Трунова_1 (2)
.pdfгеологічні 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 |
*Р |
* " |
||
|
|
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/л |
|
||
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 |
(з |
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 |
(з |
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
