Студопедия — Технологическая эволюция геотехноморфогенеза
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Технологическая эволюция геотехноморфогенеза






 

 

Качественные сдвиги в материальной деятельности человека Период становления технолитоморфного новшества
Годы Продолжительность
Двигательная сила
Паровая машина 1680-1780  
Карбюраторный двигатель внутреннего сгорания 1845-1883  
Дизель 1878-1897  
Реактивный двигатель 1929-1943  
Турбореактивный двигатель 1934-1944  
Подвижно-неподвижные морфообразования
Паровоз 1790-1824  
Автомобиль 1868-1895  
Самолет 1897-1911  
Строительные материалы
Цемент 1756-1844  
Железобетон 1855-1902  

Прямые изменения геотехноморфологической среды проис­ходят в результате геотехноморфогенеза.

В последние годы в России ежегодно открытым способом добывается 60% угля, 62% руд цветных металлов, 90% железной руды, почти 100% алмазосодержащих руд и сырья для производ­ства строительных материалов. Добыча полезных ископаемых нередко сопровождается созданием самых высоких форм техно­генного рельефа. Так, терриконы в Кузбассе, Воркуте и других горнопромышленных районах возвышаются на 60—100 м. Высо­та отдельных терриконов в Уэльсе (Великобритания) достигает 300 м. В некоторых регионах терриконы широко распростране­ны, например в Донбассе их насчитывается более 1500. Грунто­вые отвалы вскрышных пород, мощность которых иногда дости­гает 100—150 м, образуют своеобразный комплекс форм техно­генного рельефа, состоящих из холмов, бугров, конусов, гряд и понижений между ними.

Тридцать пять крупнейших нью-йоркских небоскребов (вы­сотой более 150 м), Эйфелева башня в Париже (300 м) сопоста­вимы по высоте с холмами Валдайской возвышенности. Два зда­ния в Чикаго (441,71 м) почти на 100 м превышают самую высо­кую точку Валдайской возвышенности. В настоящее время в мире первенствуют телебашня в Торонто (Канада) высотой 553 м, а среди небоскребов два здания «Башни Петронаса» высотой по 452 м, сооруженные в Куала-Лумпуре (Малайзия). Планируется завершение строительства здания высотой 492 м в Шанхае (Ки­тай). В Дубае (Объединенные Арабские Эмираты) сооружен са­мый высокий в мире небоскреб высотой 828 м, 162 этажа, откры­тие которого состоялось 4 января 2010 г.

Строительство сопровождается не только повышением этажности и увеличением размеров отдельных зданий, но и про­тяженностью сплошной застройки, которая в некоторых странах достигает 100 км и более (Калифорния, США).

Геотехноатмогенез отражает специфику целенаправленных процессов, возникающих в воздушной среде (например, осаж­дение из облаков дождя и снега техническими средствами, рас­сеивание облаков и туманов, предотвращение выпадения града).

Техногенные изменения водной среды происходят вслед­ствие геотехногидрогенеза. Например, на станции Молодежная в Антарктиде методом факельного намораживания морской воды был создан массив льда в виде дамбы длиной 250 м, шириной 30 м и высотой 25 м. На северных реках используются направ­ляющие ледяные дамбы в местах зимовок судов для защиты их от ледохода. В Якутии для водоснабжения отработана техноло­гия возведения ледяных плотин (с напором до 7 м) путем по­слойного намораживания льда или дальнеструйной дождевальной установкой. Опробовано создание искусственных ледяных островов на шельфе арктических морей вместо жестких плат­форм для добычи нефти и газа. Так, в Канадском Арктическом архипелаге был возведен ряд ледяных платформ толщиной 4—5 м в расчете на буровое оборудование массой до 500 тонн. Платфор­мы намораживались послойно на естественном ледяном покрове.

К техногенным процессам относятся наводнения, которые происходят в результате залпового сброса воды (экстренного полного раскрытия запирающих устройств) во время макси­мального стока, повышенных попусков в нижние бьефы гидро­узлов в периоды формирования или разрушения ледяного по­крова. Морские техногенные наводнения в виде цунами могут вызываться подводными ядерными взрывами, что было проде­монстрировано США в 1946 г.

Целенаправленные изменения биопочвенной среды проис­ходят благодаря геотехнопедогенезу и геотехнобиогенезу. Фор­мируя представление о техногенных процессах как явлениях производственной (технологической) деятельности в окружаю­щей среде, следует отметить, что термин «техногенные процес­сы» не применим к действиям, произведенным мускульной си­лой человека. Например, утаптывание почвы и втаптывание в нее различных частиц неприродного происхождения на местах передвижения людей, поступление разнообразного органическо­го материала (пищевых отбросов, остатков и др.), привнос мине­ральной массы (золы от очагов, костров, отходов при изготов­лении орудий труда и др.), перемещение грунта в пределах посе­лений (копание ям, землянок, рвов и т. д.) и многие другие явления, вызванные самим человеком, справедливо называются антропогенными.

Специфично аграрное воздействие человека на окружаю­щую среду, особенно сильно выраженное в экосистемах лесосте­пи, степи, полупустыни. В результате выпаса и перевыпаса скота, кочевого скотоводства происходит вытаптывание и поедание животными растений, переунавоживание почвы, деградация рас­тительного и почвенного покрова и другие явления, которые также следует именовать антропогенными процессами. Приведенное понимание (толкование) антропогенных процессов подчеркива­ет их качественное и количественное отличие от техногенных процессов. Обратим внимание, что к техногенным процессам от­носят техногенные аварии, количество которых в конце XX в. в России составляет 700—1000 в год. При этом основной акцент пока делается на ликвидации их последствий, а не на их преду­преждение

 

3.3. Техноплагенные процессы

В современную эпоху по мере возрастания техногенно­го воздействия цивилизации на природу, расширения и углубле­ния глобального экологического кризиса все более актуальными становятся знания о взаимосвязи и взаимодействии естествен­ного (природного) и искусственного (техногенного) в географи­ческой действительности, представляющей собой целостную систему «человек—природа—хозяйство—окружающая среда». Немецкий геолог Е. Фишер, по-видимому, одним из первых об­ратил внимание на процессы, непосредственно вызванные чело­веком, и процессы, идущие стихийно вследствие его влияния. К концу XX в. в исследованиях последствий вторжения человека в природу отмечено усиление внимания к промежуточным сис­темам, к появлению новых (техноприродных) процессов и явле­ний, среди которых наибольшую опасность представляют наве­денная сейсмичность, опускание территории, подтопление, карстово-суффозионные провалы.

К началу XXI в. «возникли новые, в том числе глобальные объекты: нефтяные пленки в океанах, аэрозольные облака в ат­мосфере, синантропные популяции животных и растений, му­танты. Сформировались новые процессы и потоки вещества в геосферах. Появились новые механизмы межкомпонентного взаимодействия, имеющие не только локальное распростране­ние, но и новые, поддерживаемые человеком цепи связей»[4]. По­этому В. М. Котляковым выдвинута неотложная задача разгра­ничения жизненно важных изменений в окружающей среде на собственно природные и антропогенные.

Производственная деятельность проявляется в геоэкологи­ческом пространстве напрямую и опосредованно, поэтому прин­ципиально выделять техноплагенные (от лат. plaga — толчок) процессы, которые представляют собой развивающиеся за счет природных сил явления, возникшие вследствие технологическо­го толчка или от завершившегося мероприятия-действия.

Изучение механизмов взаимодействия естественных (при­родных) и искусственных (техногенных) объектов, процессов — основополагающая задача познания динамического геоэкологи­ческого пространства.

О стихийных естественных механизмах судят по результа­там их функционирования (например, через изменение, возник­новение объектов в географической действительности). Представление о механизме техногенных (искусственных) объектов вытекает из сути технического воздействия, технологического материального воплощения — создания результата производст­венной деятельности, проявляющейся в геотехнопространстве напрямую и опосредованно.

В отличие от техногенных, техноплагенные процессы слож­но проявляются во времени-пространстве и трудно прогнозиру­емы. В условиях интенсификации взаимодействия общества и природы при составлении прогноза предстоящих изменений тер­риториально-пространственного ресурса важно учитывать не только природные (естественные) процессы, но и ход процессов, вызванных производственной деятельностью — возведением са­мих искусственных сооружений. Генезис подобных процессов — техногенно-природный.

Техноплагенные воздействия на земную поверхность весьма разнообразны. Они могут быть обратимыми и необратимыми, проявленными и скрытыми, региональными и локальными, ли­нейными и точечными, длительными и кратковременными.

На примерах рельефопреобразования, выражающего одну из сторон взаимодействия общества и природы, результат природо­пользования, можно полнее осознать сущность техноплагенных процессов как переходных, промежуточных между естественны­ми и техногенными процессами. К техноплагенным процессам относят:

• понижение земной поверхности вследствие дегидратации (обезвоживания) и уплотнения глинистых пород в результате откачки подземных вод;

• провалы и оседание поверхности в результате шахтного водоотлива в закарстованных массивах;

• образование просадок, провальных воронок, оседания зем­ной поверхности в зонах проходки горных выработок, подземной добычи полезных ископаемых (солей, руд и др.) технологиче­ским растворением, выщелачиванием;

• деформации оползневого характера на склонах в результа­те искусственного повышения уровня грунтовых вод.

Сущность техноплагенных процессов можно понять на при­мере оз. Байкал. С подъемом на 1 м уровня озера плотиной Ир­кутской ГЭС (на р. Ангара) пляжи оказались затопленными и байкальские волны стали беспрепятственно достигать береговых уступов, что усилило их подмыв, развитие оползней, оплывин, осыпей. Помимо интенсификации абразионных процессов про­изошло подтопление и заболачивание земель. Техноплагенное воздействие Иркутского гидроузла проявилось также в измене­нии экосистемы оз. Байкал, особенно на мелководьях, что серь езно изменило условия воспроизводства рыб, водоплавающих птиц и животных, и повышении уровня грунтовых вод на терри­тории, прилегающей к озеру, и в низовьях впадающих в него рек. Это привело к изменению условий произрастания растительнос­ти и ее состава, формированию новой активной (динамичной) береговой линии и, соответственно, выносу большого количест­ва взвешенных и загрязняющих веществ в оз. Байкал. Сохране­ние чистоты оз. Байкал до сих пор поддерживалось рачком эпишура, который трижды в год процеживает весь запас воды в нем, а это 20% всех мировых поверхностных пресных вод (без ледни­ков).

К переходным процессам, промежуточным между природ­ными и техногенными, также относятся: эвтрофирование водое­мов, токсифицирование пресноводных экосистем, термофикация водоемов и водотоков, вторжение (вселение) чужеродных организмов в водные экосистемы, подкисление озерных вод в ре­зультате выпадения «кислых» атмосферных осадков. Упомянем осолонение черноморской водой Азовского моря из-за сокраще­ния речного стока в результате безвозвратного водопотребления в его бассейне, составляющего более половины среднемноголетнего притока пресных вод в море. Дополнительной, но сущест­венной причиной усиления вторжения более соленой черномор­ской воды в Азов послужило уменьшение более чем в 3 раза по сравнению с естественным притока в море вод весеннего поло­водья Дона, игравшего большую роль в режиме умеренной соле­ности Азовского моря до сооружения Цимлянского водохрани­лища.

Добыча твердых полезных ископаемых подземными выра­ботками проникла уже на глубину до 4 км от поверхности (Ин­дия, ЮАР). Подземная добыча угля и бокситов ведется в шахтах на глубине 1300 (Донбасс) и 1500 м (Северный Урал). В связи с применением проходки для извлечения угля нарушается целост­ность массивов горных пород. Вследствие сложных геодинами­ческих процессов сжатия и растяжения внутри массивов проис­ходят внезапные выбросы газа метана в горные выработки, при обрушении кровли выработок на земной поверхности возникают мульды проседания, провалы, трещины разрыва. Проседания по­верхности составляют иногда первые метры и даже десятки мет­ров, охватывая территорию в несколько километров. Глубина провалов над выработками превышает 20 м, достигая 70 м (в райо­нах городов Прокопьевска, Киселевска, Анжеро-Судженска).

Оседания земной поверхности в результате извлечения неф­ти и газа происходят плавно, медленно, не заметно для глаза, по­этому о них чаще судят по результатам повторных геодезических нивелировок. Так, в США близ г. Лос-Анджелеса в связи с мно­голетней откачкой нефти, газа и воды образовалось эллиптиче­ское оседание поверхности размером от 0,6 до 7,6 м на площади в форме овала 10 х 65 км. В Калифорнии (США) в долине р. Сан-Хоакин произошло одно из крупнейших в мире по глубине погружения (9 м) и размерам территории техноплагенное опус­кание земной поверхности. Опускания поверхности в связи с от­качкой флюидов известны в Венесуэле (до 5 м), Японии (5,5 м) и других странах. Отдельные участки на Апшеронском полуост­рове (Азербайджан) опустились за 50 лет на 2,5 м.

Возникающие в зоне многолетней мерзлоты деформации земной поверхности встречаются на 1/44 суши, а в России на 65% территории. Функционирование магистральных трубопроводов с положительной температурой транспортируемого продукта в криолитозоне сопровождается, как правило, тепловым воздей­ствием на мерзлые грунты, оттаивание которых приводит к обра­зованию просадочных форм рельефа, активизации термокарста, солифлюкции, термоэрозии. Кроме того, давление собственно трубопроводов, а также подрезка склонов способствуют механи­ческому смещению грунтов: оползанию, осыпанию, обвалам, осе­даниям.

Сформированные техноплагенными рельефопреобразующими процессами морфообразования нельзя считать ни чисто при­родными, ни чисто искусственными. Переходным качеством об­ладают не только техноплагенновозникающие формы рельефа, но и специфичные материальные образования — технолиты, состоя­щие из природного минерального вещества, перемещенного, из­мененного, приобретшего в результате хозяйственной деятель­ности иные структурные связи, физико-механические свойства.

К группе техноплагенных формообразований относят по­верхности аккумулятивных отмелей и пляжей водохранилищ, дефляционно-инициированные песчаные дюны-валы на морском пляже, седиментационно-инициированные надваттовые поверх­ности, подвижные барханы и массивы развеваемых песков в райо­нах разведки и добычи полезных ископаемых. В районах подзем­ных ядерных взрывов отмечены просадки и подъемы земной по­верхности, восходящие потоки подземных вод, обводнения продуктивных горизонтов месторождений флюидов.

Оседания земной поверхности часто обусловлены изменени­ем напряженного состояния массива грунтов и процессами сжа­тия и уплотнения в связи с водопонижением, вызванным откач­кой подземных вод. Особенно неблагоприятны последствия карстово-суффозионных процессов, порожденные эксплуатаци­ей (отбором) подземных вод из карбонатных отложений на урбанизированных территориях. Например, усиление растворения карбоната кальция (СаСО3) в пределах Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) в результате интенсивного водоотбора из каменноугольного горизонта (сложенного известня­ками) и увеличение выноса кальция подземными водами приво­дят, по некоторым оценкам, к возникновению карстовых пустот в объеме 3600 м3/год, что чревато образованием новых карстовых провалов не только в районе Хорошевского шоссе г. Москвы.

Признак техноплагенности подчеркивает генетическую осо­бенность процесса, морфообъекта. Различение естественно-спон­танных рельефообразующих и техноплагенных рельефопреобразующих процессов принципиально, например для изучения эколого-геоморфогенных и эколого-геотехноморфогенных про­блемных ситуаций. В отличие от эколого-геоморфогенных эколого-геотехноморфогенные проблемы потенциально разреши­мы, прежде всего, посредством целенаправленного изменения техногенной составляющей — управляемого блока природно-технической системы. Негативное влияние динамичных стихийных природных рельефообразующих процессов, обусловливающих соответствующие эколого-геоморфогенные проблемы и ситуа­ции, ослабляется или предотвращается, прежде всего, с помощью инженерно-защитного строительства (например, противоселевого, противооползневого и т. п.).

В свете явления техноплагенности отметим, что интенсивное орошение сельскохозяйственных угодий в период с 1960 по 2000 г. превратило 4-е в мире по величине площади Аральское озеро-мо­ре в бесплодную пустыню. Техноплагенное сокращение водного зеркала Арала с образованием трех изолированных водоемов в результате забора воды из рек Аму-Дарья и Сыр-Дарья на оро­шение хлопчатника и связанное с этим понижение уровня грун­товых вод обусловили техноплагенное опустынивание в Приаралье.

Питьевые ресурсы становятся все более актуальными. В ус­ловиях увеличивающегося загрязнения поверхностных вод из­меняется режим водопользования, вызывающий не только на­растание истощения подземных источников, но и техноплаген­ное понижение качества питьевых вод вследствие инфильтрации хозяйственных стоков на водосборе и притока загрязненной реч­ной воды в гидравлически связанные с рекой водоносные гори­зонты.

Знания о техноплагенных процессах способствуют объек­тивному анализу развития ряда явлений в конкретных обстановках. Например, проявившиеся в недалеком прошлом в Западной Сибири миграции болот, расширение заболачивания, перекос днищ озерных котловин, подтопление одного берега озера и об­меление противоположного — последствия не природных текто­нических движений земной коры, а опусканий земной поверхно­сти, вызванных дегидратацией (обезвоживанием) и уплотнени­ем глинистых пород на глубине 800—1500 м в результате отъема воды для за- и внутриконтурного заводнения в районах нефтя­ных месторождений.

Один из древнейших видов хозяйственной деятельности че­ловека — земледелие — использует от 6% (в Австралии) до 30% (в Европе) площади частей света (табл. 11).

Таблица 11







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 1428. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

Лечебно-охранительный режим, его элементы и значение.   Терапевтическое воздействие на пациента подразумевает не только использование всех видов лечения, но и применение лечебно-охранительного режима – соблюдение условий поведения, способствующих выздоровлению...

Стресс-лимитирующие факторы Поскольку в каждом реализующем факторе общего адаптацион­ного синдрома при бесконтрольном его развитии заложена потенци­альная опасность появления патогенных преобразований...

ТЕОРИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ ЛИЧНОСТИ В современной психологической литературе встречаются различные термины, касающиеся феноменов защиты...

Этические проблемы проведения экспериментов на человеке и животных В настоящее время четко определены новые подходы и требования к биомедицинским исследованиям...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия