Введение к работе
Новый качественный уровень инженерной геологии как науки о свойствах и динамике геологической среды (Сергеев, 1979; Бондарик, 1981), их изменениях в процессе строительства и эксплуатации сооружений (Ломтадзе, 1984) ставит перед ней задачи анализа и оценки изменений геологической среды, прогнозирования этих изменений и управления ими.
Решение проблем рационального использования природных ресурсов л охраны геологической среды, имеющее важное социально-экономическое значение, основывается на конструктивной разработке концепции литомониторинга (Епи-шин, Трофимов, 1985). В первую очередь необходима методологическая, теоретическая я практическая проработка различных аспектов программирования литомониторинга. Это требует применения новых методологических подходов, в частности геосистемного и программно-целевого, «овых категорий, понятий, языков и других методологических средств. В го же время в дальнейшем развитии нуждаются традиционные методы инженерной геологии, используемые для познания закономерностей изменений геологической среды и разработки средств по ее защите. Решению этих проблем и посвящена данная диссертационная работа.
Целью работы являются исследование закономерностей природно-техногенных изменений геологической среды и конструктивная разработка концепции литомониторинга.
Основные защищаемые положения и научная новизна работы. Автором выносятся на защиту следующие основные положения геосистемной концепции литомониторинга, обладающие научной новизной:
1. Методологической основой разработки литомониторинга являются геосистемный и программно-целевой подходы, комплексируемые на пяти иерархических уровнях: глобальном, межрегиональном (национальном), региональном, локальном, элементарном.
-
Объектами литомониторинга являются геосистемы соответствующих уровней — от глобального до элементарного. Декомпозиция геосистем осуществляется в трех существенно независимых аспектах: геологическом, климатическом, техногенном.
-
Эмпирической базой программирования литомониторинга служит инженерно-геологический анализ геосистем, проводимый по разработанной методике. Основой анализа является комплексная интегративная оценка изменений геологической среды: комплексная — по всем ее компонентам, интегративная — по .всем параметрам процессов и уровням геосистем.
-
Основные пространственно-временные закономерности изменений геологической среды определяются суммарным воздействием трех групп факторов — техногенных, геологических и климатических, соотношение которых формирует определенный тип геосистемы. Каждому типу геосистемы отвечают соответствующие по структуре, масштабу и интенсивности изменения геологической среды, отражаемые на специально разработанном комплексе макетов, легенд и экспликаций карт в системе литомониторинга.
-
Управление изменениями геологической среды осуществляется на основе стратегии защиты, включающей: 1) методологические подходы п принципы; 2) стадии и методы защиты; 3) комплексировапис методов по стадиям защиты; 4) контроль эффективности защиты геологической среды.
Актуальность выполненных исследований. Резкое увеличение масштабов и интенсивности освоения территорий требуют комплексной иптегративной оценки и прогноза изменений геологической среды, разработки средств и методов ее защиты. Анализ достижений и перспектив дальнейшего развития инженерной геологии (1985) указывает на необходимость первоочередного решения методологических проблем .взаимодействия человека с геологической средой и углубления разработки концепции литомониторинга. Задание на составление национальной программы литомониторинга, выданное Министерством геологии СССР, подчеркивает актуальность и практическую значимость выполненных исследований.
Методика исследований. Решение поставленных задач осуществлялось путем выполнения комплекса полевых, методических и теоретических исследований закономерностей развития геологических процессов на территории Средней
Азии, Закавказья, Нижнего Поволжья, а также в Сахаре и северной части Алжира. Исследования включали: программирование региональных и локальных систем литомонито-ринга; оптимизацию состава и размещения наблюдательной сети, совершенствование методики стационарных наблюдений за развитием геологических процессов и методики их прогнозирования; разработку методики инженерно-геологического анализа и комплексной интегративной оценки техногенных изменений геологической среды; разработку стратегии, тактики и техники защиты геологической среды.
Достоверность полученных результатов. Достоверность научных положений обеспечивается обобщением и обработкой обширного фактического материала многолетних стационарных наблюдений за развитием геологических процессов. Выполненные различными методами прогнозы развития геологических процессов оценены статистически с установлением величины ошибки прогноза. Результаты теоретических и методических разработок апробированы при составлении программ литомониторинга и реализованных проектов защитных мероприятий.
Внедрение полученных результатов в производство. Диссертационная работа частично выполнялась в производственной организации (Нижне-Волжской гидрогеологической и инженерно-геологической партии Министерства геологии РСФСР), где и были внедрены в производство многие результаты работы. Здесь введена в эксплуатацию подсистема натурных режимных наблюдений и информационная подсистема регионального литомониторинга, являющаяся практической реализацией составленной при участии автора комплексной целевой программы работ по изучению ЭГП на территории Нижнего Поволжья (на период 1979—1985 гг.). Направлен в производство «Отчет по региональному изучению экзогенных геологических процессов в Нижнем Поволжье* с анализом и оценкой изменений геологической среды.
Результаты выполненных исследований и разработок используются в первую очередь исполкомами областных н городских Советов народных депутатов, а также местными организациями Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР, Госстроя РСФСР, Министерства сельского хозяйства РСФСР, в частности: для корректировки генерального плана г. Волгограда и схем районной планировки; при разработке и реализации Генеральной схемы берегоукрепи-
тельных и противооползневых работ в г. Волгограде; при разработке мероприятий по эффективной эксплуатации прибрежных территорий в составе схемы улучшения технического состояния Волгоградского водохранилища; для повышения эффективности контроля и оценки мелиоративного состояния орошаемых земель и т. п.
Теоретические и методические результаты выполненных исследований и разработок могут быть использованы при программировании региональных, национальных и глобальной систем литомониторинга.
Научная апробация и публикации. По теме диссертации опубликовано 35 работ. Основные /результаты работы изложены на Международном симпозиуме «Проблемы инженерной геологии в гидротехническом строительстве» (Тбилиси, 1979), Всесоюзных совещаниях по .вопросам: строительства на набухающих грунтах (Ростов-на-Дону, 1972), прогнозирования повышения уровня грунтовых вод на застроенных территориях и борьбы с их подтоплением (Белгород, 1972), динамики берегов водохранилищ, их охраны и рационального использования (Черкассы, 1979), режимных инженерно-геологических и гидрогеологических наблюдений в городах с целью повышения эффективности рационального использования 'И охраны геологической среды (Сочи, 1983), научных основ оптимизации, прогноза и охраны природной среды (Москва, 1986), применения системного подхода в геологии (Москва, 1986), мелиоративной географии (Ровно, 1986), инженерной геологии городов (Одесса, 1987); Республиканском совещании «Оползни и борьба с ними» (Кишинев, 1974); региональных межотраслевых конференциях «Рациональное использование и охрана подземных вод Волгоградской области» и «Воздействие хозяйственной деятельности на геологическую среду Нижнего Поволжья» (Волгоград, 1977, 1984); заседаниях Московского общества испытателей природы (И Волгоградского филиала Географического общества СССР (1983—1987 гг.).
Объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех частей и заключения, имеет объем 370 страниц машинописного текста, в том числе 32 таблицы, 58 рисунков, список литературы из 337 наименований.
Диссертационная работа выполнена в Волгоградском комплексном отделе Волжского научно-исследовательского
института гидротехники и мелиорации, руководству которого автор весьма признателен.
Автор всегда хранит в памяти имя своего учителя — профессора Николая Васильевича Коломенского.
