7.3.3. Наблюдательная сеть и техническое оснащение. Организация системы эколого-геофизического мониторинга подразумевает возможно более полное многоуровневое комплексирование геофизических методов - дистанционных (аэрокосмических), наземных, водных и скважинных. Такого рода комплексирование позволяет охватить весь круг задач общего мониторинга и предусмотреть проведение специального мониторинга с определенными конкретными целями или на ключевых участках по более детальной в сравнении с общим мониторингом программе.

В частности, экогеофизический мониторинг с применением спутниковых технологий позволяет прогнозировать изменение солнечной активности, магнитные бури, вариации гравитационного поля, обусловленные изменениями взаимного расположения

206

небесных тел, состояние верхних слоев атмосферы Земли, тренд конфигурации и размеров озоновых дыр, колебания уровня космического облучения земной поверхности и т.п. Информация, получаемая спутниковой экогеофизикой, помогает познавать общие тенденции развития биосферы Земли, уточнять долгосрочные прогнозы погоды, прогнозировать качество радиосвязи, планировать агротехнические мероприятия, направленные на сохранение посевов и повышение урожайности полей, коррегировать состояние диспансерных больных.

Дистанционные технологии экогеофизического мониторинга дают возможность изучать особенности изменчивости природной среды крупных регионов под влиянием антропогенного воздействия; обследовать урбанизированные территории, отдельные промышленные и сельскохозяйственные предприятия; выявлять источники загрязнения.

Наземные технологии экогеофизического мониторинга включают комплексные режимные наблюдения на эталонных или ключевых участках территории, выполняемые в крупных или детальных масштабах. Целью наземного мониторинга является изучение воздействия природных и антропогенных процессов на состояние биоты и здоровье людей; эколого-геологическое обоснование и контроль различных видов хозяйственного освоения территорий; слежение за пространственными параметрами загрязнения верхней части литосферы просочившимися нефтепродуктами и другими вредными стоками; изучение загрязнения источников подземных вод, пригодных для водоснабжения; обследование и детализация экологически значимых аномалий геофизических полей.

Технологии подземного эколого-геофизического мониторинга используют комплексные геофизические наблюдения в скважинах, шахтах и других горных выработках. Эти технологии позволяют решать широкий круг экогеофизических задач: дозиметрический контроль подземных разработок радиоактивного минерального сырья; мониторинг экологически опасных зон напряженно-деформированного состояния горных массивов, аномально высоких пластовых давлений, повышенной газоопасности горных выработок; слежение за путями подземной миграции и минерализацией сточных вод; поиск и слежение за состоянием пластов-экранов и коллекторов для захоронения токсичных промышленных отходов, для создания подземных резервуаров под долговременное хранение нефтепродуктов, гелия и других стратегических полезных ископаемых. Для решения этих и подобных задач широко используют арсенал каротажных исследований и геофизических методов интроскопии горных массивов.

207

При проведении общего мониторинга следует стремиться к созданию равномерной, достаточной по плотности сети наблюдательных станций или пунктов (см. рис. 7.2). Для дистанционных методов, использующих в качестве транспортных средств вертолеты, самолеты и космические аппараты, это условие выполняется относительно легко, поскольку находящиеся на исследуемой территории промышленные, жилые и другие инженерные объекты практически не мешают проведению наблюдений. В случае использования наземных и тем более водных или скважинных геофизических методов возможны существенные пространственные ограничения в силу нахождения на поверхности и на акваториях различных сооружений и других объектов, могущих препятствовать созданию равномерной сети наблюдательных пунктов. В связи с использованием скважинных и некоторых других технологических модификаций геофизических методов может возникнуть необходимость создания сети скважин и (или) горных выработок.

В случае принципиальной невозможности в силу ряда причин создать равномерную сеть наблюдений исследуемую территорию обычно разделяют на ряд отдельных, однородных в своих пределах (в смысле природных условий, условий застройки, степени урбанизации, промышленного или сельскохозяйственного освоения, а также контролируемых параметров), но отличающихся один от другого участков. По таким ключевым участкам можно получить наиболее полную картину состояния окружающей среды и объектов мониторинга. Полученная на ключевых участках информация затем распространяется на всю исследуемую территорию.

Конфигурация наблюдательной сети при проведении специального мониторинга должна максимально отвечать целевым установкам и обеспечивать полноту сбора информации. Желательно, чтобы наблюдательная сеть, организованная для проведения специального мониторинга, входила как составная часть в сеть общего мониторинга при параллельном осуществлении мониторинга обоих рангов. При этом подразумевается создание определенного дополнительного числа станций или наблюдательных пунктов, что необходимо для детализации проводимых контрольных наблюдений.

Особенность организации наблюдательной сети в пределах урбанизированных территорий заключается в необходимости создания реперной сети для наблюдения за состоянием окружающей среды, инженерных сооружений и отдельных их компонентов и элементов (например, фундаментов, несущих конструкций и перекрытий зданий, мостовых опор, путепроводов, магистральных

208

тепло-, газо- и водопроводов, кабельной сети, транспортных магистралей, памятников истории и архитектуры, а также коррозионной активности грунтов, уровня поля вибрации, электромагнитного и радиационного фона и т.п.). В первую очередь это относится к контрольной сети для специального мониторинга, но актуально и для общего мониторинга.

Технология контрольных наблюдений при проведении эколого-геофизического мониторинга ориентируется на использование традиционной аппаратурной и приборной базы инженерно-геологической, гидрогеологической и экологической геофизики с привлечением специальных средств наблюдения за изменением природных и техногенных геофизических полей. В настоящее время существует большой парк лабораторного и полевого, стационарного и переносного оборудования и приборов, позволяющих проводить геофизические наблюдения на разных уровнях. Современное геофизическое оборудование гарантирует широкий спектр возможностей для изучения строения и состояния грунтовых массивов и других компонентов окружающей среды в разных по величине объемах, а также для оценки уровня природных и техногенных геофизических полей (электромагнитного, магнитного, гравитационного, электрического, вибрационного, сейсмоакустического, температурного и радиационного) в границах изучаемого участка или региона. Однако следует заметить, что серийно производимые приборы и оборудование не всегда в полной мере соответствуют тем задачам, которые приходится решать при проведении эколого-геофизического мониторинга природных и техногенных процессов. Иногда бывает трудно подобрать такой комплект приборов и оборудования, который отвечал бы сразу всем требованиям, предъявляемым к измерительным и обрабатывающим комплексам в ходе реализации программ общего многоуровневого и многокомпонентного мониторинга. Поэтому время от времени возникает потребность в модификации некоторых видов оборудования, аппаратуры и самих технологий применительно к решаемым задачам.

209