породы

отсутствуют

Высокий

(II)

Физичекое

выветривание

и десерпция

Отсутстви

эрозии

Структурно-

денудационн

ый

Низкая Зона аэрации,

верховодка,

водоупоры в

виде

поверхностных

глин

Длительная

сезонная

мерзлота

Наиболее

низкий

(V)

Десерпция,

склоновая

эрозия

(плоскостная с

переходом в

линейную)

Слабой

проникающ

ей эрозии

(4 цикл)

Структурно-

денудационный

и эрозионно-

денудационный

Низкая Зона аэрации Многолетнем

ерзлые

породы

отсутствуют

Низкий

(IV)

Физическое

выветривание

и десерпция

Отсутстви

эрозии

Структурно-

денудацион-

ный

Низкая Зона аэрации,

верховодка,

водоупоры в

виде

поверхностных

глин

Длительная

сезонная

мерзлота

Наиболее

низкий

(V)

Склоновая

эрозия, карст

Неглубок

их

врезающи

хся долин

(3 цикл)

Структурно-

денудационн

ый и

эрозионно-

денудационн

ый

Средняя Зона аэрации с

подвешенными

водоносными

горизонтами

Многолетнем

ерзлые

породы

отсутствуют

Средний

(III)

Склоновая и

речная

глубинная

эрозия,

мерзлотные и

гравитационн

ые, карст

Глубоких

врезающи

хся долин

(2 цикл)

Эрозионно-

денудационн

ый

Высокая Зона

насыщения

ниже главного

водоносного

горизонта

Островная

мерзлота в

нижних

частях

северных

склонов

Крайне

высокий

(I)

Речная

глубинная и

боковая эрозия,

болотно-

мерзлотные

Глубоких

расширяющ

ихся долин

(1 цикл)

Эрозионно-

аккумулятивны

Низкая Зона разгрузки

главного

водоносного

горизонта,

прирусловые

талики

Островная

мерзлота на

террасах под

верховыми

болотами

Крайне

высокий на

пойме(I). От

высокого (II) до

низкого (IV) на

террасах

Литература

1. Абалаков А. Д. Экологические аспекты освоения Ковыктинского

газоконденсатного месторождения / А. Д. Абалаков, Э. С. Зиганшин,

Ю. О. Медведев и др. – Иркутск : Изд-во Ин-та географии РАН,

2001. – 194 с.

2. Концепция производственного экологического мониторинга

Ковыктинского газового комплекса /А. Д. Абалаков, Д. И. Стом, С. П.

Примина и др.; отв. ред. А.

Д. Абалаков. – Иркутск : Иркут. ун-т, 2006.

– 262 с.

3. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная геодинамика /

В. Д. Ломтадзе. – Л. : Недра, 1977. – 479 с.

4. Сергеев Е. М. Инженерная геология – наука о геологической среде /

Е. М. Сергеев // Инженерная геология. – 1979. – № 1. – С. 3–19.

5. Сергеев Е. М. Инженерная геология : учебник / Е. М. Сергеев. – М. :

Изд-во МГУ

, 1978. – 384 с.

6. Трофимов В. Т. Экологическая геология : учебник для вузов /

В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг. – М. : Геоинформмарк. 2002. – 416 с.

7. Ясаманов Н. А. Основы геоэкологии : учеб. пособие для эколог.

специальностей вузов / Н. А. Ясаманов. – М. : Издательский центр

«Академия», 2003 – 352 с.

Глава 5. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЯ

5.1. Гидрогеология и экологическая гидрогеология.

Определение. Объект и предмет изучения

экологической гидрогеологии

Подземные воды, т. е. все воды, находящиеся ниже

поверхности земли в жидком, газообразном и твердом

состояниях, рассматриваются в литосфере на основе развития

земной коры и Земли как планеты, изучаются специальной

наукой – гидрогеологией (Пиннекер, 1983). Поэтому

гидрогеология входит в цикл наук

о Земле и является отраслью

геологии. Гидрогеология изучает происхождение, состояние,

состав и свойства подземных вод, условия их залегания и

распространения в земной коре, закономерности движения и

взаимодействия подземных вод с вмещающими их горными

породами, почвами и осадками, оценивает запасы и ресурсы

подземных вод в земной коре.

Подземные воды играют очень важную

роль в жизни людей.

Они, по выражению акад. А. П. Карпинского, являются наиболее

драгоценным полезным ископаемым. Подземные воды издавна

используются для питья и хозяйственных целей, в сельском

хозяйстве и в промышленном производстве. Используются

подземные воды для орошения полей, лечебных целей, отопле-

ния, выработки электроэнергии и как сырье для получения из

них

некоторых элементов и соединений (йода, брома и др.). В

отдельных отраслях народного хозяйства подземные воды

осложняют производство работ, эксплуатацию инженерных

сооружений, отрицательно влияют на урожайность. В этих слу-

чаях приходится или удалять избыток подземной воды с помо-

щью дренажных сооружений и водоотливных установок, или

защищать сооружения от воды с помощью

гидроизоляционных

материалов, или временно переводить воду из жидкого состояния в

твердое (замораживание).

К подземным водам относятся все воды, находящиеся в

порах и трещинах горных пород ниже поверхности Земли. Они

широко распространены в земной коре и изучение их имеет

большое значение при решении ряда вопросов: 1) водоснабжения

крупных населенных пунктов и промышленных предприятий; 2)

гидротехнического и промышленного строительства; 3)

проведения мелиоративных мероприятий; 4) курортно-

санаторного дела и т. д.

Значима геологическая деятельность подземных вод. С ними

связаны карстовые процессы в растворимых горных породах

(известняках, доломитах, гипсах и др.) и оползание земляных

масс по

склонам оврагов, рек и морей.

В зависимости от изучаемых вопросов в гидрогеологии

могут быть выделены следующие разделы.

Общая гидрогеология. Изучает происхождение подземных

вод, условия их залегания и распространения, физические свой-

ства, химический, газовый и микробиологический состав подзем-

ных вод и занимается классификацией последних.

Динамика подземных вод. Изучает закономерности движения

в природных и измененных условиях притоков воды к

водозаборным и дренажным сооружениям, в горные выработки и

строительные котлованы, оценивает величину подпора.

Новым научным направлением является экологическая

гидрогеология.

Экологическая гидрогеология как наука представляет

большой теоретический интерес, связанный с формированием

гидросферы Земли, и имеющая практическое значение для

различных сфер деятельности человека.

Главной

причиной, обусловливающей выделение

экологической гидрогеологии является то, что подземные воды

по мере увеличения объема и разнообразия техногенной нагрузки

на подземную гидросферу начинают активнее влиять на

компоненты экосистем и биоту в целом, и следовательно, на

условия жизнедеятельности человека.

Экологическая гидрогеология изучает экологические

функции подземной гидросферы.

Подземные воды, природные и находящиеся под влиянием

антропогенной нагрузки и природно-технических систем,

являются объектом изучения экологической гидрогеологии.

Их происхождение, распространение, миграция,

качественные и количественные изменения в пространстве и во

времени, геологическая деятельность, рассматриваемые в аспекте

влияния подземных вод на поверхностную гидросферу, биоту и

человека, является предметом экологической гидрогеологии

5.2. Гидрогеологические системы

Они подразделяются природные и техногенные

гидрогеологические системы. Природные системы охватывают

естественную подземную гидросферу. В техногенных

гидрогеологических системах (Писарский, 1994; Матусевич,

Ковяткина, 1997) на природную гидрогеологическую обстановку

(«натуральную» подземную гидросферу) влияют техногенные

нагрузки. Именно изучение их структуры, закономерностей

образования и эволюции позволит объективно прогнозировать

состояние геологической среды (в частности, количественно-

качественные

параметры подземной гидросферы) и

способствовать разработке профилактических и охранных

мероприятий, оптимальному воздействию человека на

геологическую среду.

Термин «техногенная гидрогеологическая система» к

нефтегазовым месторождениям применял Ю. П. Гаттенбергер

(Теоретические основы..., 1992), который предложил

систематизировать техногенные изменения гидрогеологической

обстановки «сверху» и «снизу».

Применительно к Западно-Сибирской нефтегазоносной

провинции В. М. Матусевич и Л

. А. Ковяткина (1997)

разработали схему типизации техногенных гидрогеологических

систем. Такая система в значительной мере формируется

«сверху» (рис. 5.2.1).

Под техногенной гидрогеологической системой понимается

участок (блок) подземной гидросферы, испытывающий

техногенное воздействие. Такой участок (блок) характеризуется

устойчивыми или постоянно меняющимися полями

гидрогеохимических, гидрогеодинамических или

гидрогеотермических параметров, существенно отличающихся от

природных (фоновых) значений.

Б. И

. Писарский (1994) в вертикальном разрезе техногенной

гидрогеологической системы выделяет три этажа. Первый –

комплекс наземных сооружений или объектов хозяйственной

деятельности, воздействующих на подземную гидросферу и

вызывающих изменения ее термического,

гидрогеодинамического или гидрогеохимического режима.

Второй этаж – верхняя часть участка (блока), непосредственно

затронутая воздействием техногенеза, где в зону аэрации или

водоносной породы попадают

Рис. 5.2.1. Схема типизации техногенных гидрогеологических систем

продукты хозяйственной деятельности человека, изменяющие

характер и темпы внутреннего и внешнего водообмена и

вызывающие преобразования всех компонентов геологической

среды, в первую очередь ее жидкой составляющей. Третий этаж –

нижняя часть участка (блока), где сказываются косвенные

воздействия техногенных нагрузок, а изменение

гидрогеодинамического и гидрогеохимического режимов связано

с провоцирующим действием техногенеза.

В эволюции техногенных гидрогеологических систем, по

Б. И. Писарскому, прослеживаются четыре этапа изменений:

– дотехногенный – система не испытывает существенного

влияния техногенеза;

– обратимый – при снятии техногенной нагрузки система

самовосстанавливает естественное (природное) состояние;

– необратимый – для возврата в естественное либо

благоприятное для жизнедеятельности

человека состояние

необходимы существенные финансовые, материальные и трудовые

затраты;

– катастрофический – система изменена настолько, что

возврат к ее рациональному хозяйственному использованию

невозможен.

По масштабам воздействия хозяйственной деятельности на

геологическую среду техногенные гидрогеологические системы

могут быть глобальными, региональными и локальными. К

сожалению, техногенные гидрогеологические системы и их

иерархия еще весьма слабо

изучены. Первая попытка в этом

плане сделана для нефтегазовых месторождений (Теоретические

основы..., 1992), при этом отмечается, что техногенные

воздействия на гидрогеологические системы весьма

разнообразны и сложны. Изменения техногенного характера

распространяются вплоть до фундамента нефтегазоносного

бассейна, охватывая практически всю геологическую среду.

Воздействие «сверху» включает обычные работы, связанные

с освоением любых территорий, в данном

случае это

строительство и обустройство скважин, а главное – эксплуатацию

промыслового хозяйства. Загрязнители – буровые и тампонажные

растворы, буровые сточные воды и шлам выбуренных пород,

продукты испытания скважин. Наибольший ущерб окружающей

среде могут нанести аварийные выбросы и открытое

фонтанирование скважин (нефтью или рассолами). Сильно

загрязнена, например, территория старых нефтяных промыслов в

Баку

как нефтью, так и пластовыми водами, минерализация

которых достигает 200–300 г/дм

. В качестве других

отрицательных воздействий «сверху» следует указать оттаивание