Современные проблемы геофизики реферат

Обновлено: 30.06.2024

Предпосылки формирования экологической геологии, глобальный экологический кризис и его воздействие на литосферу. Глобальные экологические катастрофы в истории Земли, инженерно-геологические процессы и интенсивность воздействия человека на литосферу.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 19.04.2012
Размер файла 25,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Украины

Таврический национальный университет имени В.И.Вернадского

Кафедра общего землеведения и геоморфологии

охрана природы и рациональное природопользование

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ.

студентка 3 курса

группы ПГ Дудник Елена

Глава 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Глава 3. ТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ

Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ФУНКЦИИ ЛИТОСФЕРЫ

Рассматриваются современные проблемы экологической геологии. Показано, что упрощенное понимание экологических проблем на Земле без учета экологического состояния литосферы принципиально неправильно.

Глава 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

Одними из первых предпосылок формирования экологической геологии были работы В.И. Вернадского по геохимии биосферы. Открытые им законы и созданное учение о геосферах Земли, об эволюции биосферы явились мощным стимулом к дальнейшим исследованиям в этой области. Как известно, любая наука или научное направление возникают и развиваются как своеобразный отклик на те или иные проблемы и потребности человека. Экологическая геология формируется как отклик на решение проблем экологического кризиса в литосфере, обострившегося к концу ХХ века.

Примерно до 70 - 80-х годов ХХ века об экологических проблемах литосферы вообще почти не упоминалось. Однако усилившийся к этому времени глобальный экологический кризис стал ясно проявляться и в верхних горизонтах земной коры. В связи с этим в геологии все больше начали уделять внимания экологическим проблемам. Среди различных геологических наук (динамической геологии, исторической и региональной геологии, геологии полезных ископаемых, петрографии, минералогии, геофизики, геохимии, инженерной геологии, гидрогеологии и др.) ближе всего к решению возникших экологических проблем литосферы оказалась инженерная геология - наука, изучающая свойства и динамику верхних горизонтов земной коры в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

Инженерная геология - наука молодая, оформившаяся в разных странах лишь в 20 - 30-х годах ХХ века. На первых этапах формирования инженерная геология в основном развивалась в связи с запросами строительства. Перед инженерами-геологами ставили задачи геологического обоснования тех или иных строительных проектов зданий, дорог, плотин, ГЭС, карьеров и других хозяйственных объектов. Однако с течением времени предмет исследований инженерной геологии все более и более расширялся.

На начальных этапах своего развития инженерная геология часто выступала с позиций антропоцентризма, когда природные геологические и инженерно-геологические процессы рассматривали и изучали лишь с точки зрения их полезности (или вредности) человеку, его экономической выгоде. При этом главным было обеспечить устойчивость того или иного сооружения, пусть даже за счет потерь в экосистемах. С течением времени это положение хотя и медленно, но все же менялось.

К концу 70-х годов в инженерной геологии уже разрабатывалось не просто геологическое обоснование инженерно-строительной деятельности, а такое обоснование, которое сводило бы к минимуму или исключало совсем негативные последствия инженерной деятельности человека в литосфере. Ту часть литосферы, которая находится (или будет находиться потенциально в будущем) под воздействием инженерно-хозяйственной (техногенной) деятельности человека, стали называть геологической средой, а перед инженерной геологией была поставлена новая проблема - разработка вопросов рационального использования и охрана геологической среды. С этого периода в инженерной геологии стали активно разрабатываться практические и теоретические вопросы, связанные с экологией верхних горизонтов литосферы. Этот раздел исследований даже получил название - инженерная геоэкология. Одновременно с этим процессом в науках не геологического профиля, главным образом в географии, формировалось новое междисциплинарное направление - геоэкология, изучающее вопросы экологии ландшафтов и различных геосфер Земли в их взаимосвязи.

Однако уже к 90-м годам ХХ века стало ясно, что в рамках только инженерной геологии (или инженерной геоэкологии) не решить всех экологических проблем литосферы. Более того, к этому времени возникли такие научные направления, как экологическая геохимия (экогеохимия, занимающаяся прежде всего вопросами загрязнения литосферы и миграции в ней элементов с точки зрения их влияния на экосистемы), экологическая гидрогеология (экогидрогеология, изучающая вопросы загрязнения подземных вод и др.), экологическая геофизика (экогеофизика, изучающая физические поля литосферы Земли с точки зрения их влияния на экосистемы) и др. В настоящее время все эти направления объединяются в одно - экологическую геологию.

геология литосфера кризис

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КРИЗИСА

Обостряющийся в настоящее время глобальный экологический кризис уже не первый в длительных геологических эпохах Земли. Биологи утверждают, что это, по крайней мере, второй крупнейший глобальный экологический кризис в истории Земли, в истории существования на Земле живого и его эволюции. Как известно, существование биосферы Земли насчитывает примерно 3,8 млрд. лет. Один из первых экологических кризисов, по мнению ученых, был на Земле в те древнейшие времена, когда в процессе эволюции живые клетки различных организмов в поисках воды и ее диализа выделяли в огромных количествах кислород и тем самым создали на Земле кислородную атмосферу. До этого на Земле существовало много форм бескислородных организмов, и для них создание чуждой кислородной атмосферы было катастрофическим событием - глобальным экологическим кризисом, приведшим к вымиранию большинства этих форм. В ходе последующей эволюции биосферы в итоге все же установилось динамическое равновесие ее составных частей, но на протяжении длительной истории Земли разномасштабные вымирания биоты, связанные с экологическими кризисами, происходили многократно.

Все эти глобальные экологические катастрофы в истории Земли вызывались разными естественными планетарными и космическими причинами - периодически повторяющимися космическими событиями (в частности, нахождением Солнечной системы в определенных участках галактической орбиты и т.п.), сменяющимися эпохами горообразования и движения различных участков литосферы (орогенеза и рифтогенеза), сопровождаемыми изменениями в составе атмосферы и климата, трансгрессиями и регрессиями Мирового океана и т.п. Причины их во многом до конца еще не установлены, но важно подчеркнуть, что все эти катастрофы были естественными, природными.

Теперь же главнейший фактор глобального экологического кризиса на Земле - человек, и в этом заключается главное отличие настоящего кризиса от всех предыдущих. Современный экологический кризис, таким образом, противоестествен, он вызван самим человеком. Неразумная материально-хозяйственная, или техногенная (антропогенная), деятельность во всех ее сложных и многообразных формах приводит на наших глазах природу на Земле к экологическому кризису. Неразумная антропогенная деятельность, в том числе и в пределах гигантского литосферного пространства, а точнее, в ее самой верхней части, называемой геологической средой, вносит огромный дисбаланс в равновесие земной биосферы. Технологическое развитие цивилизации стало носить катастрофически быстрый, а по меркам геологического времени - взрывной характер. Индустриальная революция в мире привела к глобальному вмешательству человека в литосферу, прежде всего при добыче полезных ископаемых.

Так, например, количество только механически извлекаемого человеком материала в литосфере Земли при добыче полезных ископаемых и строительстве превышает 100 миллиардов тонн в год! что примерно в 4 раза больше массы материала, сносимого водами рек в океаны в процессе денудации, размыва суши 4. Ежегодный объем наносов, перемещаемых всеми текучими водами на земной поверхности, составляет не более 13 км 3 , то есть в 30 раз меньше, чем перемещается горных пород при строительстве и добыче полезных ископаемых. При этом надо иметь в виду, что суммарная мощность производства в мире удваивается каждые 14 - 15 лет. То есть антропогенная деятельность по своим масштабам и интенсивности стала не только соизмеримой с природными геологическими процессами, но существенно их превосходит, на что указывал В.И. Вернадский, не видя, однако, в этом никакой угрозы цивилизации.

На огромных площадях поверхности Земли и в ее недрах на наших глазах происходит активизация различных неблагоприятных геологических процессов и явлений (оползней, селей, подтопления и заболачивания территорий, засоления почв и т.п.), которые были вызваны или активизированы человеком, часто его неразумной хозяйственной деятельностью.

Такие процессы искусственного, а не естественного происхождения стали называть инженерно-геологическими. Они ровесники человеческой цивилизации, и по мере углубления экологического кризиса масштабы их проявлений на Земле все более возрастают.

Инженерно-геологические процессы идут одновременно с природными геологическими процессами, но их интенсивность, концентрация, частота проявления и другие параметры существенно превышают аналогичные природные. Отсюда вытекает их чрезвычайное значение.

Пока человек не может предотвратить многие опасные и катастрофические геологические процессы, но в арсенале методов инженерной геологии накоплен огромный научный опыт по прогнозу геологических и инженерно-геологических процессов, по мероприятиям направленным на инженерную защиту территорий от их проявления и снижение ущерба.

Таким образом, в обостряющемся на Земле экологическом кризисе роль различных геологических и инженерно-геологических процессов, происходящих в литосфере, огромна, что необходимо иметь в виду при решении экологических проблем.

В связи с этим в современных условиях значение инженерной и экологической геологии в жизни общества неизменно возрастает.

Глава 3. ТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГЕОЛОГИЧЕСКУЮ СРЕДУ

У человечества хватило здравого смысла запретить ядерные испытания в атмосфере и гидросфере - геосферах Земли, наиболее уязвимых и значимых в экологическом плане. Но до последнего времени некоторые страны (Франция, Китай) проводили и проводят испытания в литосфере, хотя экологическое значение этой геосферы Земли ничуть не меньше первых двух. Налицо преступная безграмотность в области экологической геологии, граничащая с преступлением против всего человечества.

Например, территория Московской области уже к 1985 году была застроена на 16%. В ряде мест, особенно в городах, концентрация различных инженерных сооружений достигает очень большой величины. На урбанизированных территориях практически невозможно найти неизмененные участки литосферы или рельефа.

Суммарная длина берегов только искусственных водохранилищ, построенных на территории бывшего СССР к середине 80-х годов, равнялась длине экватора Земли. На всем их протяжении развивались и продолжают развиваться различные геологические процессы (активизация склоновых процессов, переработка берегов, подтопление и т.д.). Протяженность магистральных оросительных и судоходных каналов на территории СНГ, также изменяющих геологическую обстановку, намного больше и составляет около 3/4 расстояния от Земли до Луны.

Как крупнейший геологический фактор на Земле человек в огромных объемах производит и искусственные грунты - перемещенные или созданные массы горных пород, отвалы, насыпи, намывные грунты, шлаки, золы и т.п. Причем этот процесс получил такие широкие масштабы, что стал соизмерим с естественным осадконакоплением. В настоящее время искусственные (или техногенные) грунты уже покрывают более 55% площади суши Земли. Но их распространение крайне неравномерно, и в ряде урбанизированных районов искусственные грунты покрывают 95 - 100% территории, а их мощность достигает нескольких десятков метров. Среди техногенных грунтов наиболее экологически опасны те, которые формируются из различных отходов.

Характерным примером образования огромных масс искусственных грунтов является строительство крупных топливно-энергетических комплексов. При открытом способе разработки угольного разреза, помимо угля, перемещается огромная масса вскрышных пород. Сжигаемый затем уголь превращается в золу и шлаки, поступающие в отвалы, масштабы которых достигают гигантских размеров. Их утилизация - серьезная экологическая проблема на Земле. Если удаление золы из топок ТЭС происходит водным способом (гидроудаление), то зола по пульпопроводу сбрасывается в пруды-отстойники, на дне которых осаждаются огромные массы искусственных зологрунтов. В итоге, намытыми зологрунтами покрываются значительные площади, происходит деградация природных ландшафтов и экосистем. Антропогенные перемещения и изменения масс горных пород, а также элементного, геохимического состава верхних горизонтов литосферы, включая подземную гидросферу, привели к техногенному изменению геофизических полей Земли - гравитационного, магнитного, электрического, радиационного, теплового. Все эти поля Земли в настоящее время уже не первозданные, не природные по своей структуре и свойствам. Они в большей или меньшей степени техногенно искажены, причем далеко не в благоприятном для экологии человека и других организмов направлении.

Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ И ФУНКЦИИ ЛИТОСФЕРЫ

Экологическая геология изучает верхние горизонты литосферы как абиотическую компоненту природных и антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации. Ее объектом исследований являются биотопы экосистем, а предметом исследований - экологическая роль и экологические функции литосферы, основными среди которых являются ресурсная, геодинамическая и геохимическая. Все эти функции литосферы теснейшим образом связаны между собой.

Ресурсная функция верхних горизонтов литосферы заключается в ее потенциальной способности обеспечения потребностей биоты (экосистем) абиотическими ресурсами, в том числе и потребностей человека теми или иными полезными ископаемыми, необходимыми для существования и развития человеческой цивилизации. Причем с позиций биоцентризма потребности человека не должны вступать в противоречие с потребностями биоты в целом. Среди природных ресурсов на Земле по их значимости для развитых государств на первом месте стоят энергоресурсы. При современном уровне развития промышленности в мире технологическая энергетика создает и трансформирует огромное, если рассматривать планету в целом, количество энергии. Около 70% добываемых полезных ископаемых в мире составляют энергоресурсы. Следовательно, можно говорить о соизмеримости техногенного энергетического потенциала с энергетическим потенциалом Земли естественного происхождения, особенно на урбанизированных территориях.

Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте проявляется в ходе различных геологических процессов (экзогенных - оползней, обвалов, селей, береговой абразии, подтопления и т.д. и эндогенных - землетрясений, вулканических извержений и т.д.), так или иначе влияющих на различные экосистемы, в том числе и человеческое общество. Эти процессы, как указывалось выше, делятся на природные геологические и процессы, вызванные человеком, техногенные - инженерно-геологические. Важно подчеркнуть, что последние могут по своей интенсивности, мощности и масштабам проявления существенно превосходить их природные аналоги, поэтому их прогнозу, оценке и инженерной защите территорий с развитыми на них экосистемами от негативного влияния инженерно-геологических процессов в экологической геологии уделяется первостепенное внимание.

Пока нерешенных проблем в этой области очень много и среди них одна из центральных - выявление предельно допустимых уровней техногенных воздействий на геологическую среду и ее отдельные компоненты - почвы, горные породы, подземные воды, рельеф территории и развитые на ней геологические процессы, изменение которых влияет на различные экосистемы. Основная задача заключается в том, чтобы научиться правильно прогнозировать экологические последствия тех или иных техногенных воздействий на литосферу, а следовательно, научиться предотвращать негативные экологические процессы и тем самым влиять на разразившийся глобальный экологический кризис. Немалую роль в решении этой проблемы должен сыграть экологический мониторинг геологической среды - система постоянных наблюдений, контроля, оценки, прогноза и управления состоянием геологической среды с целью обеспечения ее экологических функций.

Геохимическая функция литосферы в экологическом аспекте заключается в ее активном участии в процессах круговорота веществ в природе. Причем одинаково важен анализ обеих сторон круговорота - как вредных, так и полезных для экосистем веществ. Геохимическая транспортировка различных элементов в пределах литосферы и экосистем могут осуществляться различными путями. В связи с чем выделяют механическую, физико-химическую, биогенную и техногенную миграцию, которая является предметом исследований экологической геохимии. Техногенная миграция веществ, как и общие закономерности техногенеза, еще далеко не установлены, однако в этой области уже открыт целый ряд важнейших законов, позволяющих охарактеризовать геохимическую функцию литосферы.

Разработка методов управления состоянием и свойствами массивов горных пород верхних горизонтов литосферы с целью сохранения и обеспечения их экологических функций - практическое направление экологической геологии, которое интенсивно развивается в настоящее время. Задача управления успешно решается методами технической мелиорации горных пород, в арсенале которой имеются всевозможные способы целенаправленного активного влияния человека на состав, строение, состояние и свойства горных пород и их массивов. Применение этих методов позволяет менять состояние и свойства массивов горных пород в нужном направлении, получать массивы с заданными свойствами, осуществлять реабилитацию (очистку) территорий, почв, горных пород от всевозможных техногенных загрязнений и т.д. Разработка этих актуальных проблем позволит существенно продвинуть вперед решение многих задач геоэкологии и экологии и вплотную подойти к реализации идеи В.И. Вернадского о ноосфере - высшей фазе эволюции биосферы на Земле.

1. Вернадский В.И. Несколько слов о ноосфере // Успехи биологии. 1944. Т. 18. Вып. 2. С. 113 - 120.

3. Королев В.А., Николаева С.К. Геоэкологическая оценка зон влияния инженерных сооружений на геологическую среду // Геоэкология, 1994. № 5. С. 25 - 37.

4. Королев В.А. Мониторинг геологической среды / Учебник для вузов. Москва: Изд-во МГУ, 1995.

5. Осипов В.И. Геоэкология - междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер // Геоэкология. 1993. № 1. С. 4 - 18.

6. Реймерс Н.Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). // Россия Молодая. 1994. 367 с.

8. Хазанов М.И. Искусственные грунты, их образование и свойства. Москва: Наука, 1975. 135 с.

Слайд 1. Моя презентация посвящена решению экологических проблем методами ГИС при разработке месторождений и при геофизических работах.

1) Предпосылки применения ГИС для решения экологических проблем

2) Задача экологии и геоэкологии

2.1) Виды загрязнений окружающей среды

3) Экологические проблемы при разработке месторождений

4) Разработка нефтяных месторождений и её последствия

6) Комплекс методов ГИС для решения экологических проблем

6.1) Применение методов ГИС

7) Физико-геологическая модель

8) Охрана окружающей среды при геофизических работах

10) Список использованной литературы

Слайд 3. Академик Вернадский говорил, что на данное время человек представляет собой геологическую силу, так как масштабы его воздействия принимают глобальный характер.

Слайд 4. Методы ГИС для экологического мониторинга начали применяться во второй половине 20 века в комплексе с наземными методами геофизики. Они обладают рядом преимуществ:

1) Высокая детальность, позволяющая уточнить местоположение источников воздействия и пути распространения загрязнений;

2) Возможность проведения измерений внутри зоны изменения параметров;

3) Меньше специфических трудностей выполнения работ, в отличии от наземных геофизических методов, особенно в районах со значительной техногенной нагрузкой.

Слайд 5. Решением проблем загрязнения среды занимается наука экология, которая возникла в 20 веке, привлекая смежные науки, в том числе геологию и геофизику, для решения главной задачи рационального использования природных ресурсов.

Слайд 6. Для решения проблем загрязнения геофизическими методами необходимо прежде всего учитывать влияние внешних факторов загрязнения, к которым относятся:

1) Энергетические комплексы;

3) Сельское хозяйство;

4) Природные факторы и др.

Эти факторы влияют на благосостояние подземных ресурсов, главным образом на подземные воды.

Слайд 8. Разработка нефтяных и газовых месторождений приводит к сильному загрязнению поверхности почвы, водоемов и гибели растений и животных. Промышленные стоки проникают вглубь литосферы, воздействуя неблагоприятным образом на подземные ресурсы – воду, нефть.

Слайд 9. К основным факторам, интерпретируемым методами ГИС с целью предотвращения негативных последствий, являются:

• Падение внутрипластового давления и изменение напряженного состояния пород в массиве;

• Переформирование гидрогеологических условий;

• Фильтрационные деформации пластов ;

• Антропогенные гейзеры – выбросы нефти, газа, воды, минеральных частиц в воздух;

• Загрязнение атмосферы попутным газом.

На слайде показан пример выделения внутрипластового давления, выделенного по комплексу методов ГИС.

Слайд 10. Методы ГИС играют важную роль при решении задач литомониторинга:

1) оперативный контроль состояния литосферы на данный момент времени;

2) выявление факторов техногенного происхождения;

3) оценка изменений, возникших под влиянием техногенных факторов;

4) прогноз состояния геологической среды.

В результате техногенного воздействия создаются новые физические поля, изменяются параметры существующих естественных и искусственных полей. Эти изменения являются объектами изучения ГИС.

Слайд 11. При решении задач литомониторинга значительная роль принадлежит методам КС, БК, ПС, резистивиметрии, радиоволновому просвечиванию, АК, межскважинному прозвучиванию, ГК, нейтронным, нейтронно-активационным и рентгенорадиометрическим методам.

Слайд 12. Методом ПС можно проследить изменение электрических полей диффузионно-адсорбционного и фильтрационного происхождения, что является следствием откачки подземных вод, эксплуатации нефтяных месторождений, мелиорации и создания водохранилищ.

Слайд 13.Эффективным методом является метод гамма-наротажа. Он позволяет выделить зоны повышенной трещиноватости осадочного покрова для определения перетоков нефти, воды и промышленных стоков. Главное его преимущество – независимость показаний от минерализации вод и слабое влияние обсадки и заполнения скважин.

Слайд 14. Суффозионные процессы изменяют сейсмоакустические и электромагнитные параметры закарстованных зон. На помощь приходят методы АК, БК и КС.

Слайд 15. Гидрогеохимическое загрязнение геологической среды, связанное с накоплением отходов энергетических, химических и сельхоз комплексов, приводит к увеличению минерализации подземных вод и к изменению параметров электромагнитных полей. Одновременно могут возникать локальные тепловые поля, меняться нейтронные и гамма-лучевые свойства отложений, содержание в них радионуклидов. Эти факторы лучше прослеживаются при комплексировании методов ГИС, которые в совокупности дают полную картину происходящих процессов в разрезе скважин.

Слайд 16. Экологический мониторинг при помощи ГИС имеет специфику повышенных режимных наблюдений в скважине, то есть измерения проводятся как по глубине, так и по времени (непрерывно или периодически). Проведя каротаж метода в одно время, можно провести его спустя некоторое время и проследить по значительным отклонениям кривой изменения геологической среды. На слайде представлено выявление зон кольматации.

Слайд 17. При комплексной интерпретации материалов ГИС с целью выявления экологических факторов загрязнения по разрезу создается физико-геологическая модель. Она дает формализованное представление об изменениях среды на основе анализа физических полей и помогает установить законы распределения каждого изучаемого параметра. Законы распределения выражаются показателями контрастности, изменение которых позволяют прослеживать динамику процессов, происходящих в геологической среде, среди которых и загрязняющие процессы.

Слайд 18. Например, можно построить карту распространения верхней границы аномально высокого давления по следующим факторам:

1) Повышенная проводимость;

2) Повышенное время распространения упругой волны;

3) Снижение плотности

Эти сведения необходимы для технически рационального бурения, обсадки скважин и определении параметров при подсчёте запасов.

На слайде показано как изменился характер распределения пластового давления после заводнения площади Ямашинского нефтяного месторождения.

Слайд 19. Важное значение имеет охрана окружающей среды при проведении геофизических работ. На промыслово-геофизических работах необходимо руководствоваться нормативными документами и инструкциями по технике безопасности, а также четко соблюдать элементарные правила безопасности. Это позволяет избежать пожары, аварии на скважинах и выпуск радиации.

Слайд 20. Некоторые примеры проведения работ на скважине для избежания негативных последствий воздействия на окружающую среду:

- измерения в работающих скважинах должны проводиться через специальный сальник лубрикатора, который обеспечивает герметичность скважины во время исследований.

- в газирующих скважинах и в скважинах, поглощающих промывочную жидкость спуско-подъемные операции запрещены.

- прострелочно-взрывные работы проводятся в дневное время и только в исключительных случаях.

Слайд 21. Заключение. Методы ГИС целесообразно использовать для экологического мониторинга окружающей среды, так как они обладают высокой степенью детальности и могут помочь прогнозировать явления нежелательного происхождения. ГИС помогают определить наиболее рациональные способы извлечения полезных ископаемых, чтобы обеспечивать наивысшие экономические показатели и сводить к минимуму приносимый вред природе. Поэтому необходимо развивать технологии освоения месторождений и совершенствовать аппаратуру, а также применять жесткую политику в отношении производственных работ непосредственно на объектах разработки добычи геологических ресурсов.

Слайд 1. Моя презентация посвящена решению экологических проблем методами ГИС при разработке месторождений и при геофизических работах.

  1. Предпосылки применения ГИС для решения экологических проблем
  2. Задача экологии и геоэкологии

2.1) Виды загрязнений окружающей среды

3) Экологические проблемы при разработке месторождений

4) Разработка нефтяных месторождений и её последствия

6) Комплекс методов ГИС для решения экологических проблем

6.1) Применение методов ГИС

7) Физико-геологическая модель

8) Охрана окружающей среды при геофизических работах

10) Список использованной литературы

Слайд 3. Академик Вернадский говорил, что на данное время человек представляет собой геологическую силу, так как масштабы его воздействия принимают глобальный характер.

Слайд 4. Методы ГИС для экологического мониторинга начали применяться во второй половине 20 века в комплексе с наземными методами геофизики. Они обладают рядом преимуществ:

  1. Высокая детальность, позволяющая уточнить местоположение источников воздействия и пути распространения загрязнений;
  2. Возможность проведения измерений внутри зоны изменения параметров;
  3. Меньше специфических трудностей выполнения работ, в отличии от наземных геофизических методов, особенно в районах со значительной техногенной нагрузкой.

Слайд 5. Решением проблем загрязнения среды занимается наука экология, которая возникла в 20 веке, привлекая смежные науки, в том числе геологию и геофизику, для решения главной задачи рационального использования природных ресурсов.

Слайд 6. Для решения проблем загрязнения геофизическими методами необходимо прежде всего учитывать влияние внешних факторов загрязнения, к которым относятся:

  1. Энергетические комплексы;
  2. Транспорт;
  3. Сельское хозяйство;
  4. Природные факторы и др.

Эти факторы влияют на благосостояние подземных ресурсов, главным образом на подземные воды.

Слайд 8. Разработка нефтяных и газовых месторождений приводит к сильному загрязнению поверхности почвы, водоемов и гибели растений и животных. Промышленные стоки проникают вглубь литосферы, воздействуя неблагоприятным образом на подземные ресурсы – воду, нефть.

Слайд 9. К основным факторам, интерпретируемым методами ГИС с целью предотвращения негативных последствий, являются:

  • Падение внутрипластового давления и изменение напряженного состояния пород в массиве;
  • Переформирование гидрогеологических условий;
  • Фильтрационные деформации пластов ;
  • Антропогенные гейзеры – выбросы нефти, газа, воды, минеральных частиц в воздух;
  • Нефтяные пожары;
  • Загрязнение атмосферы попутным газом.

На слайде показан пример выделения внутрипластового давления, выделенного по комплексу методов ГИС.

Слайд 10. Методы ГИС играют важную роль при решении задач литомониторинга:

  1. оперативный контроль состояния литосферы на данный момент времени;
  2. выявление факторов техногенного происхождения;
  3. оценка изменений, возникших под влиянием техногенных факторов;
  4. прогноз состояния геологической среды.

В результате техногенного воздействия создаются новые физические поля, изменяются параметры существующих естественных и искусственных полей. Эти изменения являются объектами изучения ГИС.

Слайд 11. При решении задач литомониторинга значительная роль принадлежит методам КС, БК, ПС, резистивиметрии, радиоволновому просвечиванию, АК, межскважинному прозвучиванию, ГК, нейтронным, нейтронно-активационным и рентгенорадиометрическим методам.

Слайд 12. Методом ПС можно проследить изменение электрических полей диффузионно-адсорбционного и фильтрационного происхождения, что является следствием откачки подземных вод, эксплуатации нефтяных месторождений, мелиорации и создания водохранилищ.

Слайд 13.Эффективным методом является метод гамма-наротажа. Он позволяет выделить зоны повышенной трещиноватости осадочного покрова для определения перетоков нефти, воды и промышленных стоков. Главное его преимущество – независимость показаний от минерализации вод и слабое влияние обсадки и заполнения скважин.

Слайд 14. Суффозионные процессы изменяют сейсмоакустические и электромагнитные параметры закарстованных зон. На помощь приходят методы АК, БК и КС.

Слайд 15. Гидрогеохимическое загрязнение геологической среды, связанное с накоплением отходов энергетических, химических и сельхоз комплексов, приводит к увеличению минерализации подземных вод и к изменению параметров электромагнитных полей. Одновременно могут возникать локальные тепловые поля, меняться нейтронные и гамма-лучевые свойства отложений, содержание в них радионуклидов. Эти факторы лучше прослеживаются при комплексировании методов ГИС, которые в совокупности дают полную картину происходящих процессов в разрезе скважин.

Слайд 16. Экологический мониторинг при помощи ГИС имеет специфику повышенных режимных наблюдений в скважине, то есть измерения проводятся как по глубине, так и по времени (непрерывно или периодически). Проведя каротаж метода в одно время, можно провести его спустя некоторое время и проследить по значительным отклонениям кривой изменения геологической среды. На слайде представлено выявление зон кольматации.

Слайд 17. При комплексной интерпретации материалов ГИС с целью выявления экологических факторов загрязнения по разрезу создается физико-геологическая модель. Она дает формализованное представление об изменениях среды на основе анализа физических полей и помогает установить законы распределения каждого изучаемого параметра. Законы распределения выражаются показателями контрастности, изменение которых позволяют прослеживать динамику процессов, происходящих в геологической среде, среди которых и загрязняющие процессы.

Слайд 18. Например, можно построить карту распространения верхней границы аномально высокого давления по следующим факторам:

  1. Повышенная проводимость;
  2. Повышенное время распространения упругой волны;
  3. Снижение плотности

Эти сведения необходимы для технически рационального бурения, обсадки скважин и определении параметров при подсчёте запасов.

На слайде показано как изменился характер распределения пластового давления после заводнения площади Ямашинского нефтяного месторождения.

Слайд 19. Важное значение имеет охрана окружающей среды при проведении геофизических работ. На промыслово-геофизических работах необходимо руководствоваться нормативными документами и инструкциями по технике безопасности, а также четко соблюдать элементарные правила безопасности. Это позволяет избежать пожары, аварии на скважинах и выпуск радиации.

Слайд 20. Некоторые примеры проведения работ на скважине для избежания негативных последствий воздействия на окружающую среду:

- измерения в работающих скважинах должны проводиться через специальный сальник лубрикатора, который обеспечивает герметичность скважины во время исследований.

- в газирующих скважинах и в скважинах, поглощающих промывочную жидкость спуско-подъемные операции запрещены.

- прострелочно-взрывные работы проводятся в дневное время и только в исключительных случаях.

Слайд 21. Заключение. Методы ГИС целесообразно использовать для экологического мониторинга окружающей среды, так как они обладают высокой степенью детальности и могут помочь прогнозировать явления нежелательного происхождения. ГИС помогают определить наиболее рациональные способы извлечения полезных ископаемых, чтобы обеспечивать наивысшие экономические показатели и сводить к минимуму приносимый вред природе. Поэтому необходимо развивать технологии освоения месторождений и совершенствовать аппаратуру, а также применять жесткую политику в отношении производственных работ непосредственно на объектах разработки добычи геологических ресурсов.

Это страничка научного семинара "Современные проблемы геофизики".

Что происходит в геофизике сегодня? Какие проблемы стоят перед геофизиками России и мира? Какие задачи могут быть решены с использованием геофизических методов, и какие трудности возникают на пути учёных?

Мы приглашаем геофизиков и заинтересованных в геофизических исследованиях учёных других направлений обсудить эти и другие вопросы в дружеской обстановке нашего семинара.

Наша цель - объединить специалистов в области геофизики, установить диалог и непрерывно общаться, создавая плодотворную научную среду.

Современные проблемы геофизики

Современные проблемы геофизики запись закреплена

Вторник, 22 февраля, 17:00 (Мск)
О широком профиле в электротомографическом методе

Светлана Бричёва

Светлана Бричёва

Современные проблемы геофизики

Современные проблемы геофизики запись закреплена
Ассоциация поддержки научных исследований

Конференция организована Ассоциацией поддержки научных исследований (г. Барнаул) и Российский государственный геологоразведочный университет им. Серго Орджоникидзе (МГРИ) (г. Москва) в партнерстве с ведущими учеными в области геологии и геофизики. Председатель Организационного комитета конференции – Андрей Александрович Иванов, к.г.-м.н., декан факультета геологии и геофизики нефти и газа Российского государственного геологоразведочного университета им. Серго Орджоникидзе (г. Москва). Председатель Научного комитета – Алексей Владимирович Петров, д.ф.-м.н., профессор кафедры геофизики Российского государственного геологоразведочного университета им. Серго Орджоникидзе.

Организаторы обращают внимание, что в связи с осложнением эпидемиологической обстановки в г. Москве, с целью предотвращения распространения новой коронавирусной инфекции (COVID-19), проведение мероприятия полностью переведено в дистанционный формат. Формы проведения: дистанционная (Zoom-конференция), постерная сессия.

К участию в конференции приглашаются ведущие ученые и специалисты, молодые исследователи и аспиранты, инициативные и компетентные работники в области геологии, геофизики и проблем современного естественно-научного знания.

По итогам конференции специально отобранные организационным комитетом рукописи научных статей, представленные на конференции, будут отправлены на опубликование в рейтинговые научные журналы, входящие в базу Web of Science и Scopus.

Информация о процедуре регистрации, условиях участия в конференции и сроках подачи и рассмотрения рукописей научных статей для презентации на конференции и публикации в материалах доступны на сайте Ассоциации поддержки научных исследований.

Читайте также: