Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Экологическая геология

.pdf
Скачиваний:
73
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
5.44 Mб
Скачать

Оценка геоморфологического риска в районе Ковыктинского

Ярусы

Подъяру

Стратиграфические

Грунты

Формы рельефа

 

сы

комплексы

 

 

 

 

 

 

 

Останцов

-

Ийская (O1is) и

Полускальные

Останцы,

ый

 

бадарановская (O1bd)

трещиноватые

опоясанные

реликтов

 

свиты: песчаники,

выветрелые. Супесчано-

структурными

ый (1)

 

алевролиты, плоско-

щебнистые, щебнисто-

уступами, склоны

 

 

галечные конгломераты

глыбовы

останцов

Осевого

Вершин-

Верхняя подсвита усть-

Скальные твердые

Уплощенные

гребня

ных

кутской свиты (O1uk2):

невыветрелые.

поверхности,

плато

поверхнос

песчаники, алевролиты,

Суглинистые и

отдельные вершины

(2)

тей

аргиллиты, известняки

глинистые

с развалами камней,

 

осевого

доломиты

 

седловины

 

гребня (а)

 

 

 

 

Приверши

Верхняя подсвита усть-

Скальные твердые

Пологие склоны,

 

нных

кутской свиты (O1uk2):

невыветрелые.

водосборные

 

склонов

песчаники, алевролиты,

Супесчаные, супесчано-

воронки, лога,

 

(б)

аргиллиты, известняки

суглинистые

структурные уступы

 

 

доломиты

и суглинистые

 

Боковых

Вершинн

Верхняя подсвита

Скальные твердые

Уплощенные

отрогов

ых

усть-кутской свиты

невыветрелые.

поверхности,

плато

поверхнос

(O1uk2): песчаники,

Суглинистые и

отдельные вершины

(3)

тей

алевролиты, аргиллиты,

глинистые

с развалами камней,

 

боковых

известняки доломиты

 

седловины

 

отрогов

 

 

 

 

(а)

 

 

 

 

Склонов

Нижняя подсвита усть-

Скальные твердые

Склоны, V-образные

 

боковых

кутской свиты (O1uk1):

невыветрелые,

долины,

 

отрогов

песчаники, доломиты,

переслаивающиеся с

водосборные

 

(б)

известняки

полускальными

воронки,

 

 

 

трещиноватыми

структурные уступы

 

 

 

выветрелыми и

 

 

 

 

закарстованными.

 

 

 

 

Супесчано-щебнистые,

 

 

 

 

супесчано-суглинистые

 

Горно-

Склонов

Илгинская свита (О3il):

Полускальные

Крутые склоны,

долинный

долин

песчаники, аргиллиты,

трещиноватые

V-образные долины,

(4)

(а)

мергели, доломиты,

выветрелые и

структурные уступы,

 

 

известняки, верхоленская

закарстованные,

делли

 

 

свита (О2-3vl): аргиллиты,

переслаивающиеся со

 

 

 

алевролиты, песчаники,

скальными твердыми

 

 

 

мергели, ангарская и

невыветрелыми.

 

 

 

литвинцевская свиты

Супесчано-щебнистые,

 

 

 

нерасчлененные

глыбово-щебнистые

 

 

 

1-2an+lt): доломиты,

 

 

 

 

известняки, гипсы,

 

 

 

 

песчаники

 

 

 

Днищ

Современные (QIV) и

Песчано-гравелистые,

Пойма, террасы,

 

долин

верхнечетвертичные (QIII)

песчано-галечные,

конусы выноса

 

(б)

отложения:

песчано-глинистые,

 

81

аллювиальные, торфянистые пролювиальные, биогенные

82

Таблица 4.3.4

газоконденсатного месторождения на региональном уровне

Ведущие

Эрозион

Генезис

Энергия

Гидрогеологи

Геокриологи

Геоморфо

экзогенные

ный цикл

рельефа

рельефа

ческие

ческие

логически

процессы

 

 

 

условия

условия

й риск

 

Отсутстви

 

 

 

 

 

Гравитационн

Структурно-

Высокая

Зона аэрации

Многолетне-

Высокий

ые

е эрозии

денудационн

 

 

мерзлые

(II)

 

 

ый

 

 

породы

 

 

 

 

 

 

отсутствуют

 

 

Отсутстви

 

 

 

 

 

Физичекое

Структурно-

Низкая

Зона аэрации,

Длительная

Наиболее

выветривание

е

денудационн

 

верховодка,

сезонная

низкий

и десерпция

эрозии

ый

 

водоупоры в

мерзлота

(V)

 

 

 

 

виде

 

 

 

 

 

 

поверхностных

 

 

 

Слабой

 

 

глин

 

 

Десерпция,

Структурно-

Низкая

Зона аэрации

Многолетнем

Низкий

склоновая

проникающ

денудационный

 

 

ерзлые

(IV)

эрозия

ей эрозии

и эрозионно-

 

 

породы

 

(плоскостная с

(4 цикл)

денудационный

 

 

отсутствуют

 

переходом в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

линейную)

Отсутстви

 

 

 

 

 

Физическое

Структурно-

Низкая

Зона аэрации,

Длительная

Наиболее

выветривание

е

денудацион-

 

верховодка,

сезонная

низкий

и десерпция

эрозии

ный

 

водоупоры в

мерзлота

(V)

 

 

 

 

виде

 

 

 

 

 

 

поверхностных

 

 

 

Неглубок

 

 

глин

 

 

Склоновая

Структурно-

Средняя

Зона аэрации с

Многолетнем

Средний

эрозия, карст

их

денудационн

 

подвешенными

ерзлые

(III)

 

врезающи

ый и

 

водоносными

породы

 

 

хся долин

эрозионно-

 

горизонтами

отсутствуют

 

 

(3 цикл)

денудационн

 

 

 

 

 

 

ый

 

 

 

 

 

Глубоких

 

 

 

 

 

Склоновая и

Эрозионно-

Высокая

Зона

Островная

Крайне

речная

врезающи

денудационн

 

насыщения

мерзлота в

высокий

глубинная

хся долин

ый

 

ниже главного

нижних

(I)

эрозия,

(2 цикл)

 

 

водоносного

частях

 

мерзлотные и

 

 

 

горизонта

северных

 

гравитационн

 

 

 

 

склонов

 

ые, карст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83

Речная

Глубоких

Эрозионно-

Низкая

Зона разгрузки

Островная

Крайне

глубинная и

расширяющ

аккумулятивны

 

главного

мерзлота на

высокий на

боковая эрозия,

ихся долин

й

 

водоносного

террасах под

пойме(I). От

болотно-

(1 цикл)

 

 

горизонта,

верховыми

высокого (II) до

мерзлотные

 

 

 

прирусловые

болотами

низкого (IV)на

 

 

 

 

талики

 

террасах

84

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.

85

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, отопления, 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 случаях приходится или удалять избыток подземной воды с помощью 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

86

большое значение при решении ряда вопросов: 1) водоснабжения крупных населенных пунктов и промышленных предприятий; 2) гидротехнического и промышленного строительства; 3) проведения мелиоративных мероприятий; 4) курортносанаторного 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 свойства, химический, газовый и микробиологический состав подземных 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

87

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, количественнокачественные 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 –

88

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

89

гидрогеодинамического и гидрогеохимического режимов связано

спровоцирующим действием техногенеза.

Вэволюции 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

сосвоением 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/дм3. В качестве других отрицательных воздействий «сверху» следует указать оттаивание

90