WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 31 |

Наибольшее применение геофизические методы нашли при изучении оползневых процессов.

Оползни (медленные или внезапные перемещения горных пород по склонам под действием силы тяжести) являются проявлением нарушения устойчивости геологической среды и обусловлены определенной крутизной склонов, гор и прибрежных районов, литологией, обводненностью слагающих пород, наличием глин-плывунов. Оползни могут находиться в спокойном, стабилизированном состоянии, а сдвиги провоцируются как землетрясениями, так и искусственными вибрациями от промышленных предприятий, транспорта и т. п.

При изучении оползней перед геофизикой ставятся три основные задачи:

1. Выявление структуры и геологического строения тела оползня и окружающего горного массива.

2. Изучение гидрогеологических условий как в теле оползня, так и в окружающем массиве.

3. Оценка динамики (скорости движения) оползня, изменения напряженного состояния и определение ожидаемого времени подвижек.

Геофизические свойства горных пород тела оползня по сравнению с окружающим массивом отличаются увеличением естественных электрических потенциалов, понижением удельного электрического сопротивления и скоростей распространения упругих волн, увеличением их затухания, появлением термических аномалий и др. Поэтому основными методами решения 1-й и 2-й из названных задач являются методы естественного поля (ЕП), электромагнитные зондирования (ВЭЗ, ЗСБ) и профилирования (ЭП, ДИП), сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ), прослушивание электрических и сейсмических шумов (электрическая и сейсмическая эмиссия).

Выбор одного–трех из этих методов диктуется природными (геоморфологическими и геолого-гидрогеологическими) условиями. В стабилизированном состоянии оползня геофизические параметры, получаемые при интерпретации режимных наблюдений, сохраняются постоянными. При подготовке активизации оползня они начинают заметно изменяться, что объясняется увлажнением, ростом трещиноватости и напряженного состояния, техногенными причинами (подрезка склонов, строительство на оползнях и т. п.).

Это и позволяет прогнозировать время начала скольжения и предсказывать катастрофические сходы оползней. За скоростью движения оползней (задача 3) можно следить, например, по сдвиганию магнитных реперов. Для этого в тело оползня помещают ряд вертикальных труб или стержней и проводят периодические магнитные съемки. По направлению максимального смещения изолиний и по величине смещений за известное время можно рассчитать направление движения и скорость оползня.

На рисунке 7.4.1 приводится пример изучения скорости движения одного из оползней-потоков на Черноморском побережье Кавказа с помощью магнитных реперов, установленных на различных глубинах. Кроме того, здесь же был использован принцип наблюдений за «естественными» реперами, в качестве которых выбираются неоднородности литологического строения, обводненности, напряженного состояния оползневого тела. Эти неоднородности четко фиксируются аномалиями параметров, получаемых по данным метода естественного электрического поля (ЕП).

Рис. 7.4.1. Результаты комплексных геофизических и геодезических исследований на оползне.

1 – контур стенки отрыва; 2 – граница каньона; 3 – направление смещения магнитных реперов; 4–6 – эквипотенциалы естественного поля за три последовательных периода; 7 – направление смещения аномалии ЕП; 8 – направление смещений геодезических реперов При выполнении режимных наблюдений смещение центров таких аномалий указывает направление и скорость смещения оползневых масс. Можно видеть, что результаты за «естественными электрическими» реперами хорошо согласуются с данными магнитных реперов.

6. Геофизические методы для решения экологогеохимических задач. Эколого-геохимическое картирование Геохимическое загрязнение почв, грунтов, коренных пород и подземных вод может быть природным, например, за счет естественных электрических полей окислительновосстановительной природы на рудных месторождениях, и искусственным, например, твердыми отходами при разведке и эксплуатации шахт и рудников, отходами промышленного и сельскохозяйственного производства, бытовыми свалками и т. п., жидкими загрязнителями при разливах нефти, нефтепродуктов, стоками от горнопромышленных предприятий, сохраняемых в отстойниках, шлакохранилищах и др., газовыми выбросами при эксплуатации газовых месторождений, на химических производствах и др. Такого рода загрязнение приводит к изменению физических свойств пород.

Эколого-геохимическое картирование предполагаемых площадей загрязнения геологической среды различными химическими элементами и детальные исследования выявленных техногенных аномалий проводятся, прежде всего, в ходе геохимических съемок – литогеохимических, атомохимических (газовых), гидрогеохимических (снегохимических, биогеохимических). При их выполнении берутся пробы почв, грунтов и горных пород с поверхностных обнажений или из горных выработок, проба воздуха и воды. В лабораториях проводятся химические анализы с определением качественного и количественного состава элементов-загрязнителей. Среди них наиболее опасные: бериллий, фтор, хром, мышьяк, кадмий, ртуть, таллий, свинец и др. Густоту точек отбора проб можно резко сократить, ограничившись лишь точечными отборами проб для химических анализов, если провести съемки методами разведочной геофизики. Для этого надо знать теоретические или эмпирические связи между физико-химическими свойствами изучаемой среды и геофизическими параметрами. К геофизическим методам эколого-геохимических исследований относятся: радиометрия и различные ядерно-геофизические методы (гамма-спектрометрические, нейтронно-активационные, радиоизотопные и др.), лазерная (лидарная) спектрометрия, ядерно-магнитно-резонансная спектрометрия и др. Они обеспечивают картирование по параметру концентраций химических элементов, осуществляемое дистанционными (бесконтактными) способами, достаточно точно и экономически эффективно.



Литература 1. Сергеев Е. М. Инженерная геология : учебник / Е. М. Сергеев. – М. :

Изд-во МГУ, 1978. – 384 с.

2. Вахромеев Г. С. Экологическая геофизика : учеб. пособие для вузов / Г. С. Вахромеев. – Иркутск : ИрГТУ, 1995. – 216 с.

3. Теория и методология экологической геологии / под ред. В. Т.

Трофимова. – Изд-во МГУ, 1997. – 368 с.

4. Трофимов В. Т. Экологическая геология : учебник для вузов / В. Т. Трофимов, Д. Г. Зилинг. – М. : Геоинформмарк. 2002. – 416 с.

5. Хмелевской В. К. Геофизические методы исследования земной коры : в 2 кн. / В. К. Хмелевской. – Дубна : Международ. ун-т природы, общества и человека «Дубна», 1997.

6. Пивоваров Ю. П. Радиационная экология : учеб. пособие для студ.

высш. учебн. заведений / Ю. П. Пивоваров, В. П. Михалев. – М. :

Издательский центр «Академия», 2004. – 240 с.

7. Старков В. Д. Радиационная экология : учеб. пособие / В. Д. Старков, В. И. Мигунов. – Тюмень : ОАО «Тюменский дом печати», 2007. – 400 с.

Глава 8. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 8.1. Нефтегазовая отрасль и охрана окружающей среды Недра являются частью земной коры, расположенной ниже почвенного слоя, а при его отсутствии – ниже земной поверхности и дна водоемов и водостоков, простирающейся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения (Закон РФ «О недрах», 1995). Закон регулирует отношения, возникающие в связи с геологическим изучением, использованием и охраной недр территории РФ. Углеводородные ресурсы имеют стратегическое значение. Поэтому большое внимание уделяется проблеме охраны окружающей природной среды при поисках, разведке и эксплуатации нефтегазовых месторождений с использованием научно-методического аппарата экологической геологии.

Коллекторами называются породы, которые могут содержать в себе нефть и газ и отдавать их, хотя бы частично, при разработке. Нефть и газ, скапливаясь в ловушке, образуют залежь, под которой подразумевают любое элементарное их скопление. Скопление образуется потому, что ловушки обычно являются участками пониженного гидростатического давления в резервуаре. Большая часть известных в настоящее время залежей приурочена к свободным изгибам пластов – антиклинальным формам.

Нефть является природным горючим полезным ископаемым, относящимся к классу каустобиолитов. Месторождения нефти, горючего газа, углей и горючих сланцев большинство исследователей относит к биохимическим осадочным отложениям. По типу использования они принадлежат к топливно-энергетическим ресурсам. Нефть состоит из органических соединений, основными являются три группы или компоненты: углеводороды, смолы и минеральные вещества. 80– 90 % нефти составляют углеводороды с примесью соединений серы, азота и кислорода.

Большинство современных исследователей придерживаются гипотезы органического происхождения нефти. Приуроченность нефтяных и газовых залежей к осадочным породам и химическое сходство с углем и живыми веществами свидетельство о том, что она представляет собой продукт органического вещества.

Исходной органикой является древесина, угли, торф, морские растения, диатомовые илы, растительные и животные жиры, биогенные илы – смешанный растительно-животный материал.

Выделяется ряд стадий преобразования органического вещества в нефть. Процесс преобразования состоит в разрыве связи высокомолекулярных соединений и глубоком восстановлении органического вещества под влиянием физических, химических и биологических факторов.

Нефтематеринской называется осадочная порода, отложившаяся в восстановительных условиях при длительном и быстром прогибании дна водоема. В ней накапливается органический материал, дающий начало нефтяным углеводородам. Основным признаком нефтематеринской породы является повышенное содержание углеводородов битумной части органического вещества. Главным условием для образования такой породы является субаквальное отложение и восстановительная среда.

Таким образом, нефть и газ, вмещающие их породы в совокупности представляют эколого-геологическую систему.

Главное их отличие – наличие живого и неживого компонента.

Биота, как живое, живет и функционирует в литосфере или непосредственно на ее поверхности. «Литосфера–биота» – объект исследования экологической геологии. Поэтому методический аппарат экологической геологии может быть использован в новой для нее области – формировании залежей и месторождений нефти и газа.

Залежи нефти, сформировавшиеся в ловушках, существуют не вечно. Причин их разрушения много, в том числе бактериальное окисление углеводородов.

Разведка и эксплуатация нефтегазовых месторождений с позиций экологической геологии относится к системе «литосфера – инженерные сооружения (техногенное воздействие) – биота».





Предприятия нефтяной и газовой отраслей рассматриваются как источники комплексного и концентрированного воздействия на окружающую среду. Прежде всего, через лито-, гидро- и атмосферу. Последствия такого воздействия нередко проявляются на значительных расстояниях от источников.

Обмениваясь с окружающей средой веществом, энергией и информацией, промышленные предприятия формируют природно-техногенную систему или технобиогеоценоз.

Воздействие объектов нефтегазового комплекса обусловлено токсичностью природных углеводородов и сопутствующих им ресурсов, разнообразием химических веществ, используемых в технологических процессах, а также спецификой добычи, подготовки, транспорта, хранения, переработки и разнообразного использования нефти и газа. Например, на участке опытнопромышленной эксплуатации Ковыктинского газоконденсатного месторождения наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают буровые работы. Особенно скважины кустового бурения с наклонно и горизонтально ориентированным стволом, глубина которых превышает 3 тыс. м. Эти особенности определяют специфику эколого-геологического подхода при проектировании и строительстве инженерных сооружений, оценке воздействия на окружающую среду и ее охране.

8.2. Охрана воздушной среды, поверхностных и подземных вод, геологической среды и недр, почв, растительности, животного мира Ускоренное развитие газовой промышленности превратило ее в одну из ключевых отраслей топливно-энергетического комплекса страны, оказывающую значительное влияние на рост производительности труда и ускорение технического прогресса всей экономики страны. Доля газа в топливном балансе страны уже сейчас составляет около 50 %. Для обеспечения роста добычи газа необходимо повышение степени извлечения газа и газового конденсата, ввод новых месторождений, создание на этой базе крупнотоннажного газохимического и топливноэнергетического производства.

Наряду с вводом новых мощностей по добыче газа, требующих крупных капитальных вложений, важное место в выполнении намеченной программы занимают работы по повышению эффективности разработки истощенных газовых и газоконденсатных месторождений, направленные на максимальное извлечение углеводородного сырья из недр и соответственно повышение конечного коэффициента газоконденсатного месторождения (Макаренко, 1996).

Нефтегазовая отрасль, занимая базовое положение в экономике страны, одновременно относится к числу производств, оказывающих наиболее сильное воздействие на окружающую среду (Мазур и др., 2001; Гриценко и др., 1997). Поэтому особое значение приобретает проблема обеспечения экологической безопасности этой отрасли. Эффективным приемом ее достижения являются технологии кустового безамбарного бурения, экологическое проектирование, учитывающее особенности окружающей среды в регионах.

В качестве критериев оценки воздействия на окружающую среду объектов нефтегазовой промышленности применяется ряд параметров (Временные.., 1992), выделяемых для каждого компонента окружающей среды. В последствии может быть проведен анализ того, как изменения в различных средах могут взаимодействовать друг с другом, а также анализ общей значимости воздействия на окружающую среду по всем компонентам.

Для атмосферного воздуха учитываются аккумуляция загрязняющих веществ (инверсии, штили, туман); их разложение в атмосфере (общая радиация, ультрафиолетовая радиация, температурный режим, число дней с грозами); вынос загрязняющих веществ (ветровой режим); разбавление загрязняющих веществ за счет воспроизводства кислорода (лесистость относительная, %; биомасса, т/га). Анализируются метеоусловия, способствующие концентрации вредных веществ в приземном слое. Проводятся расчеты климатических параметров по потенциальному загрязнению атмосферы для различных зон.

Относительная оценка техногенного воздействия по зонам выглядит следующим образом. Зона, в пределах которой концентрации загрязняющих веществ превышают уровни чрезвычайно опасного состояния воздушного бассейна, считается зоной крайне сильного антропогенного воздействия. Зона, в пределах которой достигается предельно допустимая концентрация (ПДК) – сильного воздействия, от ПДК до 0,5 ПДК – среднего и меньше 0,5 ПДК – слабого воздействия. Необходимо при этом учитывать суммарный эффект загрязнения.

Гигиеническая оценка состояния воздушного бассейна проводится путем сравнения реальных концентраций основных загрязнителей с санитарно-гигиеническими нормами ПДК.

Для поверхностных и подземных вод оценка их состояния включает – санитарно-гигиенические требования, пригодность для питьевого и технического водоснабжения, самоочищающая способность, ресурсы, напряженность водного баланса, коэффициент нормативной нагрузки сточными водами на водоемы, куда предлагается сброс сточных вод. Качественное состояние водных объектов определяется путем сравнения концентрации нормируемых загрязняющих веществ в воде со значениями ПДК для данной категории водоема. Интегральную качественную оценку ресурсов поверхностных вод по степени благоприятности к промышленному освоению следует проводить с учетом факторов водности, скорости течения, экспозиции склона, залесенности берегов, плотности населения, промышленного потенциала, наличия водного транспорта, фонового загрязнения, биохимической потребности в кислороде, концентрации водородных ионов.

Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 31 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.