Изучение и контроль карстовых процессов

В качестве примера эффективности скважинных геофизических исследований при изучении карстово-суффозионных процессов можно привести результаты режимных наблюдений на территории г. Москвы, проведенные в рамках Программы мониторинга геоэкологических процессов в городе Москве на 2004-2005 год. Рассмотрим эту программу поподробнее. Многолетнее хозяйственное освоение территории города Москвы существенно изменило гидрогеологические условия и вызвало активизацию неблагоприятных геологических процессов, нарушающих экологическую устойчивость окружающей среды города. Суммарная площадь карстово-суффозионных участков на территории города составляет 15 квадратных километров.Многослойное строение толщи пород в верхах зоны пресных вод, ее малая мощность и отсутствие сдерживающих глинистых слоев в кровле карстующихся пород в пределах приречной части городской территории определяют необходимость ведения наблюдений за оползневыми и карстовыми процессами в долинном комплексе реки Москвы и некоторых ее притоков при приоритете организации стационарных инструментальных наблюдений на участках проявления активных глубоких оползней, а также участках с поверхностными формами проявления карста.Многолетний (с 1974 года) опыт наблюдений за карстовым процессом показал, что большое практическое значение для прогнозирования возможных провалов имеют топографо-геодезические измерения оседания поверхности и визуальные наблюдения за деформациями зданий и земной поверхности.Таким образом, развитие опасных процессов в геологической среде города нуждается в постоянном мониторинге.Для организации мониторинга изучения и прогнозирования карстово-суффозионных процессов спроектирована новая сеть, которая включает 16 кустов ярусно расположенных скважин (по 3 скважины в кусте) и 11 одиночных скважин. Необходимость создания новой сети связана с особыми требованиями к зоне их размещения и характеристикам скважин по глубине. Расположение скважин ориентируется на участки нахождения переуглубленных долин, глубина составляет порядка 100 м.Перечень измеряемых параметров и периодичность наблюдений для мониторинга карстово-суффозионных процессов включает такие параметры как уровни, температура, Ca, Mg, Na+K, HCO3, SO4, Cl, CO2(своб.), O2, pH, общая минерализация, общая жесткость, углекислотная и сульфатная агрессивность, Sr, органолептические свойства, микробиологический состав, гелиевая съемка.Интересным также при изучении и контроле карстовых процессов является опыт создания геоинформационной системы (ГИС).

Геоинформационные системы с каждым годом приобретают все более важное значение для географической науки. Это объясняется простотой использования данных технологий и нарастающей многофункциональностью создаваемых систем.

Применение геоинформационных систем, позволяет избежать некоторых недостатков, ранее используемых количественных методов. Они, в частности, дают возможность значительно сэкономить время проведения исследований, позволяют избавиться от ошибок, связанных со сложными расчетами, а самое главное, – быстро и качественно визуализировать полученные результаты, воплотив их в тематическую географическую карту, график, или же представив цифровую информацию в виде результирующих таблиц. Использование ГИС-систем в изучении карста, – дело относительно новое, хотя уже имеются некоторые наработки. Основным недостатком этих работ является использование стандартных «фабричных» ГИС, страдающих шаблонностью, так как при разработке первых систем, основной упор делался именно на модульность оболочки. Разумеется, эти ГИС позволяют производить весьма качественный материал, но стоит учитывать тот факт, что они не предназначены для изучения конкретной территории и конкретного процесса.