что такое картирование уступов

Геолого-технологическое картирование

Разработка месторождений невозможна без геолого-технологического картирования. Метод картирования характеристик руды, ее переработки, ценных компонентов управляет качественным состоянием ископаемых, которые доставляются на горно-перерабатывающее или обогатительное предприятие.

Технологическое картирование

Минералы и руды, отобранные в качестве проб при геолого-технологическом картировании – критерий оценки изменчивого преобразования качественного состава вещества. Результаты анализа характеризуют свойства руд.

Картирование необходимо при:

1. Планировании горных работ во время подготовки к промышленному освоению рудных залежей.

2. Представление о расположении типов, разновидностей руд, вариантов, сортов полезных минералов, различных по составу, параметрам, свойствам, структурно-текстурным характеристикам.

Геолого-технологического картирование месторождений

Геолого-технологическое картирование выполняют в период геологоразведки месторождения. В результате создается модель расположения рудных пластов, основанная на минералогии, тестировании, блочного моделирования геостатичных методов, которые служат для планирования обработки месторождения с наибольшим эффектом. Используется специализированное программное обеспечение.

Что дает современное геолого-технологическое картирование:

1. Показ на модели вероятных преобразований состава рудного пласта по простиранию и падению в пространстве.

2. Наблюдение за изменениями показателей и данных технологической переработки.

3. Экономический расчет потребляемой электрической энергии, расхода химических реагентов.

4. Прогноз качества конечной продукции.

5. Отслеживание экологической ситуации.

Полученная модель помогает отследить этапы работы и предназначена для оценки рудных залежей на месторождении. Служит критерием повышения эффективности

выемки руды, применяется для выбора схемы шихтовки, установки очередности операций отработки для стабильной деятельности горно-обогатительного комбината, а также уменьшения производственных рисков.

Что делает SGS

Проведение картирования месторождения специалистами компании в определенной последовательности:

1. Документирование с применением имеющейся геологической информации от макро- до микроуровня, фиксация характерных критериев оруденения скважин и выработок. Фотографическая документация керна и полотен проб.

2. Отбор пробы, последующий анализ.

3. Лабораторное определение качеств руды с применением проб небольшого веса на тестах по сепарации, флотации, гидрометаллургии и др.

4. Определение закономерности преобразований и особенностей свойств руд.

5. Наполнение базы данных, распознавание типизации руд на основе технологических характеристик, установление разновидностей, оценка состава вещества.

6. Классификация руд в зависимости от геологических показателей рудных залежей.

7. Оконтуривание и распознавание технологических сортов, типов руд на основе рядового опробования в зависимости от вещественного состава.

8. Ведение отчетной документации, составление графиков.

О КОМПАНИИ SGS

Группа SGS является мировым лидер ом в области независимой экспертизы, контроля, испытаний и сертификации. Основанная в 1878 году, сегодня SGS признана эталоном качества и деловой этики. В состав SGS входят свыше 2 400 офисов и лабораторий по всему миру, в которых работает 95 000 сотрудников.

Источник

Проведение комплексного инженерно-геологического районирования для обоснования объектов и видов работ по закреплению / стабилизации уступов карьера. Часть I

Дмитрий Жиров

Авторы:
Дмитрий Жиров
Геологический институт Кольского научного центра РАН, научный сотрудник, начальник отдела
Сергей Климов
Геологический институт Кольского научного центра РАН, ведущий инженер
Александр Завьялов
ОАО «Ковдорский ГОК», инженер
Вадим Рыбин
Геологический институт Кольского научного центра РАН, старший научный сотрудник, кандидат технических наук, доцент
Галина Мелихова
ОАО «Мурманская геологоразведочная экспедиция», главный гидрогеолог

Часть I

Современные реалии горного дела в условиях обостряющегося дефицита невозобновляемых природных ресурсов предопределяют необходимость освоения все более глубоких горизонтов месторождений твердых полезных ископаемых (ТПИ).

При проектировании и строительстве сверхглубокого карьера с крутыми углами бортов особенно остро встает проблема достижения эффективности про­изводства с одновременным обеспечением безопасности горных работ. Основными мерами по увеличению эффективности в горнорудном секторе служат:

Однако действующей нормативно-правовой базой вменяются многочисленные требования, ограничения и нормативы, преследующие цель обеспечения высокого уровня безопасности всех видов работ, операций и технологического цикла в целом. В отношении глубоких-сверхглубоких карьеров безопасность горных работ достигается посредством:

Легко заметить, что для эксплуатирующихся в предельных условиях карьеров эффективность и безопасность часто входят в противоречия друг другу, вплоть до взаимоисключения. Одним из путей достижения приемлемого баланса между ними является строительство крутого борта с одновременным закреплением/стабилизацией уступов на проблемных участках, не удовлетворяющих норматив­ному запасу устойчивости.

Основой такого подхода должна стать надежная, точная и детальная информация о состоянии массива пород и его свойствах, о всех имеющихся структурных не­одно­родностях и проявлениях опасных геолого-геофизических процессов.

Ковдорское бадделеит-апатит-магнетитовое месторождение (КБАММ) представлено вертикальным рудным штоком с размерами в плане: длина около 1500 м и ширина 300–800 м. Рудное тело месторождения прослежено с незначительными изменениями мощности в плане (площади горизонтального сечения) и качества руды на глубину более 2000 м от поверхности. КБАММ расположено в юго-западной час­ти Ковдорского щелочно-ультраосновного массива (КМ) центрального типа. Массив представляет собой интрузию концентрически-зонального строения, имеющую в плане овальную форму, и имеет прямую зональность, которая соответствует внедрению и смещению каждой из последующих магматических фаз от центра к пери­ферии. По геофизическим данным КМ прослеживается, постепенно сужаясь, до глубины 20 км [1]. Месторождение образовано на завершающих стадиях формирования массива за счет внедрения рудных карбонатитов. Эксплуатация месторождения карьером рудника «Железный» была начата в 1962 г., и на сегодня добыто более 500 Mt руды. Это один из крупнейших карьеров в Кольском регионе, который имеет параметры около 2 км в длину, 1,8 км в ширину и более 400 м глубины. Извлекаемые запасы в текущем проекте оцениваются около 190 Mt со средним содержанием 24,6% Fe, 6,7% P₂O₅ и 0,14% ZrO₂, а извлекаемые запасы для проектируемого карьера глубиной более 800 м составляют 590 Mt со средним содержанием 24,2% Fe, 6,7% P₂O₅ и 0,16% ZrO₂ [2]. В 2000 г. начались ин­женерно-геологические изыскания и проектирование сверхглубокого (> 800 м от поверхности) карьера. Его строительство позволит пролонгировать экономически эффективную добычу руды до 2043–2048 гг.

В ходе проектирования любого сверхглубокого карьера необходимо учитывать следующие негативные обстоятельства и факты, в большей или меньшей степени проявленные в виде:

Неопределенность и/или слабая изученность этих факторов не позволяют выработать надежное и комплексное научно-методическое и технологическое решение поставленной проблемы, что в свою очередь негативно сказывается на оценке рисков и решении о целесообразности продолжения горнорудной деятельности. Положение Ковдорского ГОКа дополнительно усугубляет близость карьера к границам существующей горно-капитальной инфраструктуры и строениям города Ковдор.

И с экономической, и с экологической, и с инфраструктурной точки зрения остро необходима минимизация разноски борта при строительстве нового карьера

Поэтому в 2012–2014 гг. были инициированы и выполнены тематические НИР по инженерно-геологическому и геомеханическому районированию массива пород рудника «Железный» в целях выявления объектов и обоснования видов работ и типовых решений по закреплению/стабилизации уступов [1ф].

Как показал анализ имеющейся научно-технической информации (опубликованные и фондовые источники, базы патентов, интернет-ресурсы и др.), закрепление склонов, уступов и слабых грунтов используется, главным образом, в гидротехническом и дорожном строительстве и заметно реже — в горном деле. Следует отметить, что в большинстве случаев эта деятельность осуществляется в отношении либо индивидуальных объектов, например разломов, ослабленной поверхности, оползня, особо ответственного участка и т. п., либо тиражирования определенного способа крепления на всю поверхность выработки, склона, уступа [3, 4]. Вопросы же комплексного районирования и ранжирования потенциально опасных объектов в ходе строительства и эксплуатации сверхглубоких карьеров проработаны недостаточно. В связи с этим наш опыт районирования представляет определенный интерес с точки зрения научной и практической новизны.

По итогам наших исследований 2012–2014 гг. [для условий рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК»] были определены наиболее опасные геологические (геофизические) факторы, которые ранжированы от наименее к наиболее значимым по степени негативного влияния на устойчивость конструкции карьера следующим образом:

Каждый из перечисленных факторов характеризуется различной интенсивностью и пространственно-временны­ми закономерностями проявления/развития, в соответствии с которыми производится их дискретное или градационное ранжирование и вынесение границ/зон в виде соответствующего слоя на карту опасных геолого-структурных

процессов и явлений карьерного поля. Интенсивное проявление негативного процесса или явления маркирует опасные участки и объекты. По степени опасности все выявленные объекты классифицированы на весьма опасные, опасные, менее опасные и потенциально опасные с

точки зрения нарушения устойчивости и формы элементов конструкции карьера. По результатам комплексного ранжирования получается серия карт — слоев карт, характеризующих степень интенсивности по одному или более видам рассматриваемых процессов и/или явлений.

Ниже приводятся краткие описания учтенных при районировании массива пород рудника «Железеный» факторов и созданных соответствующих тематических слоев карт.

Фактор неблагоприятного положения и залегания геологических границ.

Результатами предыдущих иследований ГИ КНЦ РАН, ФГУП ВИОГЕМ и ОАО «Ковдорский ГОК» [1ф–8ф] отмечено формирование отчетливо выраженных структурных неоднородностей по некоторым границам геологических подразделений

К признакам, по которым мы считаем границы опасными, относятся:

По результатам районирования в тематический слой вынесено 8 потенциально опасных и менее опасных объектов :

Большая часть выделенных геологических границ имеет субвертикальное залегание и поэтому рассматривается нами как второстепенный осложняющий фактор, который имеет потенциал реализации только в сочетании с другими структурными неоднородностями, например в случае пространственного совмещения с крупным–средним разрывным нарушением, зоной дезинтеграции или зо­ной трещиноватости разлома.

Фактор физико-механических свойств и агрегатного состояния массива пород в пределах карьера выражается, прежде всего, в развитии площадных и линейных кор выветривания, а также в виде интенсивной тектонической проработки в зонах влияния разломов — разрывных нарушений. Благодаря облегченному проникновению и циркуляции поверхностных вод в этих участках интенсивно развиты процессы химического и физического выветривания, что непосредственно меняет показатели физико-механических свойств. По этому признаку выделяются 3 основные типа зональности:

Площадная кора выветривания и зона дезинтег­рации пород отмечается все­ми исследователями [1ф, 2ф, 5ф, 8ф, 9ф]. В приповерхностных горизонтах пород условно выделяют зону Д1 интенсивной дезинтеграции с глубиной проникновения от 10–15 м до 30–40 м от поверхности (см. верхний замкнутый лилово-сиреневый кон­тур на рис. 1) и Д2 — слабо выветрелых пород от 20–35 до 80–120 м (см. нижний замкнутый лилово-сиреневый контур на рис. 1) [2ф]. Д1 представляет собой относительно однородный полностью дезинтегрированный грунт с низкими физико-механичес­кими свойствами. По мере приближения к зоне Д2 рыхлый грунт видоизменяется в слабо выветрелую полускальную породу с широким размахом показателей физико-механических свойств (с ослабленными связями меж­ду отдельностями и участ­ками скальных пород). Ниже зоны Д2 расположены скальные породы, характеризующиеся в подавляющем большинстве высокими физико-механическими показателями, при этом границы перехода между интенсивно дезинтегрированными породами (Д1), менее выветрелыми (Д2) и скальными породами условны и постепенны.

Линейная палеокора выветривания с развитием штаффелитовой (франколитовой) минерализации обнажается в ЮЗ и ЮВ участках борта карьера. Она сопровождается увеличением степени дробления и разрыхления пород, а также существенным увеличением глубины проникновения дезинтегрированных пород зон Д1 и Д2 (до 120–200 м от поверхности при горизонтальной мощности от 120 до 20 м на разной глубине). Ее особенностью является одновременное сонахождение пород в различном агрегатном состоянии: глина, песок, дресва, каменные обломки и блоки различного размера и формы, полускальные и скальные породы. Выходы коры выветривания в борту карьера отнесены к категории менее опасных объектов.

Зоны тектонического дробления, катаклаза и повышенной трещиноватости наб­людаются внутри и вблизи крупных разломов, а также в местах пересечений 2 и более разрывных нарушений меньшего масштаба. В карьере к категории опасных – менее опасных отнесена единственная зона, при­уроченная к разлому R1. Она варьирует по мощности от 20–40 м вблизи поверхности до 7–15 м на глубоких горизонтах. В среднем зона представляет собой менее опасный объект, а на локальных участках — до опасного. Остальные проявления дробления тектонического генезиса имеют существенно меньшие размеры и рассматриваются нами в качестве потенциально опасных.

Зоны дезинтеграции Д1 и Д2 рассматриваются соответственно как менее опасные и потенциально опасные объекты. Они имеют второстепенное осложняющее значение и негативные последствия только в сочетании (в наложении) с другими опасными геолого-геофизически­ми и техногенными явлени­ями и процессами. Зоны фор­мируют рыхлые склоны верхних уступов с углом ес­тественного откоса, и только в местах пересечения с разломами или/и поверхност­ными водотоками в них образуются специфичные формы деформаций в виде оплывин, оврагов, оползней и осыпей. Так как это происходит на верхних уступах, характеризующихся незначи­тельными углами откосов и достаточно широкими предохранительными бермами, то проведения широкомасштабных мероприятий по закреплению не требуется. Наилучшим решением являются планово-профилактические мероприятия по регулированию поверхностных и грунтовых водотоков.

Поверхность рыхлых склонов рекомендуется засеивать специальными растительными культурами (трава, кустарниковые), использовать биогеобарьеры, термоизоляционные и другие виды покрытий.

Фактор гидрогеологии и гидрологии. Обводнение карьера происходит в основном за счет фильтрации через четвертичные отложения, зоны дезинтеграции и верхней трещиноватой зоны скаль­ных пород со стороны водообильных зон речных долин, акватории оз. Ковдоро и действующего хвостохранилища по водопроводящим зонам тектонических разломов. В ходе районирования в пределах уступов карьера были определены границы просачивания и измерены минимальные и максимальные водопритоки в межень (см. голубые контуры на рис. 1) и в паводок в период интенсивного таяния снежно-ледяного покрова соответственно. В первом случае были получены показатели, очищенные от влияния сезонных и атмосферных осадков, т. е. характеризующие минимальный уровень по­сто­янных водопритоков, а во втором — область максимального распространения зон просачивания на поверхности карьера в пик водообильности.

Интенсивные водопритоки являются осложняющим фактором для всех без исключения инженерно-геологических условий:

Особое значение имеют сезонные пики водообильности, связанные со снеготаянием и периодами интенсивного выпадения ат­мосферных осадков. Опыт наблюдений показывает, что в это время увеличивается частота и интенсивность деформационных процессов влоть до возникновения крупных обрушений. В этом случае гидрогеологический фактор играет динамическую роль триггера — «спускового крючка», что усложняет прогноз и расчеты устойчивос­ти применительно к каждой структурной неоднороднос­ти. Сезонный или постоянный свободный водоток повышает степень опасности любого объекта. Для противодействия интенсивному обводнению карьера необходим комплекс специальных инженерных мероприятий (водопонижающие скважины, заслоны и т. п.).

Для их точного моделирования и прогноза необходимо знать его абсолютные величины, ориентацию в пространстве главных осей, иерархию и структуру локальных флуктуаций–возмущений, причем желатель­но как в отношении исходного поля напряжений в ненарушенной геологической среде месторождения, так и редуцированного в измененном геомеханическом пространстве рудника.

Параметры современного поля напряжений можно определить по материалам регистрации сейсмических волн по разным азимутам их распространения при достаточно плотной сети наблюдений с высокоточными трехкомпонентными датчиками [5; 6]. Данные высокоточного мониторинга деформаций также дают основу для их оценки. Гораздо реже используются инструментальные измерения параметров НДС «in situ», так как большинство таких исследований затратно по ресурсам и интертно по исполнению. Тем не менее в пределах карьера рудника «Железный» специалистами Горного института КНЦ РАН выполнено порядка 25 измерений в торцевом варианте по всему контуру карьера [7–9], что позволило в первом приближении провести геомеханическое районирование (рис. 2).

Приведенные в настоящей статье результаты получены при финансовой поддержке грантов (грант РНФ № 14-17-00751, научн. рук. проф., д.т.н. А. А. Козырев и РФФИ 12055 офи_м, научн. рук. акад. РАН Ф. П. Митрофанов), а также хоздоговоров НИР с ОАО «Ковдорский ГОК».

Список литературы:

1. Пожиленко В. И., Гавриленко Б. В., Жиров Д. В., Жабин С. В. Геология рудных районов Мурманской области. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2002. — 359 с.

2. Епифанова М. С., Федоров С. А., Козырев А. А., Рыбин В. В., Волков Ю. И. Инженерно-геологические аспекты проектирования глубокого карьера Ковдорского ГОКа // Горный журнал. 2007. № 9. С.30–33.

3. Фисенко Г. Л., Ревазов М. А., Галустян Э. Л. Укрепление откосов в карьерах. М.: Недра, 1974. — 208 с.

4. Газиев Э. Г. Устойчивость скальных массивов и методы их закрепления. М.: Стройиздат, 1977. — 160 с.

5. Ребецкий Ю. Л. Тектонические напряжения и прочность природных массивов.М.: ИКЦ Академкнига, 2007. — 406 с.

6. Методические рекомендации по изучению напряженно-деформированного состояния горных пород на различных стадиях геологоразведочного процесса. МР 41–06–079–86 / Под ред. Е. И. Шемякина. Сост. Н. И. Белов, Ю. И. Горбунов, В. И. Иванов и др. М.: ВНИИ геоинформсистем, 1987. — 118 с.

7. Рыбин В. В., Козырев А. А., Данилов И. В. Определение параметров напряженного состояния приконтурного массива пород на карьерах Кольского полуострова // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 10. С. 402–405.

8. Панин В. И., Рыбин В. В., Константинов К. Н., Старцев Ю. А., Данилкин А. А., Кожуховский А. В. Контроль геомеханической ситуации в борту карьера геофизическими методами // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2013. № 4. С. 279–285.

9. Козырев А. А., Рыбин В. В., Константинов К. Н. Оценка геомеханического состояния законтурного массива горных пород в борту карьера комплексом инструментальных методов //Горный информационно-ана­литический бюллетень. 2012. № 10. С.113–119.

Фондовые источники:

1ф. Инженерно-геологическое и геомеханическое районирование карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» для оптимизации работ по закреплению скальных уступов. Отчет о НИР (договор НИР № 155–12 от 01 августа 2012 г.). / Отв. исп. Жиров Д. В., Рыбин В. В. /Исп.: Мелихова Г. С., Климов С. А., Мелихов М. В., Решетняк С. П. и др. Апатиты: фонды ГИ КНЦ РАН, 2012. Этап 1. 219 с., 2013. Этап 2. 55 с., 2013. Этап 3. 82 с.

2ф. Геолого-структурное картирование уступов карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК», планируемых к постановке в конечное положение в 2004–2005 годах. Отчет о НИР / ФГУП ВИОГЕМ, отв. исполнитель Серый С. С. Белгород, 2006.

3ф. Геолого-структурное картирование уступов карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК», планируемых к постановке в конечное положение в 2008–2009 гг. и прогноз их устойчивости (заключительный). Отчет о НИР / ФГУП ВИОГЕМ, отв. исполнитель Серый С. С. Белгород, 2010.

4ф. Доизучение инженерно-гео­логических и гидрогеологических условий прибортового массива пород юго-восточного борта карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» в отметках (+10) — (+238) м. Раздел: Изучение структурно-геологических особенностей и физико-механических свойств прибортового массива пород юго-восточного борта карьера. Отчет / ФГУП ВИОГЕМ, отв. исполнитель Серый С. С. Белгород, 2007.

5ф. О результатах доизучения инженерно-геологических и гидрогеологических условий прибортового массива юго-восточного борта карьера рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» в отметках (+10) — (+238) м за 2006–2009 гг. Отчет /ОАО «Мурманская ГРЭ», отв. исполн. Мелихова Г. С., Исп.: Жиров Д. В., Вашенюк Е. В., Климов С. А. и др. Апатиты, 2009 г.

6ф. Обобщение и анализ структурных неоднородностей и тектонических нарушений в массиве пород рудника «Железный» (Ковдорское месторождение бадделеит-апатит-магнетитовых руд) по результатам изучения ориентированного керна инженерно-геологических скважин и заверки основных тектонических нарушений по поверхностным данным. Отчет НИР / ГИ КНЦ РАН, отв. исп. Жиров Д. В. Исп.: Сим Л. А., Маринин А. В., Климов С. А. и др. Апатиты, 2009.

7ф. Создание 3D моделей строения разрывной тектоники массива пород северо-восточного и северо-западного бортов карьера рудника «Железный» с ранжированной оценкой разломов, трещин и других структурных неоднородностей по опасности для устойчивости уступов. Уточнение и заверка с поверхности положения основных структурных неоднородностей и геологического строения участков работ. Отчет о НИР / ГИ КНЦ РАН, отв. исп. Жиров Д. В., Исп.: Климов С. А. и др. Апатиты, 2011.

8ф. Исследование геологического строения, структуры и разрывной тектоники массива пород месторождений бадделеит-

апатит-магнетитовых (БАМР), апатит-штаффелитовых (АШР) и апатит-карбонатных (АКР) руд Ковдорского массива. Отчет о НИР (заключительный) в рамках х/д НИР № 22118/2 / Отв. исп. Жиров Д. В., исп.: Сим Л. А., Жирова А. М., Маринин А. В., Климов С. А. Апатиты: фонды ГИ КНЦ РАН, 2012.

9ф. Структурное инженерно-геологическое картирование Ковдорского месторождения с увязкой съемки карьера с данными по скважинам для расчета оптимальных углов наклона бортов перспективного карьера. Отчет о НИР / ВИОГЕМ, отв. исполнитель Дунаев В. А. Белгород, 1991.

Источник

Что такое картирование уступов

Одной из основных задач системы управления охраны окружающей среды субъекта хозяйственной деятельности является оценка и прогноз воздействия на окружающую среду [5]. В связи с этим субъекты предпринимательской деятельности обязаны вести мониторинг состояния окружающей природной среды. Чаще всего недропользователь отдает такие работы на аутсорсинг. В качестве подрядной организации на ведение мониторинга окружающей природной среды Талицкого участка ВКМКС выступил Естественнонаучный институт Пермского государственного университета, перед которым стояла задача разработать программу мониторинга и воплотить ее в жизнь. Эти работы выполняются с 2009 года.

Согласно существующей нормативной базе, мониторинг природной среды включает исследования состояния атмосферы, поверхностных и подземных вод, геологических условий, почв, растительности, животного мира, ландшафтов, социально-экономических и медико-биологических условий, физического воздействия и радиационной обстановки. Камеральная обработка должна включать создание и ведение информационной фактографической и картографической базы данных [5], включающей в себя весь набор ретроспективной, полевой и лабораторной информации как по каждому компоненту природной среды отдельно, так и комплексных данных, характеризующих современное состояние территории.

Решение поставленной задачи начинается с создания базового ГИС проекта, содержащего топографическую основу территории исследования. При создании топографической основы важном шагом является выбор уровня генерализации и масштаба. Масштаб топоосновы должен соответствовать поставленным задачам. Для проведения инженерно-экологических изысканий детальность съемки должна соответствовать 25 000–50 000 масштабу карты, то есть в 1 см карты отображается 25–50 метров местности. В этом случае возникает проблема допуска лиц к работе с картами крупного масштаба, являющимися секретными, и значительно усложняет работу всех специалистов и передачу материалов заказчику. Для решения этой проблемы необходимо учесть требования к секретности карт 50 000 маштаба и крупнее и исключить данные, попадающие под гриф «секретно». В результате нами в ГИС-проекте подготовлена топооснова 1:50 000, отвечающая всем требованиям (рис. 1). Проект создан с использованием относительных путей и внутреннего домена данных (папки), ссылки вне которого отсутствуют. Этим обеспечена информационная целостность базы данных и результатов.

Рис. 1. Окно ГИС-проекта с топографической основой

В качестве исходных данных для создания цифровой топоосновы выступили карты 80–90 гг., в связи с чем возникает вопрос достоверности имеющихся данных. Для актуализации этой информации нами использовались материалы полевых рекогносцировочных маршрутов и космоснимки Google Earth (рис. 2). При работе с космоснимками также необходимо учитывать «секретность». К примеру, космоснимки с разрешением на местности 2 метра и детальнее, покрывающие площадь в одном массиве на незастроенные и малозастроенные территории более 5000 кв. км, на города и поселки городского типа более 75 кв. км, являются секретными.

В дальнейшем происходит наполнение нашего проекта получаемой в ходе исследования информацией:

– локализация точек опробования за компонентами природной среды;

– выявленные источники техногенного воздействия на окружающую среду;

– результаты лабораторных исследований опробованного материала (заносятся в виде атрибутивных данных к каждой точке опробования);

– местоположения активных экзогенных процессов;

– данные о геоморфологии и ландшафтах.

Рис. 2. Космоснимки Google

На заключительной стадии комплексирования покомпонентных данных об окружающей природной среде ГИС предлагают мощный инструментарий пространственного анализа. Используя имеющиеся возможности синтеза данных, проведено зонирование территории исследования и выявлены участки с различным экологическим состоянием (рис. 3). Зоны выявлены на основании полученных данных о химическом загрязнении компонентов окружающей природной среды с учетом миграционных протоков загрязнителей [6, 7].

Зона 1 – экологическая ситуация характеризуется как относительно удовлетворительная. На карте представлена качественным фоном светло-желтого цвета. На местности соответствует низкому уровню техногенной нагрузки, чему способствует распространение транзитных и элювиальных ландшафтов. Зона представлена техногенными ландшафтами, вторичными элювиально агрогенными и нарушенными агроселитебными.

Химический состав поверхностных и подземных вод с небольшими исключениями соответствует нормативам. Нарушенность естественного состояния компонентов природной среды оценивается как допустимая, общее состояние экологической ситуации соответствует категории «удовлетворительное».

Зона 2 – занимает большую часть территории исследований (около 80 %) на карте обозначена качественным фоном светло-зеленого цвета и характеризуется экологическими условиями, близкими по рассмотренным параметрам к естественному фону.

Анализируя картосемиотическую составляющую данной карты, хотелось бы отметить, что здесь использовались как графознаки, так и картознаки [1]. К примеру, точки опробования компонентов природной среды представлены различными графознаками. Денотат в виде кружочка коричневого цвета указывает на точки опробования в поверхностных водах и донных отложениях, денотат вида квадрат с диагональными линиями указывает на места опробования почв. В этих же позициях круговыми диаграммами показаны превышения предельно допустимых концентраций. Графознаки также используются для локализации мест с нарушенным стоком рек, с техногенным загрязнением (свалка), водозаборные скважины с различным типом использования. Картознаки используются для отображения линейных объектов, таких как газопроводы, водоводы, ЛЭП, железная дорога, границы различных зон (санитарной охраны, водо- и рыбохозяйственные), а также участков с частично нарушенным почвенным и растительным покровом.

Рис. 3. Иллюстрация карты современного экологического состояния

Результатом геоэкологического картирования средствами геоинформационных систем стала созданная пространственно ориентированная база данных, включающая комплексный анализ компонентов окружающей природной среды (атмосферный воздух, геологическая среда, водные, почвенные и земельные ресурсы, растительный и животный мир). На ее основе проведена комплексная оценка территории и составлены интегральные карты: ландшафтно-экологического зонирования территории, современного экологического состояния, прогнозируемого воздействия проектируемых объектов на природную среду [3, 5, 9].

Современные геоинформационные системы способны не только проводить пространственный анализ и синтезировать различные типы, виды информации, но готовить картографический материал согласно канонам и нормам традиционной картографии.

Рецензенты:

Наумова О.Б., д.г.-м.н., зав. кафедрой поисков и разведки полезных ископаемых, Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь;

Середин В.В., д.г.-м.н., профессор, заведующий кафедрой инженерной геологии и охраны недр, Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь.

Источник