Прогнозирование гео-экологических катастроф

Прогнозирование — специальное научное исследование конкретных перспектив развития какого-либо явления, одна из форм конкретизации научного предвидения. Оно дает возможность заблаговременно принять меры по устранению нежелательных последствий.

Прогноз опасных геологических процессов и стихийных геологических бедствий включает четыре элемента: 1. Вид бедствия (геологического «события»). 2. Место. 3. Время. 4. Интенсивность. В настоящее время прогноз по первым двум пунктам трудностей не вызывает. Практически для любого места Земли известно, какое геологическое событие там может произойти. А проблема предсказания точного времени и интенсивности катастрофы до сих пор не решена, хотя и имеются удивительные по точности прогнозы и места и времени и интенсивности, например, землетрясений. Материальный ущерб от «тихих» геологических катастроф (просадки грунта, карстовые и оползневые процессы, «эрозия» почвы и другие) во много раз превышает последствия таких «громких» как землетрясения и извержения вулканов. В табл. 11.2. и 11.3. представлены геодинамические процессы в оболочках Земли и продолжительности некоторых геологических процессов.

Таблица 11.2. Схема геодинамических процессов в оболочках Земли (по D.J. Wyllie et all., 1993, с изменениями Н.Л. Добрецова и др., 2001)

Прогнозы обычно делятся на 5 временных циклов: оперативный, краткосрочный, среднесрочный, долгосрочный, сверхдолгосрочный.

Таблица. 11.3. Сопоставление продолжительности некоторых геологических процессов и геологической деятельности человека. (по Дж. Уилсону, 1996.)

Методы прогноза. В основе большинства прогнозов лежат три основных метода: 1. Экспертных оценок. 2. Экстраполяция статистических тенденций. 3. Поиск зависимости между двумя или более статистическими переменными.

Статистический метод выясняет и находит среднее значение течения данного процесса (его цикл или цикличность) и по этим данным строит прогноз (усредненные ряды на будущее).

В настоящее время прогноз геологических событий, влияющих на экологические ситуации можно свести к определению:

1. климатических изменений,

2. тектонической (и вулканической) деятельности,

3. падение на Землю космического вещества,

4. изменение солнечной активности (СА).

5. результатов антропогенного давления на природу.

Прогноз геологических событий осложняется не стационарностью геологических процессов, что существенно затрудняет прогнозирование. Только некоторые из не слишком отдаленных от нас по времени процессов можно прогнозировать при условии, что в этот интервал времени общий характер процесса не будет сильно меняться.

Эндогенные геологические процессы обусловлены эндодинамическим преобразованием горных пород, происходящие главным образом внутри Земли, в зоне действия сейсмотектонических и термодинамических факторов и вызванные в основном внутренними силами Земли. Здесь прогнозируются такие события как: землетрясения, вулканические извержения, цунами, и т.д.

Экзогенные геологические процессы: обусловлены экзодинамическим преобразованием горных пород, происходящим на поверхности Земли и в приповерхностном слое — в зоне действия факторов выветривания, эрозии, склоновых и береговых деформаций, вызванные в большей части внешними по отношению к литосфере силами (солнечной энергией, атмосферными, гидросферными, гравитационными). Здесь прогнозируются такие события как: оползни, обвалы, карст, суффозия и т.д.

Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений осуществляется специализированными службами министерств, ведомств или специально уполномоченными организациями, которые функционально, по своему назначению, являются информационными подсистемами в составе единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

В основную задачу мониторинга и прогнозирования опасных геологических явлений входит своевременное выявление и прогнозирование развития опасных геологических процессов, влияющих на безопасное состояние геологической среды, в целях разработки и реализации мер по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, для обеспечения безопасности населения и объектов экономики страны.

Источниками природных чрезвычайных ситуаций и, соответственно, объектами мониторинга и прогнозирования опасных геологических явлений являются территории активного проявления эндогенных (землетрясение, вулканическое извержение) и экзогенных (оползень, обвал, карст, суффозия, просадка в лессовых грунтах, эрозия овражная, переработка берегов) геодинамических процессов. Перечень поражающих факторов опасных геологических процессов, характер их действия и проявления определяется соответствующим ГОСТ’ом.

При организации наблюдательных сетей мониторинга должен быть выполнен подготовительный этап работ по созданию специализированной картографической основы для контролируемой территории (в форматах ГИС) в масштабах, соответствующих уровню мониторинга, с целью оптимизации системы наблюдений и оценки вероятных потерь (геологического риска).

Объектами мониторинга являются территории распространения опасных геологических явлений, выделяемые по данным специализированных геологических исследований как учетные единицы таксономического ряда объектов наблюдений: регион, область, район, участок, временная зона.

Методы прогнозирования опасных геологических явлений, перечень исходных данных, правила оценки, алгоритмы прогноза и оценки достоверности, перечень выходных данных должны соответствовать требованиям ГОСТ’а.