ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
Этапы, их организация и содержание.
Цель общенаучных физико-географических исследований — получение информации об истории развития, организации, функционировании, свойствах природных геосистем и т.д.. Потребителем ее является, в основном, сам физико-географ. При инженерно-географических исследованиях потребителем географической информации становятся хозяйственник, проектировщик, строитель. Для них интерес представляет строго ограниченная целенаправленная информация, желательно представленная в свернутом количественном или полуколичественном виде, с оценкой степени вероятности наступления тех или иных событий. То есть, ИГ информация для заказчиков должна быть в выводах целенаправлено свернута и формализована. Она представляется не как “вещь в себе”, а как “вещь для них” - для конкретной практической деятельности. Однако для обосования представленных проектировщику выводов должен иметься весь набор исходной физико-географической информации.
В организационном плане ИГ исследования обычно делятся как бы на три этапа. Однако, конкретное содержание каждого из этапов может меняться в зависимости от типа проекта и стадии его разработки (прединвестиционная — предпроектная, ТЭО, проект, реализация конкретного проекта).
1.Подготовительный, камеральный этап исследований. Он включает анализ самого задания, значимости проекта, проектных, строительных и технологических характеристик хозяйственного объекта, сбор и анализ литературной и фондовой исходной информации о районе освоения. По техническим характеристикам проектируемого объекта определяются его нормативные требования к окружающей среде. Кроме того, составляется перечень требующихся для обоснования проекта данных, а также, работ, которые следует провести для их получения. Большую роль на этом этапе исследований играют сведения о зональных или региональных фоновых процессах и явлениях, в том числе опасных, материалы многолетних гидрометеорологических наблюдений, карты морфометрических и инженерно-геологических характеристик территории, аэро- и космоснимки.
На основе этой информации, составляются предварительные инженерно-географические и ландшафтные профили и карты. Они позволяют предварительно оценить территорию, выявить и наметить ключевые участки первоочередного изучения в поле. В заключении составляется план полевых работ, при необходимости проводится корректировка стоимости исследований.
2. Основной этап преимущественно полевых ИГ исследований. Его можно разделить на три стадии: а) рекогносцировочное обследование; б) детальные полевые исследования на ландшафтных ключах или профилях; в) первичная обработка полевых материалов, записей, проверка, корректировка, уточнение предварительных выводов и закономерностей.
Рекогносцировочное обследование необходимо для проверки соответствия полученных на подготовительном этапе представлений о территории, реальной природной и хозяйственной обстановке, а также идентификации установленных явлений и закономерностей на местности. Кроме того, уточняются границы ландшафтных районов, привязываются на местности профили и ключевые участки, определяется густота сети обследований. В рекогносцировочных маршрутах устраняются расхождения в субъективных подходах и взглядах на конкретные природные явления у разных исследователей, уточняются и формализуются критерии оценок природной среды. По возможности намечаются базовые стоянки для исследователей, визуальные ориентиры на местности, зоны вероятного проявления опасных природных процессов (осыпей, обвалов, затоплений и др.).
Вторая стадия — это детальные полевые исследования по стандартной методике полевых физико-географических, ландшафтных работ. То есть составляются или уточняются ландшафтные профили через всю исследованную территорию, на этих профилях описываются и картируются ключевые участки с типичными ландшафтно-геохимическими сопряжениями, выявляются характерные зональные и местные природные процессы. Особое внимание уделяется изучению технологически наиболее важных характеристик территории (несущая способность грунтов, инженерно-геологические процессы, технологически допустимые уклоны и устойчивость склонов, ветровые и снеговые нагрузки, перепады температур, агрессивность подземных вод, обводненность грунтов, возможность подтоплений и затоплений инженерных сооружений и прилегающих территорий и др.). Подробно изучаются процессы и явления с повышенной изменчивостью, а также технологически допустимые критические переходы параметров окружающей среды (уровни воды, уклоны, температуры и др.). Кроме того, анализируются возможные последствия жозяйственной деятельности.
На имеющейся ландшафтной карте или трансекте уточняются границы ландшафтных контуров и легенда. Качественная ландшафтная карта значительно снижает объемы полевых исследований, позволяя обследовать всего 10-15% от каждого из выделенных типов ландшафтных контуров. Плохие ландшафные карты и профили требуют для своего уточнения обследовать до 30-60% по каждому из типов выделенных ландшафтов. Соответственно, увеличивается плотность маршрутов и число точек комплексного и специального описания, а также время и стоимость работ.
Естественно, что земляные и биоиндикационные обследования лучше проводить в летний период времени. Ландшафтно-геофизические и геохимические индикационные и другие исследования, в зависимости от цели и выбранного метода можно проводить и в другие, даже в переходные сезоны (весна, осень).
Стационарные исследования организуются с самого начала полевых работ, так как они связаны с многократными наблюдениями, и требуют времени для обустройства ключевых участков. Их обустройство включает: а) маркировку и привязку к базисной сети местности и относительно друг друга точек наблюдения, рабочих профилей или трансект; б) организация синхронных наблюдений; в) реализация мероприятий, снижающих вероятность повреждения базисной сети наблюдения и меток; г) организация обработки и систематизации результатов наблюдений.
При этом проводится метрическое сопоставление приборов с разных ключевых участков и вырабатывается единая методика наблюдения и показатели для всех наблюдателей.
Рабочими материалами этого этапа исследований являются дневники, бланки описаний, таблицы с результатами наблюдений, откорректированные карты и аэрофотоснимки, отобранные образцы почв, вод, растений и др. Все они должны быть обработаны и представлены в таком виде, чтобы ими могли пользоваться коллеги исследователи и заказчики. Следующая стадия полевых работ — это кондиционная доводка и уточнение полевых материалов в районе исследований. На нее обычно отводится недели полторы камеральных работ на базовой станции экспедиции.
3. Обобщающий этап исследований, формулировка выводов и подготовка отчета. На заключительном камеральном этапе исследованийобобщаются и формализуются результаты предыдущих этапов. При этом составляются сводные карты на исследованную территорию, обрабатываются и предоставляются в виде сводных таблиц, графиков, специализированных карт результаты наблюдений и обработки данных химического и других анализов образцов, составляется итоговый отчет для передачи заказчику.
Отчет обычно включает в себя следующие разделы:
1. Вводный раздел с описанием цели и задач исследований, обоснованием актуальности темы, данными об исполнителе и заказчике, физико-географической и административной привязкой объекта и территории исследований. Иногда здесь же, либо в отдельном разделе дается в кратком изложении методологические концепции и методики.
2. Эколого-технологические и инженерно-географические нормативные характеристики проектируемого хозяйственного объекта.
3. Фоновая физико-географическая, ландшафтная и компонентная характеристики района исследований. В этот раздел отчета включаются ландшафтные карты и профили исследованной территории. Специальный подраздел посвящается наиболее характерным опасным процессам и явлениям, с анализом их критических (экстремальных) и типичных инвариантных значений, (просадочности, карсту, сейсмичности, ураганам, наводнениям и т.д.).
4. Технолого-геоэкологическая оценка соответствия свойств территории нормативным требованиям проектируемого объекта. При этом учетываются возможные изменений в ландшафтах от воздействий проектируемого хозяйственного объекта. В этом разделе предоставляются различные инженерно-географические карты, характеризующие соответствие природных комплексов (или их отдельных параметров) технологическим требованиям хозяйственного объекта, а также прогнозные карты возможных изменений окружающей среды.
5. ИГ оценка вероятных последствий взаимодействия проектируемой деятельности с окружающей средой и заключение о ее опасности. В этом разделе также желательно представить соответствующие оценочные карты.
6. Рекомендации по предотвращению или минимизации нежелательных последствий взаимодействия в системе “хозяйственный объект - окружающая среда”, а также по геоэкологической оптимизации организационной структуры и функционирования ТПХС.
7. Заключение о целесообразности реализации и направлениях оптимизации проекта, необходимости его корректировки и требующихся дополнительных исследованиях.
Отчет защищается ответственным исполнителем перед закзчиком и составляется Акт о его приемке - сдаче.
К Отчету могут быть предъявлены принципиальные требования трех видов: -- к базовым географическим материалам (их полноте, достоверности, обеспеченности картографическими и другими фактическими данными); — к прогнозным и оценочным инженерно-географическим материалам и выводам (их полноте, формализованности, достоверности и др.); — к ИГ заключению и выводам(их четкости и обоснованности).
Соответственно весь Отчет логически может быть разделен как бы на три части. Первая, содержит данные об объекте проектирования и материалы комплексных ИГ исследований, обосновывающие последующие выводы. Он предназначен преимущественно для специалистов природоведов. Вторая часть, содержащая формализованные инженерно-географические оценки и рекомендации, предназначена преимущественно для инженеров проектировщиков. Третья часть с максимально сжатой информацией и выводами о допустимости, целесообразности и опасности реализации проекта — для лиц, принимающих решения о продолжении проектирования и реализации проекта.
Региональные инженерно-географические исследования
В зависимости от задания, масштабности и стадии планирования и проектирования для их обоснования проводятся различные региональные ИГ исследования. Они ведутся на относительно крупных территориях и ориентированы на выявление важнейших геоэкологических факторов и закономерностей регионального распределения свойств и условий природной среды, влияющих на хозяйственную деятельность. ИГ условия — это совокупность геоэкологических свойств и состояний ландшафтов влияющих на хозяйственную деятельность. Региональные ИГ свойства территорий изменяются в зависимости от географического положения, геолого-геоморфологического строения, климатических, гидрологических, исторических и антропогенных факторов. С помощью региональной ИГ сьемки выявляются участки распространения тех или иных свойств территории, определяющих природные условия хозяйственной деятельности. Эти участки фиксируются на ИГ картах и картах ИГ районирования по инженерным характеристикам природы.
Масштаб съемки определяется задачами исследований, стадией проектирования, степенью сложности и изученности территории. По масштабам ИГ съемки делятся на мелкомасштабные (1 : 500 000 и мельче), среднемасштабные (1 : 200 000 — 1 : 25 000), крупномасштабные (1: 10 000 и крупнее).
Мелкомасштабная съемка в виде полевых маршрутных исследований при составлении карт масштаба мельче 1 : 500 000 проводится, в основном, для уточнения, обобщения или увязки имеющихся материалов предыдущих исследований. На этих картах отражаются общие закономерности формирования и распространения тех или иных природных условий в пределах картируемой территории. Они используются как обзорные при региональном планировании хозяйственной деятельности и как фоновая основа для более детальных ИГ исследований.
Для обоснования технико-экономического доклада, схемы, а при простых ИГ условиях и для составления ТЭО проектного задания в поле проводится площадная инженерно-географическая съемка среднего масштаба. Причем съемка значительно упрощается если имеется мелкомасштабная ИГ карта и предварительно составлена ландшафтная карта. ИГ карты масштабов 1 : 200 000 — 1 : 100000 относят тоже к обзорным. Они используются для обоснования проектов крупных хозяйственных комплексов, например, населенных пунктов, промышленных комплексов, железнодорожных и автотрасс. Карты масштаба 1 : 50 000 — 1: 25 000 — основа для планирования застройки городов, крупных дорожных узлов и т.д.
Крупномасштабные съемки со значительным объемом полевых и лабораторных работ проводятся для ИГ обоснования проектного задания и самого технического проекта, например, застройки городских территорий, размещения конкретных объектов строительства, локальных транспортных коммуникаций и т.д. При этом составляются ИГ карты масштаба 1 : 10 000 и крупнее где инженерные параметры территории включаются в характеристики ландшафтных выделов рангов фаций, урочищ и их групп.
Хорошей базовой основой составления ИГ карт служат ландшафтные карты и карты физико-географического районирования с разреженной топосновой. Огромную помощь при составлении карт оказывают аэро- и космоснимки, а также аэровизуальные наблюдения. Однако степень дешифрируемости наземных объектов на аэроснимках разных территорий сильно отличается (табл. 2. 1.).
Таблица 2. 1. Классификация территорий по степени дешефрируемости аэрофотоснимков
| Степень дешифрируемостн аэрофотоснимков | Характеристика районов |
| Хорошая | Территория, где на аэрофотоснимках дешифрируется более 60 % картнруемых элементов, большинство из них определяют на этапе предварительного дешифрирования |
| Средняя | Территория, где на аэрофотоснимках дешифрируется 30— 60 % картируемых элементов, отображаемых на составляемых картах, многие из них получают на этапе полевого дешифрирования |
| Плохая | Территория, где на аэрофотоснимках дешифрируется менее 30 % картируемых элементов, отображаемых на составляемых картах, большинство из них определяют на этапе полевого дешифрирования |
3. СВОЙСТВА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ КАК УСЛОВИЯ
ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Свойства природной среды регионов, определяют природные условия, а часто и организацию хозяйственной деятельности в них. Свойства среды влияющие на степень благоприятности хозяйственной деятельности в регионе называются факторами. На анализе их и сосредотачивается внимание в инженерно-географических исследованиях. Соответственно при ИГ исследованиях перед исследователями прежде всего стоят следующие задачи: 1) изучить свойства и состояния природной среды регионов как условия для развития хозяйственной деятельности, а также их изменения при взаимодействии с хозяйственными объектами; 2) выявить пространственно-временные закономерности распространения хозяйственно значимых свойств природной среды в регионах; 3) изучить свойства природной среды как факторы, влияющие на организацию и функционирование хозяйственных объектов; 4) разработать мероприятия и рекомендации по регулированию взаимодействий между хозяйственными объектами и окружающей средой; 5) разработать рекомендации по мелиорации свойств ОС.
Организация природной среды и ее свойства. Согласно ведущей физико-географической и ландшафтной концепции природная среда или географическая оболочка состоит из 6-и разнокачественных природных компонентов, организованных в природные комплексы или ландшафтные геоэкосистемы разных рангов и типов. Компоненты в геоэкосистемах объединенны не полностью замкнутыми круговоротами вещества и энергии, поэтому многие их свойства взаимообусловлены. Свойства природных комплексов и их компонентов бывают вещественными, энергетическими и организационно-информационными. Каждый иерархический уровень или ранг геосистем характеризуется своими круговоротами вещества и энергии, которые в качестве элементов или звеньев включены в круговороты более высоких рангов.