CC BY
218
образования обучающихся - ошибка, за которую общество расплачивается уже сейчас, а потому следует уделить внимание соответствующей подготовке будущих учителей.
Как указано выше, результатом Декады ОУР должны стать разработанные качественные и коли-
чественные показатели, которые послужат индикаторами реализации целей ОУР. На нашей кафедре разработан диагностический инструментарий для определения эффективности экологического компонента ОУР: диагностика экологической компетентности личности и диагностика личностного развития.
кафедра физической географии
УДК 551.4
к вопросу об эколого-геоморфологической оценке
территории города
С.В. КРАШЕНИННИКОВА Пензенский государственный педагогический университет, кафедра физической географии
Рассмотрены опасности, связанные с изменением рельефа городов. Выделены критерии эколого-геоморфоло-гической оценки городской территории. Приведена инженерная и экологическая оценка рельефа городов. Даны этапы эколого-геоморфологической оценки территории городов.
Городская среда характеризуется коренным из- ти, взаимосвязи рельефа с гидрогеологией, геотехническими свойствами грунтов и их изменчивостью, геодинамикой территории, чтобы наилучшим образом «вписать» инженерные сооружения в природную среду и провести эколого-геоморфологическую оценку территории.
Для проведения эколого-геоморфологической оценки городской территории, прежде всего, необходимо определить перечень показателей (естественных и техногенных) городской среды, влияющих как на принятие инженерных решений, так и на принятие решений по экологической безопасности населения. В набор оценок включены такие, как «экологическая привлекательность», «психологическое состояние населения».
Экологическая привлекательность рельефа (комфорт проживания, безопасность человека и его жилища, необходимые бытовые удобства и т.п.) -одна из сторон эколого-геоморфологических исследований (Ефремов, 2000).
Необходимо разработать критерии эколого-гео-морфологической оценки городской территории. Важность задачи состоит в создание методики составления новых типов карт, отражающих комплексные оценки и районирование территорий по природным и техногенным факторам риска, включая их вероятностные картографические модели, карты районирования по степени обеспечения безопасности населения. Важны и экспериментальные работы, иллюстрирующие результаты применения методики к изучению разнотипных объектов и процессов (опасные экзогенные процессы, техногенные процессы и техногенный рельеф) для города и его районов.
менением естественных ландшафтов. Полностью перестраиваются биогенные компоненты, существенно изменяется микроклимат. наиболее консервативны литогенная основа и рельеф, но и они подвержены воздействию урбанизированной среды.
Рельеф - один из ведущих компонентов природной среды, обуславливающих инженерно-строительную обстановку. Рельеф самым тесным образом связан с геологическим строением, гидрогеологией территории, предопределяет ее поверхностный сток, экзодинамическую активность, через уклоны непосредственно влияет на строительство, микроклимат.
Техногенное преобразование рельефа, формирование мощного слоя «культурных» отложений исказили природный облик рельефа, что отразилось на инженерно-геологических и гидрогеологических условиях городских территорий. А это, в совокупности с влиянием производственной деятельности в городе (эксплуатация систем водоснабжения, канализации, вибрационные, электромагнитные поля, тепловое воздействие, химическое загрязнение), породило ряд проблем инженерно-геологического и экологического характера.
Существующие нормативы инженерно-геологических изысканий не всегда позволяют получить исчерпывающую информацию о состоянии геологической среды города не только по отдельному объекту, но и о месте и роли этого объекта в функционировании геотехнических систем города. Геоморфологический «блок»— один из определяющих поведение всей геотехнической системы. Поэтому важно вскрыть геоморфологические закономернос-
Как отмечалось выше, преобразование рельефа городской территории, приведение его в соответствие с архитектурно-планировочными требованиями вызывает нарушение структуры поверхностного стока, изменение уровня и режима грунтовых вод и интенсивности экзогенных рельефообразующих процессов. Выработка критериев, на основании которых можно провести оценку устойчивости измененного рельефа, является одной из важнейших проблем инженерной и экологической геоморфологии. Необходимо подразделять изменения рельефа на «неопасные» и «опасные».
Опасности, связанные с изменением рельефа, заключается в следующем:
1) катастрофическая активизация экзогенных рельефообразующих процессов, характерных для данной территории;
2) развитие нетипичных процессов - динамических смещений грунтов на склонах водоразделов, деградация пород;
3) возникновение зон повышенного экологического дискомфорта - техногенные бедленды, техногенные геохимические аномалии, горящие свалки и отвалы, новые геопатогенные зоны и т.д.;
4) снижение запасов подземных вод, процессы подтопления и т.д.
Строительная деятельность человека не может не учитывать природных особенностей территории, которые предопределяют архитектурную планировку, конструкцию отдельных строительных объектов. Природные условия будут или благоприятствовать или создавать дополнительные трудности при эксплуатации сооружений. Поэтому необходимо рассмотреть критерии инженерной оценки рельефа территории (Белоусов, 1978).
Инженерная оценка территории города состоит в следующем.
При характеристике геоморфологического типа рельефа необходимо дать оценку степени устойчивости территории для функционального зонирования, оценку развития комплекса экзогенных и эндогенных процессов. При характеристике па-леорельефа оценивается влияние палеорельефа на гидрологические условия, вероятность активизации карста, провально-просадочных явлений, степени сейсмической проводимости. При характеристике расчлененности рельефа (суммарная вертикальная и горизонтальная) дается оценка по степени благоприятности для строительства; оценка величины эрозионной опасности; оценка необходимости и размещения объектов по защите от процессов эрозии; оценка необходимости и размеров земляных работ по вертикальной планировке территории; оценка вероятности развития подтопления, заболачивания, суффозионно-просадочных явлений. При характеристике уклонов поверхности оцениваются архитектурно-планировочные решения застройки; оценивается величина поверхностного стока; сложности
прокладки коммуникаций, размещения и плотности ливневой канализации. При характеристике экспозиции склонов оценивается выбор места для объектов социальной инфраструктуры.
Рассматривая геологические условия, структурно-генетическое строение территории, тип и генезис отложений, необходимо оценить сейсмическую устойчивость территории. Дать оценку инженерных свойств грунтов, необходимость сооружения объектов по защите территории от негативных геологических процессов, оценка развития оползней, неравномерного сжатия грунтов, коррозионной опасности грунтов и их устойчивости к динамическим нагрузкам.
При характеристике грунтовых вод дается оценка глубины залегания, агрессивности, градиента вертикальной фильтрации для определения степени подтопленности и объема работ по обеспечению нормальной дренированности территории, возможности загрязнения подземных вод, необходимости гидроизоляции подземных коммуникаций. При характеристике поверхностных вод оценивается степень опасности наводнений, процессов абразии по берегам водотоков и водоемов и необходимости возведения защитных сооружений. При характеристике подземных вод оцениваются запасы, техническое качество воды, степень защиты от загрязнения.
Техногенные характеристики - это прежде всего характеристики техногенных грунтов. Для этого дается оценка мощности и площадей распространения техногенных отложений, возможности их мелиорации или ликвидации, инженерных свойств, в том числе коррозионных свойств, вибрационных, электрических, тепловых. При анализе плотности застройки и закрытости территории необходима оценка выбора участка для перспективного строительства или альтернативного использования территории. Для анализа плотности авто- и рельсовых дорог, силовых линий (кабели, высоковольтные линии) необходимо корректирование планировочной структуры и выбор участков для перспективного строительства.
А теперь дадим экологическую оценку этим же характеристикам городской среды.
Анализируя геоморфологический тип рельефа, необходимо дать оценку экологической привлекательности ландшафта и типа застройки, оценку безопасности проживания. При характеристике расчлененности рельефа также дается оценка экологической привлекательности ландшафта и типа застройки, оценка потери экологической привлекательности ландшафта после работ по вертикальной планировке, оценка влияния этих процессов на условия жизни и здоровье населения.
Анализируя уклоны поверхности дается оценка возможности загрязнения поверхностным стоком, оценка вероятности повреждения коммуникаций и возможной степени загрязнения (ухудшение условий проживания). Экспозиция склонов влияет на обеспеченность необходимой инсоляцией.
Рассматривая геологические характеристики, структурно-тектоническое строение, необходима оценка психологического состояния населения. А при характеристике типа и генезиса отложений оценка безопасности проживания на городской территории по комплексу инженерных условий,
оценка вероятности загрязнения почв и грунтовых вод, распространения «болезней» растений.
Рассматривая гидрогеологические характеристики, в частности грунтовые воды, возможен анализ вероятности развития кровососущих насекомых и патогенной микрофлоры на подтопленных и загрязненных участках, оценка состояния зеленых насаждений и рекреационных зон. При характеристике поверхностных вод дается оценка питьевых и эстетических качеств водоемов и возможности их использования для рекреационных целей. При оценке подземных вод рассматриваются питьевые качества и возможности использования вод для питьевых и бальнеологических целей.
Давая техногенные характеристики, а именно изучая техногенные грунты, оценивается степень патогенности техногенных отложений, вероятности загрязнения почв и грунтовых вод и вновь распространения "болезней" растений.
При анализе плотности застройки и закрытости территории оценивается проветриваемость территории, ее экологическая привлекательность (наличие мест отдыха, социальной инфраструктуры) и степень самоочищения поверхностным стоком. При характеристике плотности авто- и рельсовых дорог ведется оценка техногенных полей вибрации и блуждающих токов, шумового загрязнения, оценка защищенности объектов социальной инфраструктуры (детские сады, школы, лечебные заведения) и ис-торико-архитектурных объектов от воздействия физических полей и химического загрязнения. При характеристике силовых линий определяют зоны электрокоррозионной опасности, зоны экологического дискомфорта от влияния высокочастотных электромагнитных полей для жителей города, дается оценка влияния электромагнитных полей на биоту.
В ряде городов страны (в том числе и в Пензе) в разное время были проведены исследования предпочтений населения при выборе места жительства. на основании анкетирования и опроса было выяснено, что одним из важных факторов выбора места жительства является экологический. Важным аспектом является и экологическая привлекательность рельефа, его безопасность (отсутствие процессов подтопления за длительный промежуток времени, малая эрозионная расчлененность, соответственно отсутствие или далекое стояние бровок оврагов, балок, отсутствие оползневых процессов). Умеренно-расчлененные территории являются наиболее благоприятными с точки зрения «экологической привлекательности».
В настоящее время четко определились критерии оценки рельефа городских экосистем и урбанизированных территорий.
В Институте Географии РАН в отделении геоморфологии разработаны количественные критерии для проведения некоторых видов оценки.
Условия на определенных участках городской территории могут характеризоваться показателями, принадлежащим разным категориям. Можно провести оценку территории по морфометрическим показателям. С помощью морфометрического анализа можно оценить городскую территорию по ряду природных и техногенных процессов, что в конечном итоге позволяет считать расчлененность рельефа одним из комплексных критериев для построения карты экологической безопасности. В результате будет показана степень опасности развития природных и техногенных процессов на различных формах рельефа, при различных углах наклона поверхности. Морфометрические характеристики взаимозависимы и условия на определенных участках городской территории могут характеризоваться показателями, принадлежащими разным категориям. Но надо обратить внимание на то обстоятельство, что одни и те же морфологические условия различно влияют на активизацию и протекание техногенных процессов. В частности, условия благоприятности для развития подтопления исключают опасность активизации эрозии. Следовательно, необходим выбор критериев для оценки: 1. Совместимых процессов, возникающих в одинаковых условиях. 2. Взаимоисключающих процессов. 3. Процессов взаимозависимых.
Рассматривая опасные изменения некоторых природных условий, можно сделать выводы, что при изменении морфометрических характеристик, превышающих максимальные значения показателей для данной местности, происходит перестройка гидросети и баланса сноса - аккумуляции материала. При изменении уровня грунтовых вод в пределах, превышающих среднестатистические многолетние колебания более, чем на 5 м, начинается процесс подтопления, на участках, ранее благоприятных по уровню грунтовых вод, идет изменение режима грунтовых вод, что влияет на миграцию химических элементов и на формирование геохимических аномалий. При накоплении техногенных отложений, создающих геохимические аномалии, возникают техногенные физические поля, изменяющие физико-механические свойства пород, происходит деформация зданий и сооружений, разрушение коммуникаций и даже увеличение сейсмичности.
Важна и площадь воздействия. Так, при воздействии на водосборные бассейны малых рек происходит перестройка этих водосборов, идет изменение структуры гидросети и баланса сноса - аккумуляции, активизация суффозионно-просадочных явлений.
Морфометрические характеристики могут быть положены в основу оценки современного рельефа с точки зрения благоприятности для строительства.
Э.А. Лихачева и другие авторы показали результаты типизации морфометрических показателей по
степени благоприятности для строительства (Лихачева, 1996).
Благоприятной для строительства является сла-борасчлененная территория при крутизне склонов до 60, глубине расчлененности рельефа до 25 м/км и густоте расчленения до 1 км/км2.
неблагоприятной для строительства является умереннорасчлененная территория, с крутизной склонов 6-120, при глубине расчленения 25-35 м/км2 и густоте расчленения 1-2 км/км2. но, как уже сказано выше, умереннорасчлененные территории являются наиболее благоприятными с точки зрения экологической привлекательности.
особо неблагоприятной для строительства является сильнорасчлененная территория с крутизной склонов более 120, глубиной расчленения более 35 м/км2 и густотой расчленения более 2 км/км2.
С помощью морфометрического анализа можно оценить городскую территорию по ряду природных и техногенных процессов, что позволяет считать расчлененность рельефа одним из комплексных критериев для построения карты экологической безопасности населения.
необходимо напомнить, что на территории города интенсивно изменяется микрорельеф. Этот процесс сопровождается уничтожением естественных и возникновением антропогенных форм: насыпи дорог и тротуаров, ямы, мусорные микрокурганы, образующиеся на месте стихийных свалок, руины - остатки фундаментов разрушенных зданий. Многие формы рельефа возникают из-за элементарной бесхозяйственности. Основные их площади располагаются в районах новостроек. По мере роста города застраиваются и благоустраиваются сельскохозяйственные урочища, болота, засыпаются овраги, уничтожаются холмы. Все эти мероприятия связаны с перемещением значительных масс грунта. Наиболее древние и мощные слои насыпей встречаются в местах мелких речек и болотистых участков. Значительно снижается густота расчленения рельефа и уклоны склонов. В результате нарушаются естественные связи между морфометрическими параметрами рельефа, снижается активность некоторых природных процессов (плоскостного смыва, боковой и линейной эрозии и др.), развиваются комплексы техногенных процессов, несвойственных для естественного развития территории. Но крупные геоморфологические формы, в целом сохраняют свой облик. Изменение форм рельефа в городе влекут ощутимые экологические последствия. Главное из них - нарушение поверхностного стока в городе (Кофф, 1997).
Последовательность эколого-геоморфологичес-кой оценки территории, которая является по сути оценкой устойчивости территории для функционального зонирования с точки зрения безопасности населения будет такова:
На первом этапе необходимо оценить обеспеченность территории геологической, гидрогеологи-
ческой, геоморфологической, гидрологической и др. информацией и достаточность имеющейся режимной сети, что должно быть отражено на картах фактического материала.
На следующем этапе оцениваются инженерные (геологические, геоморфологические, гидрологические) условия территории. Результатом такой оценки должны стать карты инженерно-геологического районирования с выделением зон разной степени опасности проявления экзогенных и эндогенных процессов.
Третьим этапом явится оценка геоэкологических условий, включающая определение техногенных преобразований территории, техногенных процессов, степени загрязнения окружающей среды промышленными и бытовыми отходами, интенсивности искусственных физических полей, которая будет показана на картах риска, например, геологического риска, связанного с особенностями литологического строения, гидрогеологических условий и вероятностью проявления различных геологических процессов. На степень риска также оказывает влияние наличие техногенных отложений, изменения рельефа и структуры гидросети, поверхностного и подземного стока, геохимического риска, определяемого по степени загрязнения всех депонирующих сред (почвы, растительности, воздуха и т.д.) Геофизического риска, включающего оценку шумового, вибрационного, теплового, электрического и радиационного полей. Интегральная карта геоэкологического риска составляется на основе всех выше перечисленных видов риска.
На четвертом этапе выявляются опасные для города и населения объекты (пожаро-, химически-, ра-диационнопасные и др.), в том числе расположенные в зонах повышенного риска. Выходным материалом в этом случае являются карты источников опасности с выделением зон их влияния.
На следующем этапе производится оценка возможного загрязнения (поражения) территории при авариях на опасных объектах. Составляются для различных погодных условий модели-варианты: площади поражения, степени атмосферного загрязнения и величины зоны переноса, степени и ареала загрязнения поверхностных и подземных вод. Разрабатываются также схемы эвакуации населения из опасных зон при авариях на объектах.
Шестым этапом является определение наиболее важных для города и населения объектов: детские, лечебные и учебные учреждения, источники жизнеобеспечения города. Для выделенных объектов составляются схемы по их инженерной защите, разрабатываются перечень мероприятий по обеспечению безопасности населения и схемы эвакуации людей.
Седьмой этап - это оценка возможных потерь и ущербов (экономических, социальных, экологических и т.п.) при существующем направлении развития
территории, при изменении хозяйственной и градостроительной деятельности на отдельных участках территории. Итогом такой оценки явятся: расчет и анализ ущербов; разработка альтернативных решений по развитию территории; определение доходов (в том числе и моральных) при переориентации хозяйственной и градостроительной деятельности.
На восьмом этапе выявляются опасные объекты, расположенные на сопредельных территориях, и степень их влияния на исследуемый участок. В результате исследований составляются карты зон влияния опасных объектов, расположенных в соседних районах, разрабатываются схемы проектов по защите территорий от их вредного воздействия.
На следующем этапе определяется необходимость проведения дополнительных изысканий для составления проектов генерального развития и инженерной защиты.
И, наконец, на последнем этапе эколого-геомор-фологической оценки территории с целью обеспече-
ния безопасности населения разрабатываются мероприятия на перспективу с учетом градостроительных тенденций и зон рисков для составления схем генерального развития.
список ЛИТЕРАТУРЫ
Ефремов Ю.В. Основные критерии эстетического восприятия рельефа. // Проблемы экологической геоморфологии: Материалы Межгосударственного совещания XXV Пленума геоморфологической комиссии РАН. Белгород: Изд-во БелГУ, 2000. с. 22 -23. Кофф Г.Л., Петренко С.И., Лихачева Э.А., Котлов Ф.В. Очерки по геоэкологии и инженерной геологии московского столичного региона. М.: РЭФИА, 1997. 185 с.
Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А., Жидков М.П. и др. Город - экосистема. М.: ИГ РАН, 1996. 336 с. Справочник проектировщика. Градостроительство // Под редакцией Белоусова В.Н., изд. 2-е, переработанное и доп. М.: Стройиздат, 1978.
УДК 556. 532:551.583
ОСОБЕННОСТИ ЗАЛЕГАНИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Н.С. НАЗАРОВА Пензенский государственный педагогический университет, кафедра физической географии.
Изучены стратиграфические, тектонические, литоло
Территория Пензенской области является западной окраиной Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Месторождения бассейна эксплуатируются, начиная с 1932 г. в первые послевоенные годы они давали наибольшее количество углеводородного сырья (Долгополов, 1980). В 1977 г. началась нефтедобыча в Пензенской области на месторождении «Верхозимское» и в 1979 г. на «Комаровском». Месторождения находятся на юге Кузнецкого района. Запасы нефти по состоянию на 1.01.1999 г. оцениваются в 1168 и 74 тыс. т соответственно (Геологический атлас, 2001). Помимо этого перспективными также считаются Алексеевская, Садовская, Труевс-кая, Канадейская, Яснополянская, Северо - Труевс-кая и Южно-Аннековская площади, расположенные к северу в пределах Кузнецкого района. Заключение о перспективности нефтедобычи связано с оценкой запасов сырья и их качества. Рассмотрим эти характеристики, сравнивая Пензенские месторождения с Самарскими, Башкирскими и Татарскими.
Как известно, плотность нефти колеблется от 0,77 до 1 г/см3. Плотность легкой нефти равна 0,770,8 г/см3, а в Верхозимском месторождении находится нефть с плотностью 0,93 г/см3, т.е. тяжелая нефть. Этот показатель связан с повышенным содержанием смолистых веществ, меньшей долей легких фракций.
еские особенности нефтяных материнских толщ.
Такие нефти имеют большее содержание серы (до 3%) и отличаются повышенной температурой плавления (более 3500 С), высокой вязкостью (Аширов, 1965). Такие качественные особенности объясняются условиями залегания материнских нефтяных толщ.
Углеводороды нефтяных залежей образуются в мелкозернистых осадках: илах, глинах, песках, карбонатах и др. При седиментации химические условия должны быть анаэробными. Затем при непрерывном погружении органическое вещество претерпевает катагенез. Необходимый температурный диапазон 400-1500 С, что соответствует погружению на глубину нескольких километров. При условии полного заполнения пласта происходит выжимание поровых жидкостей из тонкозернистых осадков, и углеводороды начинают мигрировать. Их перемещение отличается от циркуляции вод и, учитывая меньшую плотность углеводородов, направлено вверх. Таким образом, углеводороды скапливаются над уровнем вод в проницаемом пласте в наиболее высокой части ловушки - замке. Если и выше породы пористы, то нефть далее может мигрировать, давая вторичные залежи. Если материнский пласт перекрыт непроницаемыми породами (аргиллитом, мергелем, эвапори-тами), то они выполняют роль покрышки. Ловушки
