Мониторинг и государственный кадастр подземных вод - система экологического контроля состояния недр

Подробности

Автор: Круподеров В.С., Куренной В.В., Хордикайнен М.А.

Проблемы экологической направленности в геологии сформировались в ряду самых новейших и представляют собой, как правило, очень сложные комплексы задач, требующих междисциплинарных информационных связей и обменов. Среди них контроль влияния антропогенной нагрузки на геологическую среду, обеспечение экологически безопасного использования недр и горного пространства, а также прогноз изменения состояния геологической среды занимают ведущее место. Все три проблемы имеют динамический характер, и их решение требует не одноразового, а регулярного изучения состояния недр с использованием применяемой в различных областях человеческой деятельности методологии мониторинга как инструментария для изучения нестационарных систем. Разработанный в 90-х гг. первый этап государственного мониторинга геологической среды охватил, в сущности, только подземные воды и экзогенные геологические процессы. Но и эти направления по опыту развернувшихся производственных работ требуют совершенствования и развития.

Мониторинг геологической среды в России унаследовал многие позиции исследований режима подземных вод и экзогенных геологических процессов, которые оформились в самостоятельные научные направления, берущие начало в первой половине XIX века. Известно, что изучение режима подземных вод может быть отнесено к одному из наиболее универсальных направлений комплексирования мониторинговых исследований. Так, получаемые результаты режимных наблюдений позволяют решать задачи влажностного и геохимического прогнозирования по зоне аэрации, изменения уровня грунтовых и межпластовых вод, прогностические и оценочные задачи в области экзогенных процессов, обусловленных деятельностью подземных вод и т.п.

Масштабы недропользования при современной технической вооруженности предприятий – пользователей недр стали существенно влиять на состояние и экологическое благополучие - неблагополучие биосферы. Это положение предопределило постановку и разработку целевой научно-производственной программы создания системы мониторинга как реального механизма контроля, оценки и прогноза состояния геологической среды. Работа, выполненная ВСЕГИНГЕО в 80-е годы, ВСЕГИНГЕО и фирмой ГИДЭК в 90-е годы, завершилась техническим проектом компьютерной информационной системы, который был одобрен Научно-техническим советом Министерства геологии СССР. Основной мотив создания системы монито-ринга - необходимость придать всем мерам по охране недр системную экологическую направленность, начиная с организации регулярных наблюдений, оценок и прогнозирования изменения экологических обстановок и кончая обоснованием и оценкой эффективности природоохранных

Фундаментальные понятия мониторинга органично связываются с последующими этапами обработки и обобщения получаемой информации в рамках государственного водного кадастра таким образом, что участок недр как исходный объект мониторинга (Л.С. Язвин, 1994) непосредственно характеризует определенный объект недр, учитываемый в составе объектов государственного водного кадастра по разделу подземных вод. В части подземных вод – это месторождение, водоносные гидрогеологические тела, бассейн в целом, отдельные участки недр, на которых проявляется негативное влияние техногенного воздействия и формируются геоэкологические ситуации, например, загрязнение недр, относимые к категории изучаемых объектов (табл.1). Принципиальная важность выделения этой категории объектов состоит в том, что только познав характер и особенности природного геологического объекта, можно, используя полученную информацию, оценить условия, в которых находится или будет находиться техногенная система, жилье, населенные пункты в целом.

Разработанные предпосылки и принципы легли в основу выбора участков наблюдения на объектах мониторинга и размещения пунктов наблюдения, реконструкции наблюдательных сетей, вошедших в систему мониторинга по наследству от ранее созданных сетей при изучении режима подземных вод. Важнейшая роль в вопросах обоснования местоположения пункта наблюдения отводится геологическим и гидрогеологическим границам природных геологических тел, а также границ природно-техногенных и техногенных проявлений в соотношении их с границами природных геологических и гидрогеологических объектов.

Экологические аспекты гидрогеологии наиболее ярко проявляются в оценках гидрогеологических условий в связи с решением проблем водообеспечения населения, а также при оценке роли деятельности подземных вод в экзогенных геологических процессах, особенно при активизации оползневых, карстово-суффозионных, мерзлотных и других геодинамических процессов. В работе по экологии подземных вод (М.В. Кочетков, В.В. Куренной, С.Л. Пугач, Л.С. Язвин, 1994) впервые сделана попытка разграничения экологических аспектов по разделам:

а) состояние и динамика состояния подземных вод

– ресурсы подземных вод и их качество

– загрязнение подземных вод

б) восстановление водных ресурсов и качества вод

в) экологическая роль общих гидрогеологических условий

г) контроль состояния подземных вод

Обращено внимание на тот факт, что первые от поверхности грунтовые водоносные горизонты во многом обусловливают экологическое состояние ландшафтов и непосредственное благополучие условий жизнедеятельности человека во всех природных регионах России (особенно в связи с использованием их для питьевых, производственных и хозяйственно-бытовых нужд сельской местности, малых и средних городов), а также условий освоения обширных территорий криолитозоны. Между тем, это далеко не всегда осознается в районах интенсивного применения буровых скважин, других подобных средств для извлечения воды. В результате нередко и очень существенно меняется характер водного баланса речных систем, сокращается доля подземного питания малых рек.

Принятая Роскомнедра Концепция государственного мониторинга подземных вод Российской Федерации (1994), закрепила смысловую и информационную связь мониторинга и государственного кадастра подземных вод как единой информационной системы. Кадастр обеспечивает свод и обобщение данных по водным ресурсам страны, регионов, административных и экономических территорий России. Показана неоднородность условий использования пресных подземных вод. В частности, на территории Европейской территории России и Западной Сибири потребность в воде за счет подземных вод может быть удовлетворена:

–                               на 50-90% в республиках Ингушетия и Удмуртия, Волгоградской, Кемеровской, Кировской, Костромской и Омской областях;

–                               на 25-50% в Ставропольском крае, Челябинской, Ярославской и др. областях.

Во многих районах этих двух групп субъектов Федерации из-за недостаточного использования возможностей удовлетворения питьевых нужд за счет пресных подземных вод по существу искусственно создается экологический риск проживания населения, вынужденного пользоваться незащищенными от непосредственного загрязнения поверхностными водами.

–                    до 25% может быть удовлетворена потребность за счет подземных источников в Республиках Чувашия, Калмыкия, Курганской области.

По состоянию на начало третьего тысячелетия был обобщен научно-технический уровень ведения мониторинга и государственного кадастра подземных вод, включая мировой опыт создания и эксплуатации компьютерных систем, мониторинга геологической среды и геоэкологических исследований, были оценены экологические проблемы изучения и использования подземных вод.

Большой комплекс проявлений в геологической среде региональных и локальных экологических ситуаций обусловливает необходимость проведения опережающих среднемасштабных и специализированных крупномасштабных геоэкологических исследований и картографирования. В их составе находят отражение протекающие и прогнозные изменения состояния недр. Необходимы также комплексные лабораторные работы с инструментальной и натурной оценкой естественных и геотехнических параметров геологической среды и аэрокосмические исследования регионального влияния геотехнических систем на подземную и поверхностную гидросферу.

Разработками ВСЕГИНГЕО показано, что материалы таких исследований служат основой для создания комплексных гидрогеологических и инженерно-геологических моделей районов, позволяющих давать оперативные и долгосрочные прогнозы эколого-геологической обстановки, эффективно организовывать работы по ведению системы мониторинга геологической среды и государственного водного кадастра по подземным водам. Таковы монография “Разведка и оценка эксплуатационных запасов месторождений подземных вод в трещинно-карстовых пластах”, “Методические рекомендации по разведке и оценке эксплуатационных запасов подземных вод на территории распространения многолетнемерзлых пород” и “Методические рекомендации по поискам, разведке и оценке эксплуатационных запасов термальных вод”, которые вышли под редакцией Л.С. Язвина.

Особенность геоэкологических проблем, по-видимому, состоит в том, что экологические ситуации нецелесообразно оценивать в зависимости от масштаба изучения (мелко-, средне-, крупномасштабные). Соответственно своей жизненно важной сущности они должны изучаться в таких масштабах, в которых возможна непосредственная оценка нарушения природного состояния геологической среды и грозящей экологической опасности по конкретным показателям. Этому требованию отвечает методология мониторинга, основанная на применении нормативов и стандартов оценки экологического состояния окружающей среды, изложенная в Требованиях к составу информации мониторинга подземных вод на всех уровнях ведения системы (Л.С. Язвин и др., 1994).

Концептуальная и организационно - методическая схемы осуществления мониторинга подземных вод на новом этапе развиты в Положении о порядке ведения государственного мониторинга состояния недр (геологической среды).