Систематизация эколого-геокриологической информации и подготовка тематических баз данных природно-техногенных комплексов Севера. Основные направления и подходы

Современное освоение криолитозоны, использование ее ресурсов, проживание городского и сельского населения невозможны без системной оценки совокупного влияния на нее как проектируемых и создаваемых, так и уже существующих промышленных объектов. Их взаимосвязь в сочетании с оценкой последствий социально-экономических, экологических, историко-культурологических и медико-биологических процессов представляет собой сложную задачу, требующую глубокого системного подхода и имеющую фундаментальное социально-региональное значение.

В последние годы, по инициативе различных министерств и ведомств, разрабатываются принципиальные подходы систематизации геоэкологической информации в виде проблемно-ориентированных баз данных.

Многолетний опыт геоэкологических исследований позволяет при анализе преобразования окружающей среды в районах с различной спецификой воздействий выделить: территории горнодобывающей деятельности (добыча алмазов, олова, золота, угля), транспортировки и переработки углеводородов, зоны урбанизации и т.д.

Очевидно, что во всех осваиваемых районах в результате отмеченной деятельности формируются своеобразные природно-техногенные комплексы (ПТК) (рис. 1-5).

Рис. 1. Арктические геосистемы с разрушающимися подземными льдами. Побережье моря Лаптевых. Фото М.Н. Григорьева.

Под природно-техногенными комплексами мы предлагаем понимать сочетание определенных техногенных систем конкретной отраслевой принадлежности (одной или нескольких), функционирующих в конкретных природных условиях и отличающихся специфическими геоэкологическими последствиями своей деятельности.

Из широкого комплекса техногенных факторов для Якутии ведущими являются горнодобывающая и селитебная деятельность. Именно районы горнодобывающей отрасли и урбанизированные территории являются в настоящее время сосредоточением геоэкологических проблем.

Подчиненное и несколько менее губительное для природной среды республики значение имеют энергетическая, лесотехническая, транспортная и сельскохозяйственная отрасли. Тем не менее, в местах сосредоточения нескольких техногенных факторов степень преобразования окружающей среды достаточно высока. Поэтому тематически, по своей специализации, работы по сбору, систематизации геоэкологической информации Севера и её структурирования в виде тематических баз данных могут быть разделены по нескольким направлениям.

Первое включает изучение территорий активной горнодобывающей деятельности, второе – зон интенсивной урбанизации, а последующие – аспекты, связанные с частными и интегральными последствиями деятельности энергетической, транспортной и иных отраслей промышленности.

Рис. 2. Арктические геосистемы с разрушающимися подземными льдами и вытаивающим бивнем мамонта. Побережье   о-ва Бол. Ляховский. Фото М.Н. Григорьева.

При систематизации геоэкологической информации в общем периоде создания природно-техногенных комплексов и их эксплуатации, следует выделить три временных этапа.

Первый из них включает проблемы, связанные с организацией природоохранных работ на стадиях изысканий и проектирования природно-техногенных комплексов.

Второй этап объединяет проблемы, возникающие при производстве строительных работ.

Третий этап связан с проблемами, появляющимися на стадии эксплуатации в конкретных инженерно-геологических условиях.

Проблемы сбора эколого-геокриологической информации, её достоверности, грамотной систематизации с использованием современных технологий и охватом основных составляющих геосистем осваиваемых территорий Севера актуальны несколько последних десятилетий.

Резкая активизация освоения территории в последнее время как традиционными (горнодобывающая, селитебная), так и относительно новыми отраслями, связанными с железнодорожным и гидротехническим строительством, транспортировкой и переработкой углеводородов, возобновлением добычи урана вызвала необходимость перед научными организациями республики постановки и решения ряда новых задач.

Для систематизации и наглядного отображения данных мониторинга эколого-геокриологических условий в связи с естественной и техногенной динамикой окружающей среды, успешно применяются ГИС-технологии. Данный подход позволяет практически в реальном режиме времени интегрировать и наглядно представлять самую разнообразную, в т. ч. «многослойную» информацию о состоянии окружающей среды и её динамике на различных стадиях освоения.

При этом наиболее удобной для последующего использования специалистами различных отраслей формой представления систематизированных материалов являются базы данных тематической информации.

Рис. 3. Арктические геосистемы с разрушающимися подземными льдами. Обнажение Ойгосский яр.                                 Фото М.Н. Григорьева.

Работы по данному направлению были начаты в Институте мерзлотоведения СО РАН (ИМЗ) по инициативе академика П.И. Мельникова еще в середине 80-х годов прошлого столетия. Разработаны идеология составления геокриологической базы данных, предложены принципы систематизации тематической информации, начата разработка системы управления базой данных (СУБД). Все эти принципы изложены в специальной статье В.Т.Балобаева, О.И. Алексеевой, М.М. Шаца и М.Н. Железняка [1], однако по ряду объективных причин работа до реализации не доведена.

Позднее, под руководством сотрудника Института А.Н. Федорова, проведено системное обобщение геоэкологической информации в виде кадастра мерзлотных ландшафтов, а затем и крупного картографического произведения – «Мерзлотно-ландшафтной карты Якутии» [3], с пояснительной запиской. Именно эта работа, по сути, является первой попыткой систематизации проблемно-ориентированной эколого-геокриологической информации для интенсивно осваиваемой многими отраслями народного хозяйства территории республики.

Позднее, в ИМЗ совместно Институтом горного дела Севера СО РАН были подготовлены и переданы для внедрения в МЧС РФ базы данных эколого-геотехнической информации для месторождений полезных ископаемых Западно-Якутской алмазной и Южно-Якутской золотой провинций [5, 6]. Тематическое содержание включает информацию, систематизированную по 7 разделам. При этом, наряду с исходными разделами, включающими информацию о названии объекта, его местоположении и природных условиях, виде полезного ископаемого, способе, стадии и технологии отработки, результирующими являются рубрики с данными о степени последствий воздействий на природные среды при отработке месторождений и категории объекта по степени опасности последствий его деятельности.

Рис. 4. Маревые геосистемы по трассе нефтепровода Талакан-Витим. Юго-Западная Якутия. Фото М.М. Шац.

В настоящее время в развитие работ данного направления, собрана и систематизирована эколого-геокриологическая информация по 176 основным месторождениям полезных ископаемых Якутии, в том числе 32 месторождения алмазов, 11 – природного газа, 4 – нефти, 98 – золота, 8 – металлов и 14 – угля.

На последующих этапах НИР проводится совершенствование структуры содержания кадастра геотехнических объектов Якутии, расширение тематического содержания проблемно-ориентированных баз геоэкологической информации Южной и Северо-Восточной Якутии, а также пополнение их новыми материалами, и адаптация в общую структуру. При возможности подключения к НИР специалистов-математиков будет разработана и задействована СУБД.

В последнее время в ИМЗ под руководством проф. М.Н. Железняка создана и завершается оформление геокриологической базы данных отдельных структур и Сибирской платформы в целом [2]. Продолжаются работы по формированию геокриологической базы данных Верхояно-Чукотского региона.  Выполнена модернизация Базы на основе новой версии программы Delphi, работающей с 64 разрядными операционными системами. Расположение площадей и скважин с геотермическими исследованиями привязаны в Googlе Earth (Планета Земля), а также к специализированным картам и схемам в программе ArcGis 26.

В разной степени готовности находятся создаваемые в ИМЗ СО РАН базы данных, включающие мерзлотно-геоморфологическую, инженерно-геологическую, гидрогеологическую информацию.

В качестве приложения к Инженерно-геологической карте Якутии готовится База Данных свойств грунтов [4]. В ней собраны материалы по каждому из выделенных 3-4 тысяч грунтовых полигонов: виды и разновидности грунтов по ГОСТу, их генезис, геологический возраст. Отдельно в форме самостоятельных структур выделены районы с интервалами температур грунтов через 2° с перекрытием, а также полигоны комплексов экзогенных процессов. Проведено обзорное районирование гидрогеологических и сейсмических условий. Графическая составляющая карты выполнена на базе программы ArcGis 10.

Рис. 5. Техногенные геосистемы в районе Депутатского месторождения. Фото с системы Googlе Earth (Планета Земля).

Особое значение разработка методов сбора и систематизации эколого-геокриологической информации приобретает так же и в связи с реализацией таких масштабных проектов как строительство и эксплуатация газового, названного «Сила Сибири», и нефтяного – «Восточная Сибирь – Тихий Океан» трубопроводов, разработки в Южной и Юго-Западной Якутии крупнейших месторождений золота, жидких, газообразных и твердых углеводородов, урана и т.д. Отсутствие либо недостаточность отмеченных выше материалов, как правило, приводят к неопределенности при выборе стратегии природопользования, связанной с невозможностью разработки плана конкретных природоохранных и компенсационных мероприятий. Их реализация позволяет существенно уменьшить ущерб от освоения.

Материалы исследований предназначены для специалистов различных отраслей геоэкологии и смежных наук, а после тематического структурирования могут стать полезными при составлении профильных образовательных курсов лекций. Ранее подход был реализован при подготовке и чтении курсов лекций «Геоэкология» и «Основы комплексной (инженерно-геоэкологической, геокриологической, геоэкологической) съемки Севера» в Якутском государственном университете (сейчас Северо-Восточный Федеральный Университет).

Автор: Шац М.М., к.г.н., в.н.с.; Институт мерзлотоведения им. П.И.Мельникова СО РАН; Мерзлотная ул., 36, Якутск, 677000, Россия

Координаты для связи: mmshatz@mail.ru

Источники:

  1. Балобаев В.Т., Алексеева О.И., Железняк М.Н., Шац М.М. Создание геокриологической базы данных Якутии // Материалы первой конференции геокриологов России. – М.: Изд-во МГУ, 1996. – Кн. 1. – С. 93-100.

  2. Железняк М.Н. О необходимости создания геоинформационной геокриологической системы. // Труды Десятой международной конференции по мерзлотоведению. – Салехард, ЯНАО, 2012. – т. 5. – С.112-113.

  3. Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР, ГУГК, Новосибирск, 1991, 2л.

  4. Спектор В.Б., Торговкин Я.И., Шестакова А.А., Спектор В.В. Обобщение данных о криолитозоне на инженерно-геологической карте Республики Саха (Якутия) масштаба 1:1 500 000 // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России: материалы всероссийской научно-практической конференции, 6-8 апреля 2016 г. – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2016. – С. 541-546.

  5. Шац М.М., Галкин А.Ф. База данных № 0220409730 «Опасные и потенциально опасные геотехнические объекты алмазной провинции РС (Я)». Электронная база данных. Государственный регистр баз данных РФ. Свидетельство №9045 от 03.06.2004, 94,4 Мв, 6 печ. л.

  6. Шац М.М., Галкин А.Ф. База данных № 0220611149 «Опасные и потенциально опасные геотехнические объекты Южной Якутии». Электронная база данных. Государственный регистр баз данных РФ. Свидетельство №10443 от 26.06.2006, 108.8 Мв, 7.5 печ. л.

  7. Шац М.М. Тематические базы эколого-геокриологической информации природно-техногенных комплексов Севера РФ (общие положения и теория) // Климат и природа. – 2017. – № 2(23). – С. 13-28.


    Systematization of ecological and geocryological information and preparation of thematic databases of natural and technological complexes of the North. Principal areas and approaches

    Shatz M.M., Cand.Sci. (Geography), LeadingResearcher; Melnikov Permafrost Institute, Siberian Branch, RAS; Merzlotnaya Str., 36, Yakutsk, 677010, Russia

    Keywords: natural and technological complexes, geoecology, databases, systematization


    технопарк ® 42 МКТУ: исследования в области геологии

Просмотров: 353

1 comment on “Систематизация эколого-геокриологической информации и подготовка тематических баз данных природно-техногенных комплексов Севера. Основные направления и подходы”

  1. 0k2 Ответить

    Именно эта работа, по сути, является первой попыткой систематизации проблемно-ориентированной эколого-геокриологической информации для интенсивно осваиваемой многими отраслями народного хозяйства территории Севера.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *