Лекции учебного курса «Эколого-экономический мониторинг окружающей среды»
| Вид материала | Лекции |
- Приложение Лекции №1 – 9 учебного курса, 1610.36kb.
- Г. В. Плеханова (технический университет) М. А. Пашкевич, В. Ф. Шуйский экологический, 1176.09kb.
- Программа утверждена на заседании Учёного совета эколого-биологического факультета, 46.97kb.
- Нормативно правовые документы по вопросам формирования государственных информационных, 281.26kb.
- Рабочая программа и задания на курсовую работу с методическими указаниями для студентов, 179.7kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «экологический мониторинг» По направлению подготовки, 182.06kb.
- Мониторинг окружающей среды Работу ученица 8 класса моу сош «Эврика-Развитие» Сур Анастасией, 219.05kb.
- Лекция 11-2011 Последовательность эколого-геохимической оценки состояния окружающей, 178.79kb.
- Методические указания к выполнению практических занятий по курсу "Мониторинг и контроль, 263.92kb.
- Программа дисциплины дпп. Р. 01 Экология и охрана окружающей среды цели и задачи курса, 147.68kb.
Лекция 11.Мониторинг реализации долгосрочных программ по оздоровлению бассейнов рек и озер.
Вопросы
1 Мониторинг наземных экосистем, находящихся в зоне интенсивного антропогенного воздействия
1.1 Общие требования
1.2 Основные задачи мониторинга наземных экосистем
2 Мониторинг литосферы в зонах интенсивной антропогенной нагрузки, включая мониторинг карстов, оползневых зон и подземных вод
2.1 Общие требования
2.2 Организация геоэкологического мониторинга
2.3 Требования к сети наблюдений
11.1.Мониторинг наземных экосистем, находящихся в зоне интенсивного антропогенного воздействия.
11.1.1.Общие требования
Мониторинг наземных экосистем должен базироваться на исследовании миграции химических веществ в различных природных системах.
Организация мониторинга наземных экосистем должна исходить из анализа процессов образования ландшафтов, включающего:
- Изучение связи между почвами и различными элементами ландшафта;
- Происхождение биогеоценозов;
- Связь между биогеоценозами и дренирующими и питающими водами как основы миграции вещества.
Необходимо провести анализ земной поверхности для выделения водораздельных и талевентных линий; линий максимальных и минимальных уклонов и линий выпуклых и вогнутых перегибов.
Поведение химических соединений в ландшафтах и трансформация техногенных веществ определяются физико-химическими особенностями почв, рыхлых отложений и природных вод.
Миграция веществ существенно зависит от наличия геохимических барьеров, где резко уменьшается миграция элементов. Именно их изучение и определяет ключевые характеристики наземных экосистем.
11.1.2.Основные задачи мониторинга наземных экосистем
К основным задачам мониторинга наземных экосистем относятся:
- Изучение и инвентаризация природно-технических геосистем;
- Выбор репрезентативной сети наблюдения и проведение наблюдений за состоянием геосистемы;
- Создание ГИС наземной экосистемы;
- Прогнозирование и оценка состояния экосистемы;
- Доведение информации до потребителя.
11.2.Мониторинг литосферы в зонах интенсивной антропогенной нагрузки, включая мониторинг карстов, оползневых зон и подземных вод.
11.2.1.Общие требования
Антропогенное воздействия на геологическую среду и перемещение грунтов оснований сооружений имеют следующий характер:
- гидродинамические воздействия, главным образом связанные с подтоплением территорий, строительным водопонижением и эксплуатацией подземных водозаборов для хозяйственно-питьевого, питьевого и технического водоснабжения;
- химические воздействия, связанные с поступлением в геологическую среду, в частности, в подземные воды, загрязненных химическими и радиоактивными веществами вод при аварийных ситуациях, подогретых коррозийно-активных вод, влияющих на состав и свойства грунтов;
- тепловые воздействия, связанные с утечками и инфильтрацией нагретых производственных вод в подземную гидросферу в сочетании с тепловыделением от подземных теплокоммуникаций;
- электрофизические воздействия, связанные с формированием техногенных и электрических полей, появлением блуждающих токов;
- вибрационные воздействия, связанные с динамическими нагрузками от машин и технологического оборудования;
- воздействия от статических нагрузок зданий, сооружений, связанные с уплотнением грунтов, захватывающие значительные зоны и приводящие к необратимым изменениям геологической среды.
На основании анализа процессов взаимодействия «сооружение - геологическая среда» организация экологического мониторинга геологической среды может включать:
- контроль режима движения поверхности земли и деформации сооружений и оснований;
- контроль и оценка режима динамических свойств грунтов;
- контроль режима плотности и влажности грунтов;
- контроль температурного режима грунтов и грунтовых вод;
- контроль режима порового давления;
- контроль уровней грунтовых вод и пьезометрических уровней подземных вод;
- контроль химического состава подземных и пороговых вод;
- контроль содержания загрязняющих веществ в грунтах и грунтовых водах;
- контроль режима пучения грунтов;
- контроль карстового процесса.
11.2.2.Организация геоэкологического мониторинга
Измерения смещения земной поверхности сводятся к наблюдениям за изменением взаимного положения ее отдельных точек во времени. Наблюдения за смешениями земной поверхности подразделяются на:
- точечные (наблюдения в одном пункте);
- створно-линейные (наблюдения ведутся по отдельным точкам, расположенным по определенной линии):
- площадные (наблюдения ведутся по отдельным точкам, связанным между собой на некоторой площади в отдельные фигуры).
Основными методами наблюдения горизонтальных смещений являются:
- триангуляция;
- трилатерация;
- геодезические засечки;
- полигонометрия
- стереофогоргамметрия.
Для определения смещений и скоростей движения отдельных геологических систем по глубине устанавливаются специальные реперы.
Влажность и плотность являются важнейшими показателями состояния грунтов. Для осуществления режимных наблюдений необходимо принять меры, позволяющие определить показатели плотности и влажности непосредственно в массиве, что обеспечивается методами радиоактивного каротажа:
- гамма-каротаж дает распределение влажности грунтов по глубинам;
- нейтронный каротаж дает распределение влажности вдоль исследуемой скважины.
Существует ряд методов определения влажности грунтов на основе измерения их электрофизических свойств:
- по электропроводности (идеальному электрическому сопротивлению);
- по величине диэлектрической проводимости;
- по измерению электрической емкости и т.д.
Для получения термометрической информации используются специальные скважины, к которым предъявляются следующие требования:
- скважины должны быть выдержаны достаточное время после бурения или откачки;
- в скважине не должны проводится опытные работы, приводящие к нарушению естественного режима (откачки, желонирования, отбор проб и т.д.);
- скважина должна быть безупречной в отношении изоляции водоносных горизонтов в затрубном пространстве.
При гидрогеологических исследованиях применяются жидкостные, деформационные сопротивления, термоэлектрические и транзисторные термометры. Наблюдения за режимом суточного хода температуры про- изводятся с использованием датчиков, устанавливаемых в грунт на глубинах: 0.2; 0.4; 0.8; 1.2; 1.6; 2.4; 3.2 м. Ниже, в слое годовых переменных температур, относительное расстояние по глубине между точками замеров равно 2.5 м. Суточные изменения температуры измеряются с интервалом не более 6 часов.
К подземным водам относятся:
- грунтовые воды;
- напорные подземные воды;
- верхневодка (естественная и возникающая от подтопления);
- воды зоны аэрации.
11.2.3.Требования к сети наблюдений
Сеть наблюдательных режимов скважин, постов, ключевых воднобалансовых участков размещается с учетом:
- месторасположения источников загрязнения;
- направлений реальных путей воздушной и водной (поверхностной и подземной) миграции загрязнителей;
- месторасположения объектов потребления воды, геологических, гидрогеологических особенностей зон насыщения и аэрации (литологическое строение, направления и скорости фильтрации подземных вод, расходов поверхностных и подземных вод, напоров, градиентов, наличия литологических окон, расположения областей питания и разгрузки, выходов водоносных горизонтов на поверхность и т.д.);
- гидрогеохимических особенностей (миграционная особенность и формы ингредиентов в породах зоны аэрации, паровых растворах, подземных, поверхностных и сточных водах и донных отложениях, наличие геохимических барьеров и т.д.).
Наблюдательная сеть должна иметь два уровня:
- специальная сеть наблюдения за источниками подтопления в зоне строгого режима;
- территориальная сеть режимных наблюдений, состоящая из наблюдательных скважин, гидрометрических постов на реках, водоемах, ключевых водобалансовых участков.
При организации специальной сети наблюдений за источниками подтопления особое внимание следует уделить наблюдениям:
- за гидрогеохимической и радиационной обстановкой на территории хранилищ опасных, токсичных и радиоактивных отходов;
- на территории объектов, являющихся источниками подтопления и интенсивного химического и радиоактивного загрязнения подземных вод.
Специальная сеть должна комплектоваться постами наблюдения за выбросами загрязняющих веществ в атмосферу и их поступлением на поверхность почв, а также за сбросами сточных вод.
Периодичность наблюдений устанавливается гидрогеологических условий с учетом интенсивности уровней и процессов миграции загрязняющих веществ.
С максимальной частотой должны опробоваться скважины, оборудованные на трещиноватых породах:
- 1 раз в неделю на специальной сети;
- 1-2 раза в месяц на территориальной сети.
На скважинах, оборудованных на песчаных толщах, наблюдения проводятся еженедельно. При появлении в пробах загрязняющих веществ частота наблюдений должна быть увеличена. Также частота наблюдений увеличивается при проведении активных работ по водопонижению, строительству и т.д.
На ключевых водобалансовых участках размещаются следующие объекты:
- куст наблюдательных скважин, предназначенный для изучения гидрогеологического, гидрогеохимического и радиационного режимов подземных напорных и безнапорных вод, а также для экспериментального определения гидрофизических и других параметров водоносных толщу
- куст шурфов и скважин различной глубины для экспериментальными методами фильтрационных свойств почв и аэрации;
- шурфы-шахты для наблюдения динамикой влажности и инфильтрации в почвах и породах зоны аэрации;
- система лизиметров-монолитов для экспериментальных исследований гидрохимического режима почв, пород зон аэрации, грунтовых вод.
Для режимных наблюдений за криогенным пучением оборудуются специальные пучиномерные площадки, в состав которых должны входить:
- дифференциальные пучиномерные установки;
- пучиномеры;
- мерзлотомеры;
- маркеры и реперы особой конструкции, не подвергающиеся выпучиванию.
Так же разбиваются пучиномерные полигоны и профили, проходятся и оборудуются температурные скважины, устанавливаются снегомерные рейки, дифференциальные снегомеры.