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

Трунова_1 (2)

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
1.9 Mб
Скачать

геологічні умови (Невечеря й ін., 1991).

З метою визначення вагових коефіцієнтів необхідно провести аналітичні дослідження на виявлення участі окремих компонентів у загальній прогнозній оцінці. Такі дослідження здійснюються на основі використання множинного кореляційного й регресійного аналізу зв'язки показників, що характеризують компоненти інженерно-геологічних умов, і цільового предиката:

Уц = (Х Х2, ..., Хп, ..., Хп+,),

де Уц — цільовий предикат, X,, Х2, ..., Хп, ..., Хп+( — кількісні показники інженерно-геологічних умов.

Матеріалом для одержання цієї залежності служать дані інженерно-геологічного обстеження вже побудованих і експлуатованих об'єктів, розташованих у межах досліджуваного району або в районах з аналогічними інженерно-геологічними умовами. Ці дані являють собою як би навчальну вибірку, на основі якої проводиться оцінка стабільності ПТС (Невечеря й ін., 1991).

Вагові коефіцієнти визначаються по формулі:

Р (Р!хпр)

Р.

91 =1 (р1хг1р)

г./.в'-1'

де д1 — вагарні коефіцієнт, рч — стандартизований коефіцієнт множинної регресії, ін — парні коефіцієнти кореляції між цільовим предикатом і кількісними характеристиками інженерно-геологічних умов; р — число компонентів.

Нормування кількісних характеристик компонентів інженерногеологічних умов проводиться для перекладу їх у відносні величини й полягає у віднесенні значень нормованих змінних до максимально можливих у межах розглянутої території (регіональний максимум):

Р|

Кн =---------------

До тах '

де К| — частка значення нормованого показника, Ротах - регіональний максимум цього показника.

Таблиця 6.2

Основні кількісні показники компонентів інженерно-геологічних умов ( по Невечері й ін., 1991, з доповненнями й змінами)

91

Компоненти

Кількісні показники

 

Познач

Розмірн

інженерно-

 

 

 

ення

ість

геологічних

 

 

 

 

 

робіт

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

3

4

1.

 

Коефіцієнт дисперсності

З1

Безроз

Гранулометри

 

 

 

 

мірна

ческий

 

 

 

 

 

 

состав

порід,

Квадратическое

відхилення

про

»

геологічне

коефіцієнта

дисперсності

 

 

будова

 

Відносна ентропія розрізу

Н

■•

 

 

 

 

 

 

 

 

Потужність

найменш стійких

нм

м

 

 

відкладань

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Рельєф

Експозиція поверхні

В

гради

 

 

 

 

 

місцевості

Крутість поверхні

 

а

м

 

 

Абсолютна оцінка поверхні

Набс

м

 

 

 

 

 

 

 

 

Перевищення над

місцевим

ДН

•■

 

 

базисом ерозії

 

 

 

 

 

Розчленованість поверхні

Р

Безроз

 

 

 

 

 

 

мірна

3.

Фізико-

Глибина

 

сезонного

Н

м

механічні

промерзання

 

 

 

показники

 

 

 

 

 

порід

 

Сумарна вологість порід

ЧЯс

Безроз

 

 

 

 

 

 

мірна

 

 

Вологість порід СТС-СМС

Уустс

м

 

 

 

 

 

-Смс

 

 

 

Число пластичності ( по

* "

 

 

шарах)

 

 

 

 

 

 

Пористість

 

 

п

відсот

 

 

 

 

 

 

ок

92

 

 

Коефіцієнт фільтрації:

 

 

 

м/сут

 

 

 

вертикальний,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

горизонтальний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кут природнього укосу

 

У

 

грЪд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

Глибина залягання ґрунтових

п

м

 

Гідрогеологічні

вод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

умови

Напір першого

напірного

Н

м

 

 

 

обрію

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мінералізація й тип ґрунтових

М

г/дм',

 

 

 

 

вод

 

 

 

 

г/л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Агресивність і тип її

 

 

А

Безроз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мірна,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мг-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

экв

 

5.

Ураженість

Характеризується

 

по

Кэгп

1/рік

 

 

ЭГП

процесах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(зсуви, карст, суффозия,

 

 

 

 

 

 

 

підтоплення і т.д.)

 

 

 

 

 

 

 

6.

Щільність

Максимальний

 

градієнт

Рмах

Безроз

 

 

розривних

щільності розривів

 

 

 

мірна

 

порушень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Середній

градієнт

щільності

Р

И

 

 

 

 

розривів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коефіцієнт

концентрації

Рс

1!

 

 

 

 

щільності розривів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перевага даного способу нормування полягає в тому, що всі

нормовані значення показника укладені в інтервалі ( 0-М), причому нуль характеризує найбільш сприятливе значення компонента, а 1 — найбільш несприятливе (Невечеря й ін., 1991).

Інтегральний показник інженерно-геологічних умов розглядається по формулі:

93

5 н

ц 1=1

'

де д| — вага 1-го компонента в інтегральній оцінці, ДО — нормована оцінка 1-го показника, р — число розглянутих компонентів.

У межах досліджуваної території створюється в певному масштабі модель інженерно-геологічних умов, і на основі аналізу структури поля інтегрального показника визначаються його граничні значення (значення, що відповідають классификаци-

онным інтервалам цільового предиката) і встановлюються ділянки з певними типовими умовами, які й використовуються для повторних визначень і оцінки швидкості розвитку інженерногеологічних процесів.

Показник экзогеодинамического ризику

До эгп = (Т, Кзгл, Е),

т. е. визначається основними показниками:! - повторюваністю (рік), Кзгл — коефіцієнтом ураженості (1/рік) і Е — енергією процесу (дж). При цьому слід зазначити, що основним є коефіцієнт ураженості, рівний

и

До эгп- —,

де 1\ — площа поразки досліджуваним процесом (км2), Р — загальна площа (км2), т — час розвитку процесу (рік).

Показник інженерно-сейсмогеологічного ризику є сумарним показником ризику сейсмологічного, інженерно-геологічного й экзогеодинамического, тобто

Кинс = Ксейс + Киг + Кэгп

Застосування методики оцінки ризику виникнення несприятливих, екологічно небезпечних явищ по основним складовим ГС дозволяє враховувати всі можливі їхні зміни під впливом як природних, так і техногенних факторів-умов і об'єктивно робити прогнозні оцінки стану ГС на заданий час, тобто на період існування об'єкта, ПГА або іншого ТПК(ТГС) (Яковлев, 1992).

6.7. Основні критерії, застосовувані для визначення ризику еколого-геологічної небезпеки

Аналіз показників еколого-геологічного ризику дозволяє виділити

94

дві основні групи критеріїв: генетичн, що базується на факторахумовах, що визначають особливості формування ГС, і енергетичн, що визначає можливі зміни балансу енергії й пов'язані з ними несприятливі екологічні явища.

У табл. 6.3. приводяться дві основні підгрупи генетичних критеріїв з урахуванням впливу господарської діяльності на формування компонентів ГС.

Енергетичні критерії розбиті на 4 підгрупи т\р ступені небезпеки, який визначається величиною енергетичних змін.

Таблиця 6.3

Генетичні критерії, що визначають зколага-геалогический ризик

Основні підгрупи

Генетичні

показ*

гелі параметрів ГС,

 

 

характеризують»

»х її стан

 

 

 

 

генетичних критеріїв

Природні

 

Обумовлені

 

 

 

 

господарською

 

 

 

 

діяльністю

 

 

 

 

 

1.

Статичні

Літологічний,

 

Практично немає

(практично не мінливі

мінералогічний,

 

в

природній

хімічний

склад

 

обстановці

протягом

гірських

порід;

 

часу, що

історично

фізико-механічні

 

враховується)

властивості;

 

 

 

 

характер розрізу в

 

 

 

активній

зоні

 

 

 

(просторовий

 

 

 

 

розподіл

шарів

 

 

 

гірських порід)

 

 

 

 

 

 

95

2. Динамічні

 

Структурно-

Наведена

 

(мінливі

 

тектонічні,

сейсмічність,

зміни

 

сейсмічні,

гідрогеологічних

 

 

в історично

 

гідрогеохімічні,

умов

( инфильтра-

час,

що

гидрогеоди-

ционные осушення,

враховується)

 

намические,

водовідбір),

зміни

 

рельєф,

сольового состава,

 

 

 

 

геодинамічні,

поч

 

в-

 

 

литогеохимические

 

 

 

 

 

поч в-рослинні,

,

геодинамічні,

 

 

кліматичні,

обумовлені

 

 

 

гірськими

 

 

 

 

 

 

 

космічні,

роботами,

 

 

 

литогеохимические

рельефообраэо-

 

 

ванні,

гідрологічні,

 

 

показники почво-

кліматичні,

 

 

 

ґрунтів

атмосферні

 

 

 

 

 

 

Щільність енергії і її зміни в простих умовах для територій міських агломерацій, рекреаційних зон і інших районів промисловоцивільного освоєння розраховується для глибини 20 м, тобто умов границі ГС, а в районах гірничо-добувної промисловості й ін, визначається для всієї потужності ГС і виражається залежністю

ае = Е Е1/Р, 1=1

де Е Е! - сумарна енергія, (дж) або (ерг).

Таблиця 6.4. Структура оцінки ЭГР

Рівень ЭГР

 

Види оцінок ЭГР

 

Характер оцінки

й

 

 

 

 

керування ЭГР

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

3

 

 

Глобальний

(із

Виявлення

 

Оцінка

ймовірності

проявом эколо-го-

природних

і

прояву

природних

і

геологічних

 

техногенних

 

техногенних

 

наслідків за межами

факторів і умов

 

факторів-умов

 

декількох

регіонів,

 

 

 

 

 

країни)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

96

Регіональний

Виявлення й оцінка

Оцінка

ймовірності

порушенням

эколо-

в межах

регіонів

прояву

природних і

го-

геологічної

природних

 

і

техногенних

 

обстановки

 

в

техногенних

 

факторів-умов

межах

структур

1

факторів-умов.

Виконання

 

порядку — басейнів

Розробка

 

 

 

 

 

регіональних

 

підземних

вод

1

рекомендацій

і

 

порядку й ін.)

 

регіональних

 

эколого-гео-логічних

 

 

робіт з

оцінки стану

 

 

 

 

заходів

 

щодо

 

 

 

 

 

ГС

 

 

 

 

 

 

раціонального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

використання

й

 

 

 

 

 

 

 

охороні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

компонентів ГС

 

 

 

Територіальний

Оцінка природних і

Прогнозна

оцінка

порушеннями стану

техногенних

 

ймовірного

впливу

ГС під комплексним

факторів-умов

на ГС

природних і

впливом

великих

Обґрунтування

техногенних

 

техногенних

 

 

факторів

 

 

 

заходів

 

щодо

 

структур)

 

 

зменшення

 

 

Проведення

эколо-

 

 

 

 

 

 

«

 

 

 

комплексного

 

го-геологічних робіт

 

 

 

 

впливу на ГС

 

Розробка

заходів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щодо

зменшення

 

 

 

 

 

 

 

комплексного

 

 

 

 

 

 

 

 

негативного

 

 

 

 

 

 

 

 

техногенного

впливу

 

 

 

 

 

 

 

на ГС

 

 

Локальний

(зміна

Збиток і

оцінка

Прогноз техногенних

стану

ГС

 

під

впливу

 

 

змін ГС

 

 

комплексним

 

техногенних

 

Проведення

 

впливом

великих

факторів

 

 

 

 

 

великомасштабних

техногенних

 

 

 

 

 

 

 

Обґрунтування

эколо-го-геологічних

структур)

 

 

 

 

заходів

 

щодо

робіт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зменшення

 

 

Розробка

заходів

 

 

 

 

негативного впливу

 

 

 

 

щодо охорони ГС і

 

 

 

 

на ГС

 

 

 

 

 

 

 

 

виключенню

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

екстремальних

 

 

 

 

 

 

 

ситуацій

 

 

97

Об'єктовий

Оцінка

впливу

Порівняння

 

техногенних

 

результатів

 

факторів

 

прогнозу

й

 

 

 

фактичних змін ГС

 

 

 

Оцінка

екологічної

 

 

 

ефективності

 

 

 

прийнятих захисних

 

 

 

заходів

 

Р — площа оцінюваної території (району, ділянки), (кв.км).

Сумарна енергія Е дорівнює сумі загальної енергії природних эндо-екзогенних процесів (Еприр) і енергії техногенного впливу (Етехн). Енергія, обумовлена техногенним впливом, може бути рівної, а часом і перевищуючої енергію природних процесів.

Показники й критерії еколого-геологічного ризику дозволяють розглянути структуру оцінки й виділити його рівні (див. табл. 6.4.). За основу ухвалюємо запропоновану Е. А. Яковлевым схему структури оцінки ЭГР (Яковлев, 1992).

6.8. Види збитку від екологічних катастроф і способи його визначення

Аналіз прикладів збитку від екологічних катастроф дозволяє виділити три основні групи збитку: економічний, соціальний, технічний. Однак слід зазначити, що економічний збиток нерідко може розглядатися в якості інтегрального показника збитку, тому що він оцінюється з обліком соціального й технічного збитку, що вимагає економічних витрат на відновлення втрат.

У роботі Е. А. Яковлева приводяться приклади оцінки економічного збитку на прикладі України (див. табл. 6.5.).

Аналіз показників економічного збитку тільки стосовно до ГС, наведених у табл. 6.5, дозволяє зробити вивід про необхідність прогнозної оцінки збитку від порушення екологічної безпеки не тільки від катастрофічних явищ, але й техногенного впливу на ГС і навколишнє середовище будь-якого виду господарської діяльності.

Таким чином, оцінка збитку від екологічних катастроф і інших порушень екологічної безпеки може бути двох видів: пряма — за результатами события, що свершившегося, і прогноз-

Таблиця 6.5.

98

Орієнтовна економічна оцінка регіональних техногенних змін ГС України (Основні аспекти...) (дані в рублях, у цінах 1990 р.)

Характеристика й вид

Можливий

Вартість

Орієнтовні

екзогенних процесів,

обсяг

 

захисту

загальні

 

 

 

витрати

 

 

 

 

 

 

обумовлених

розвитку

 

 

 

 

природними

 

 

 

 

 

 

і

техногенними

 

 

 

 

 

 

факторами

 

 

 

 

 

 

 

Підтоплення: орні землі

Приблизн

500

1

млрд.

 

 

о 600

тис.

4000 руб/га

руб.

 

 

 

га

 

 

 

 

 

міські площі

100 тис. га

500 -

1800

"

 

 

 

 

 

руб/га

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сільські пункти

Більш

50

1000

Близько 50

 

 

тис. га

 

3000 руб/га

млн. руб.

Зсуви (

у вигляді

Близько

1 — 3 млн.

Десятки

лінійних)

 

3 тис.

 

руб/км

 

мільйонів

 

 

 

 

 

 

 

об'єктів

 

 

руб./рік

Карст

 

Понад 3,5

Визначаєть

Можливі

 

 

тыс.

 

ся

 

витрати в

 

 

 

активністю,

 

 

проявів

 

 

 

 

густотою

сотні млн.

 

 

 

 

 

 

 

 

зон,

 

руб.

 

 

 

 

 

цінністю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

об'єктів

(РАЭС і

 

 

 

 

 

 

др.)

 

Радиогеогидрохимическ

16 блоків

 

 

До2~3

 

ое

 

на Україні

 

 

млрд. руб,

 

 

 

 

 

 

вплив долгоживущих

 

 

 

 

у рік і

 

 

 

 

 

 

 

 

радіонуклідів ЧАЕС і

 

 

 

 

більш

 

 

 

 

 

 

 

 

діючих АЕС

 

 

 

 

 

 

на Україні

 

 

 

 

 

 

 

99

Осідання,

провали,

На площі

Збільшенн

До 1

млрд.

разуплотнения

й

до 30 тис.

я

руб, у рік на

зниження

захисних

кв. км

капітальни

розв'язок

здатностей ГС у районах

 

завдань

впливу гірничодобувної

 

х

рекультива

 

 

промисловості

 

 

вкладень

ції

й

 

 

 

на

підвищення

 

 

 

1 шахтне

стійкості ГС

 

 

 

 

 

 

 

 

поле від 10

 

 

 

 

 

до 50 млн.

 

 

 

 

 

руб.

 

 

ная, що базується на аналогіях ( при наявності достовірних і порівнянних вихідних даних) і на вивченні природних факторів-умов змін параметрів навколишнього середовища під впливом техногенеза або в природніх умовах (наприклад, сейсмічності) у часі. Для одержання необхідної інформації про зміни параметрів навколишнього середовища, у тому числі й ГС, необхідно

виконання спостережень за цими параметрами не менш року або використання результатів раніше виконаних у рамках моніторингу робіт.

6.9. Проблема глобального екологічного ризику

Особливий інтерес представляє питання оцінки ризику руйнування біосфери в цілому. Біосфера — настільки складна система, що її неможливо описати за допомогою достовірних моделей. Ми не маємо абсолютно достовірної інформації про механізми й функції природи, і подібно людині, незнайомому із пристроєм годин, але бажаючому їх полагодити, легко шкодимо природним системам, намагаючись їх поліпшити (закон Б. Коммонера "природа знає краще " і принцип неповноти інформації Н. Ф. Реймерса). Інформаційні потоки в био-ті більш ніж на десять порядків перевершують гранично досяжні на всіх комп'ютерах миру. Як відзначає В. Г. Горщиків, для того, щоб зрівнятися у швидкості переробки інформації із природньою біотою, людству довелося б покрити всю Землю, включаючи океан, суцільною мережею ідеальних комп'ютерів завбільшки з бактерію з комірками пам'яті молекулярних розмірів і мати програми й математичні моделі, порівнянні з генетичними програмами декількох мільйонів природніх видів біосфери. Але навіть якби це було можливо, те "накладні витрати", зв'язані зі стабілізацією навколишнього середовища, поглинали б, як і в природній біоті, не менш 90% енергії,

100