5.2.3. Модели экофизических полей (МЭФП) и физико-геоэкологические модели (ФГЭМ) геологической среды. Как следует из приведенного в п. 5.2.1 определения, МЭФП и ФГЭМ должны описывать экологически значимое воздействие физических и геофизических полей на геологическую среду и живые организмы, характеризовать реальную экологическую обстановку в пределах верхней части литосферы.

По аналогии с физико-геологическими моделями ФГЭМ и МЭФП должны иметь много параметров, необходимых для их однозначного выделения, отличаться правильной геометрической формой слагающих их частных моделей (конкретного возмущающего тела, конкретного физического поля). Они должны обладать полиморфностью, т.е. несходством отдельных возмущающих тел по форме, размерам и аномальным физическим свойствам, влияющим на экологические условия. Важнейшей особенностью ФГЭМ и МЭФП должна быть их управляемость, т.е. возможность изменения параметров модели в зависимости от реальной экологической ситуации.

ФГЭМ, так же как и ФГМ, состоит из трех частей: модели физических свойств объекта (МФС), модели комплексных физических полей, а также модели связи "объект - поля". При формировании ФГЭМ геоэкологических объектов процессы могут описываться детерминированными, статистическими, стохастическими методами. МФС в составе ФГЭМ играет ту же роль, что и петрофизическая модель (ПФМ) в ФГМ. При описании природно-технических геосистем может существенно возрастать доля влияния техносферы.

При построении МЭФП и ФГЭМ необходимы сведения:

• 1) о физической природе, интенсивности и частотных характеристиках природных и техногенных физических полей;
• 2) об экологических последствиях воздействия физических полей на биоту и человека;
• 3) о пространственном положении, структуре, размерах, форме и физических свойствах объектов, создающих экофизические аномалии;
• 4) о времени физического воздействия экофизических аномалий или периодичности этого воздействия.

Следует подчеркнуть, что рассматриваемые ФГЭМ и МЭФП отличаются от ФГМ (физико-геологической модели как источника геофизических аномалий) именно тем обстоятельством, что они должны непосредственно учитывать экологические последствия воздействия физических полей на состояние экосистем, на биоту и человека.

129

Особенности построения априорных МЭФП и ФГЭМ рассмотрим на примере обобщенного описания геопатогенной зоны, физически и пространственно приуроченной к тектоническому разлому. При этом рассматриваются ситуации построения параметров моделей в природных условиях и в условиях техногенеза. Как явствует из табл. 5.1, параметрами МЭФП геопатогенной зоны являются естественные и техногенные геофизические поля, которые могут оказывать влияние на состояние биоты и здоровье человека. В качестве характеристик геофизических полей выступают вероятностные безразмерные контрастности аномалий, их обобщенные площадные размеры и форма. В данном случае выбраны размеры линейных аномалий, выявляемых при среднемасштабных геофизических съемках. В модели приводятся сведения о времени и периодичности воздействия полей в пределах аномалий, а также о вероятных экологических последствиях. Синергетическое (совокупное, взаимоусиливающее) воздействие всех полей на биоту и человека отображено значениями суммарных контрастностей геофизических аномалий. При этом суммируются абсолютные значения контрастностей тех физических полей, которые воздействуют на различные элементы экосистемы или живого организма.

Построение вероятностной МЭФП геопатогенной зоны позволяет представить особенности площадного распределения и интенсивности воздействия геофизических полей на экосистему. Эколого-санитарную и медицинскую значимость такой модели отражают контрастности геофизических аномалий γ_i. Их рассчитывают путем нормирования максимальных значений каждого i-го поля на предельно допустимые уровни A_iпд влияния физических полей на экосистемы и биоту (табл. 5.1).

Иной задаче служит построение качественной ФГЭМ тектонического разлома, являющегося источником геопатогенеза (табл. 5.2). .Прежде всего, модель эта отображает форму, размеры и физические свойства изучаемого объекта (в данном случае - активного тектонического разлома), его способность создавать экологически значимые физические поля как в природных условиях, так и в условиях техногенеза. Поэтому в качестве параметров ФГЭМ рассматриваются геометрия (размеры) и физические свойства объекта. Для описания изменчивости этих параметров используются характерные пространственные размеры, форма объекта и вероятностные контрастности его физических свойств по отношению к вмещающим породам. Указываются также вероятностные контрастности геофизических аномалий, создаваемых объектом, их проявленность во времени. Как и при построении МЭФП, вероятностные контрастности отдельных аномалий, и суммарные контрастности получаются на основе

130

131

априорной информации о предельно допустимых уровнях воздействия или о фоновых (экологически адаптированных) значениях геофизических полей в данном регионе. Наконец, указываются вероятностные суммарные контрастности тех геофизических аномалий, которые могут по-разному воздействовать на различные элементы экосистем и живых организмов, и оцениваются вероятные синергетические последствия этого воздействия в природных и природно-техногенных условиях.

Таблица 5.2

Физико-геоэкологическая модель (ФГЭМ) тектонического разлома в природных условиях (числитель) и в условиях техногенеза (знаменатель)^*

* Форма объекта (в плане) линейная, характерные пространственные размеры в плане 0,1 × 10 км, по глубине 10 км.
**Контрастности геофизических аномалий, которые могут суммироваться в том случае, если воздействие геофизических полей направлено на различные элементы экосистемы или вызывает различные физиологические последствия в живых организмах (см. табл. 5.1).

Роль МЭФП и ФГЭМ не ограничивается возможностью комплексной оценки и прогнозирования синергетического воздействия физических полей на экосистемы, биоту и человека. Они могут быть эффективно использованы как на стадиях проектирования и проведения эколого-геофизических исследований, так и при интерпретации полученных данных и представлении результатов съемок. В последнем случае параметры ФГЭМ и МЭФП могут отвечать по своему составу и содержанию параметрам, входящим в легенды эколого-геологических или

132

эколого-геофизических карт. Они могут быть основой эколого-геологического районирования, а при проведении мониторинга их можно использовать для комплексной оценки и прогноза эк-геологических процессов.

133