Введение к работе
Актуальность темы исследования Для систематизации и обобщения результатов гидрогеохимических исследований составляются гидрогеохимические карты различных типов В настоящее время существует обширная литература, посвященная гидрогеохимическому картированию Это связано с широким изучением подземных вод как полезного ископаемого, пригодного для различных хозяйственных целей для водоснабжения и орошения (пресные воды), для бальнеологии и получения промышленно ценных химических элементов (минеральные воды), для теплоэнергетики (термальные воды), а также для использования подземных вод в качестве поискового критерия на другие полезные ископаемые (жидкие, газообразные, твердые) Оценка качества подземных вод как полезного ископаемого потребовала изучения степени их минерализации, химического состава, температуры, а также закономерностей распределения в недрах Земли Результаты этого изучения находят освещение на гидрогеохимических картах различного масштаба и содержания
Способы составления гидрогеохимических карт весьма разнообразны и базируются на различных принципах и методах Эти принципы и методы довольно существенно различаются, что нашло отражение в разнообразных руководствах, методических указаниях и инструкциях по гидрогеологическому и гидрогеохимическому картированию Анализ современного состояния гидрогеохимического картирования показывает, что методические приемы картирования разработаны еще недостаточно, отсутствует унификация основных методик, что затрудняет сопоставление карт, построенных различными авторами Все еще незначительна роль математических методов в построении гидрогеохимических карт В этой связи актуальным является совершенствование методики построения гидрогеохимических карт с применением математического аппарата обработки первичных данных
В последнее время получило развитие новое направление в гидрогеохимическом картировании, базирующееся на многомерных математических методах классификации Настоящая работа посвящена развитию и совершенствованию методов построения гидрогеохимических карт на основе применения многомерных классификационных процедур и, с точки зрения вышеизложенного, безусловно является актуальной
Цель и задачи работы Целью настоящей работы является оценка гидрогеохимической обстановки территорий с применением картирования на основе многомерных классификационных процедур
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи
разработать гидрогеохимические карты в соответствии с их целевым назначением,
обосновать выбор конкретной математической модели гидрогеохимического пространства в условиях возможной недостаточной и неравномерной изученности картируемой территории,
классифицировать наблюдения в условиях отсутствия априорных сведений о таксономических единицах,
количественно обосновать границы между выделенными гидрогеохимическими полями территории Восточного Ставрополья и однородность этих полей,
- определить исходный набор признаков, необходимый для проведения
классификации,
выделить признаки, несущие наибольшую информацию о различиях между таксонами, определить сходства - различия между таксономическими единицами,
разработать рекомендации по построению гидрогеохимической карты территории Восточного Ставрополья и Игарского района Красноярского края с применением многомерных классификационных процедур
Предметом исследования является изучение гидрогеохимических характеристик территорий с применением картирования на основе многомерных классификационных процедур
Объектами исследования являются территория Восточного Ставрополья и Игарский район Красноярского края
Методы исследования Полученные в процессе исследований результаты имеют математическое обоснование и хорошо увязываются с гидрогеологических и гидрогеохимических позиций Для решения задач, поставленных в диссертационной работе, использована программа «Агат», базирующаяся на многомерном G - методе классификации (автор А И Гавришин), обработка гидрогеохимической информации проводилась на ПЭВМ IBM, в получении и анализе результатов классификации автор принимал непосредственное участие
Научная новизна результатов исследований.
- предложен метод построения гидрогеохимической карты территории Вос
точного Ставрополья на основе многомерной классификации наблюдений,
дано математическое описание параметров распределения однородных гидрогеохимических зон территории Караногайской, Кумской, Левокумской и Закумско-Садовой оросительно-обводнительных систем,
впервые в самостоятельный класс по химическому составу и минерализации закартированны грунтовые воды приканальных участков Восточного Ставрополья,
выявлены ведущие факторы и процессы формирования химического состава подземных вод Восточного Ставрополья путем статистического сравнения однородных таксонов при гидрогеохимическом картировании
На защиту выносятся следующие основные положения
Использование многомерных классификационных процедур для построения гидрогеохимической карты Восточного Ставрополья
Факторы и процессы формирования химического состава подземных вод Восточного Ставрополья, выявленные на основе анализа однородных таксонов и сравнения их между собой
Результаты выделения однородных гидрогеохимических зон для конкретных районов Восточного Ставрополья и обоснованность границ между ними на основе сравнительного анализа величин средних значений, дисперсий содержания и коэффициентов корреляции между компонентами подземных вод
Серия гидрогеохимических карт, построенных с использованием мчого-мерных классификационных процедур для различных территорий
Практическая значимость работы Разработанная методика была применена при составлении гидрогеохимических карт территории Караногайской, Кумской, Левокумской и Закумско-Садовой оросительно-обводнительных систем в Восточном Ставрополье, поисковой гидрогеохимической карты Игарского участка, расположенного в Норильско-Игарском горнопромышленном районе
Данная методика позволяет существенно усовершенствовать процедуру построения гидрогеохимической карты, повысить ее качество В частности, приме-4
нение многомерных классификационных процедур и ЭВМ дает возможность ускорить трудоемкий количественный анализ исходной информации с выявлением новых закономерностей и количественно обосновать выводы Наличие практически во всех организациях вычислительной техники позволяет использовать рекомендуемую методику в практике гидрогеологических работ Полученные в диссертации результаты могут использоваться при разработке мероприятий по улучшению мелиоративной обстановки в Восточном Ставрополье, а также при поисках месторождений меди и никеля в Игарском районе Красноярского края
Тема исследования входит в КЦНТП «Недра» № Гос регистрации НИР 01900030522 Задание ГКНТ 0 05 01 3 02 05 411 ЦКП «Недра» утверждено приказом Минвуза РСФСР №3451465 от 16 07 86г
Публикации и апробация работы Основные научные и практические результаты исследований докладывались и обсуждались на Международном симпозиуме «Горнорудный Пржибрам в науке и технике» (Прага, 1991), Всероссийском гидрогеохимическом совещании «Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной природных вод» (Томск, 1993), ежегодных научно-практических конференциях Новочеркасского политехнического института (Новочеркасск, 1991) и Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии (Нальчик, 1995,1996, 2006)
По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ
Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы, содержащего 121 наименование, и приложений Объем работы составляет 207 страниц
Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность сотрудникам кафедры «Геоэкология, гидрогеология и инженерная геология» Новочеркасского политехнического института В Г Попову, Л М Родионовой, В А Васильченко, Т И Черновой, В И Михайлову и другим, совместная работа с которыми и их ценные советы во многом помогли автору Также автор выражает особую благодарность научному руководителю, заведующему отделом географии при Президиуме КБНЦ, кандидату географических наук А М Керимову за многочисленные содержательные рекомендации и советы при работе над диссертацией Неоценимую помощь в работе оказали систематические консультации и критические замечания научного консультанта, доктора геолого-минералогических наук, профессора А И Гавришина, за что автор выражает ему искреннюю благодарность
