5.3.2. Формирование целевых эколого-геофизических комплексов. Формирование целевого комплекса при проектировании любых исследований начинается с постановки эколого-геологической задачи и включает обоснование априорных ФГМ, выбор состава и последовательности применения методов, входящих в комплекс, проведение полевых исследований, комплексную обработку и интерпретацию результатов. Получаемые по данным выполненных исследований результативные ФГМ служат решением поставленной задачи. При этом предполагается, что точность решения является показателем эколого-геологической эффективности комплекса, а затраты, связанные с получением этого решения, - показателем его экономической эффективности (рис. 5.2).

Постановка задачи должна быть предельно конкретной и содержать следующие разделы:

• - четкое определение изучаемого объекта (территории, литосферного массива, процесса, вида загрязнения и т.п.);

134

Рис. 5.2. Структура целевого эколого-геофизического комплекса

135

• - детальность (масштаб) и глубинность исследований;
• - необходимость и частота режимных наблюдений (при изучении динамики процессов);
• - необходимая площадь (или протяженность) и общий объем исследований;
• - возможность заверки геофизических материалов данными эколого-геологических, геоэкологических, биологических, медицинских исследований.

При грамотно сформулированной задаче исследований можно существенно упростить проблему обоснования целевого комплекса. После постановки задачи выполняется анализ имеющейся информации для формирования априорных моделей изучаемого объекта (ФГМ, ФГЭМ, ФГМ-ПДЭН). Сущность этого анализа и принципы построения моделей изложены в п. 5.2.2. Следует подчеркнуть, что при изучении тех регионов, в которых эколого-геологические либо геофизические исследования не проводились, или тех объектов, которые ранее не изучались геофизическими методами, могут выполняться специальные опытно-методические работы. Их цель состоит в получении предварительных сведений о геометрических и физических параметрах изучаемых объектов (для построения ФГМ), в обосновании состава геофизических методов, их экологической и экономической эффективности. При этом также могут быть выбраны и хорошо изучены участки территории (локальные объекты), служащие эталонами при проведении последующих полевых работ и интерпретации полученных данных.

Следующим этапом формирования целевого комплекса является оценка его эколого-геологической эффективности. При этом выполняется обоснование: 1) физических предпосылок применения отдельных геофизических методов; 2) необходимости введения в комплекс дополнительных исследований (геоэкологических, биологических, медицинских и др.); 3) разрешающей способности, точности и сети наблюдений; 4) информативности каждого из методов, входящих в комплекс. При выполнении обоснования используются априорные модели изучаемых объектов. Так, например, оценка физических предпосылок применения методов картирования техногенного загрязнения может основываться: на способности методов обнаруживать объект исследования; величине контрастности аномалии, даваемой загрязнением; уровнях помех, мешающих выполнению измерений или косвенно способствующих выделению объекта. Все эти характеристики входят в параметры априорных ФГМ или ФГМ-ПДЭН объекта.

136

При обосновании показателей эколого-геологической эффективности комплекса могут быть использованы также параметры априорных ФГЭМ и МЭФП. Такие их параметры, как контрастности экофизических и геофизических аномалий, пространственные размеры этих аномалий и периодичность воздействия физических полей, позволяют оценить не только необходимый состав методов, но и их разрешающую способность, точность и сеть наблюдений. В случае значительных контрастностей ожидаемых аномалий можно дополнять геофизический комплекс независимыми методами экологической заверки (например, медицинскими).

Следует остановиться на способах обоснования информативности геофизического комплекса. Наиболее простым является способ экспериментальной оценки, который использует сравнение результатов, полученных разными методами на хорошо изученных (эталонных) участках территории или конкретных объектах. Статистический способ основан на сравнении контрастностей экофизических и геофизических аномалий, даваемых тем или иным методом при изучении объекта: выбирается i-й метод, имеющий наибольшую контрастность γ_i или так называемую эффективность L_i = γ_im, где т - эффективные размеры аномалий (см. п. 5.2.1). Весьма широко применяются способы, использующие вычисления количества (или прироста) информации, даваемой данным методом. За меру количества информации I_i принимается любая функция вероятностного процесса, выраженная в логарифмической форме. Так как величина контрастности аномалии γ_i, создаваемой i-м методом, является такой функцией, то количество информации, даваемое этим методом, может быть выражено в следующем виде: I_i = log₂γ_i.

Количество информации - безразмерная величина, в двоичной форме измеряется в битах и используется для количественной оценки экономической эффективности геофизического комплекса. Эта оценка может быть выполнена в том случае, если известна стоимость одной точки наблюдения С_i при работе i-м методом. Тогда стоимость единицы информации G_i в принятых для расчета денежных единицах равна G_i = С_i / I_i.

Если в комплекс входит n методов общей стоимостью С_п, позволивших получить на каждой i-й точке суммарную информацию I_n, то стоимость единицы информации равна G_n = C_n / I_n, где

C_n = 

n

Σ

1

 C_i, I_n = 

n

Σ

1

 I_i

137

При выборе состава целевого комплекса предпочтение отдается совокупности тех методов, с помощью которых можно получить максимальное количество информации In на каждой точке исследований и которые характеризуются наименьшей стоимостью единицы информации G_n.

Более подробно о методах обоснования эколого-геологической и экономической эффективности целевых комплексов можно узнать в литературе по теории комплексирования (Тархов и др., 1982).

138