Дроздов Дмитрий Степанович. Информационно-картографическое моделирование природно-техногенных сред в геокриологии

Краткое описание

ДРОЗДОВ Дмитрий Степанович

ИНФОРМАЦИОННО-КАРТОГРАФИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ
СРЕД В ГЕОКРИОЛОГИИ

Специальность 25 00 36 - геоэкология

Диссертация на соискание ученой степени доктора
геолого-минералогических наук

Тюмень, 2004

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................................... 7

ГЛАВА 1. ГЕОСИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ИЗУЧЕНИЮ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ. ИЕРАРХИЯ ГЕОСИСТЕМ КАК ОСНОВА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ 19

1.1. Понятие об однородности моделируемых геологических условий.

Разделение геосисте.м на таксоны разных уровней................................................... 19

1.1.1. Общие положения............................................................................................ 19

1.1.2. Алгоритм разделения геосистем более высокого уровня на

геосистемы более низкого уровня............................................................................. 24

1.1.3. Выводы............................................................................................................... 28

1.2. Геокриологические исследования и иерархия геологических тел ...30

1.2.1.Общие положения............................................................................................... 30

1.2.2. Выделение литолого-фациальных комплексов......................................... 34

1.2.3. Выводы............................................................................................................... 42

1.3. Иерархия геосистем в геокриологических исследованиях.

Корреляция с иерархией геологических тел................................................................ 43

1.3.1. Общие положения............................................................................................. 43

1.3.2. Геологические тела - литогенная основа геосистем................................. 51

1.3.3. Выводы............................................................................................................... 54

1.4. Выводы........................................................................................................................ 55

ГЛАВА 2. ТЕХНОГЕННЫЕ ГЕОСИСТЕМЫ, ОСОБЕННОСТИ ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ, ПРОСТРАНСТВЕННОЕ

ОПИСАНИЕ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК......................... 58

¥

2.1. Общие положения.................................................................................................... 58

2.2. Техногенные отложения как объект исследования.......................................... 60

2.3. Классификации техногенных отложений........................................................... 66

2.4. Иерархия техногенных комплексов..................................................................... 74

2.5. Соотношение классификаций техногенных отложений и корреляция

с таксономией геосистем.................................................................................................. 77

2.6. Выводы..................................................................................................................... 83

з

ГЛАВА 3. БАЗЫ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ - ФАКТОГРАФИЧЕСКАЯ ОСНОВА КАРТОГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ГЕОСИСТЕМ..................................................................................................................... 86

3.1. Общие положения..................................................................................................... 86

3.2. Организация локальной базы геокриологических данных и ее

математическое обеспечение............................................................................................ 92

3.2.1. Общие положения............................................................................................. 92

3.2.2. Краткая характеристика природной обстановки и экономической

деятельности на территории Уренгойского месторождения............................... 93

3.2.3. Содержание локальной базы геокриологических данных.................... 102

3.2.4. Система управления базой данных и первичная обработка

информации.................................................................................................................. 107

3.2.5. Выводы............................................................................................................. 115

3.3. Выводы...................................................................................................................... 115

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА СТАТИСТИЧЕСКОЙ,

ПРОСТРАНСТВЕННОЙ И СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНОСТИ ДАННЫХ................................................................................................ 117

4.1. Общие положения.................................................................................................. 117

4.2. Особенности массового инженерно-геокриологического опробования

(на примере данных по Уренгойскому НГКМ).......................................................... 120

4.3. Учет статистической представительности фактического материала ........ 125

4.3.1. Учет закона распределения геокриологических характеристик при

статистических обобщениях..................................................................................... 134

4.3.2. Оценка пределов варьирования геокриологических характеристик 125

4.3.3. Выводы............................................................................................................. 136

4.4. Учет пространственной представительности данных

геокриологических исследований................................................................................. 138

4.5. Учет содержательной представительности данных и выделение

литолого-фациальных комплексов............................................................................... 145

4.5.1. Общие положения.......................................................................................... 145

4.5.2. Выявление и картографирование литолого-фациальных

комплексов 1-го уровня (ЛФК-1)............................................................................. 147

4.5.3. Выявление и картографирование литолого-фациальных

комплексов 2-го уровня (ЛФК-2)............................................................................. 161

4.5.4. Выводы............................................................................................................. 170

4.6. Особенности учета представительности техногенных отложений. 170

4.6.1. Общие положения.......................................................................................... 170

4.6.2. Пространственно-временная изменчивость техногенно-

переотложенных пород.............................................................................................. 172

4.6.3. Обсуждение результатов.............................................................................. 180

4.7. Выводы..................................................................................................................... 182

ГЛАВА 5. КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ГЕОКРИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ГЛОБАЛЬНОГО И РЕГИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ.......... 184

5.1. Общие положения.................................................................................................. 184

5.2. Глобальные карты-модели геосистем и производные карты....................... 196

5.2.1. Карта геосистем Российской Арктики (масштаб 1:4 000 000)....... 196

5.2.2. Карта геосистем и четвертичных отложений Российской Арктики

(масштаб 1:2 500 000)................................................................................................. 207

5.3. Региональные карты-модели геосистем и производные карты (на

примере ГИС Тимано-Печорской провинции).......................................................... 221

5.3.1. Общие положения................................................ '........................................ 221

5.3.2. Общие сведения о районе, задачах исследований и комплекте

необходимых цифровых карт................................................................................... 222

5.3.3. Гидрометеорологический блок................................................................... 223

5.3.4. Новейшие отложения.................................................................................... 226

5.3.5. Геокриологические условия........................................................................ 229

5.3.6. Выделение геосистем и районирование территории............................. 230

5.3.7 Обсуждение результатов................................................................................. 234

5.4. Региональные тематические карты (на примере геокиологической

карты Ямало-Ненецкого а.о.)......................................................................................... 237

5.5. Выводы..................................................................................................................... 240

ГЛАВА 6. ЛОКАЛЬНЫЕ КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ГЕОСИСТЕМ.

ПРОИЗВОДНЫЕ КАРТЫ........................................................................................... 242

6.1. Общие положения.................................................................................................. 242

6.2. Комплексная геокриологическая характеристика природных и техногенных геосистем (на примере Заполярного

нефтегазоконденсатного месторождения).................................................................. 246

6.2.1. Структура природных геосистем территории Заполярного месторождения 249

6.2.2. Основные характеристики природных геосистем ранга

ландшафтов и местностей территории Заполярного месторождения........... 250

6.2.3. Техногенные системы территории Заполярного месторождения.... 255

6.2.4. Особенности методики составления цифровой карты геосистем территории Заполярного месторождения и применение ГИС-

месторождения............................................................................................................. 263

6.3.2. Карта стратиграфо-генетических и литолого-фациальных

комплексов территории Бованенковского месторождения............................... 270

6.3.3. Карта состава и мощности пород СТС территории

Бованенковского месторождения............................................................................ 274

6.3.4. Карта температур многолетнемерзлых пород территории

Бованенковского месторождения............................................................................ 277

6.3.5. Карта суммарной льдистости поверхностных отложений

территории Бованенковского месторождения...................................................... 279

6.3.6. Карта криогенных текстур грунтов и распространения подземных

льдов территории Бованенковского месторождения.......................................... 280

6.3.7. Карта распространения современных экзогенных геологических

процессов на территории Бованенковского месторождения............................. 265

6.3.8. Карта эколого-геологического районирования территории

Бованенковского месторождения............................................................................ 266

6.3.9. Выводы.............................................................................................................. 294

6.4. Синтетические карты геокриологического и геоэкологического содержания (на примере карт Норильского региона)............................................................................................. 295

6.4.1. Особенности фактического материала по территории

Норильского региона.................................................................................................. 296

6.4.2. Картографическая модель природных геосистем и техногенных

объектов Норильского региона................................................................................ 296

6.4.3. Инженерно-геокриологическая карта территории Норильского

региона........................................................................................................................... 304

6.4.4. Выводы.............................................................................................................. 311

6.5. Картографическая модель геосистем и мониторинговые геокриологические карты (на примере карт района Уренгойского НГКМ)

............................................................................................................................................. 312

6.5.1. Изменение природных условий территории Уренгойского

б

месторождения............................................................................................................. 312

6.5.2 Парагенетические комплексы техногенных отложений, картируемые в среднем масштабе на территории Уренгойского месторождения......................... 318

6.5.3. Комплексы техногенных отложений, картируемые в крупном

масштабе на территории Уренгойского месторождения................................... 326

6.5.4. Выводы............................................................................................................. 331

6.6. Крупномасштабные картографические модели эколого­геологическая и оценка территорий в горных районах криолитозоне (на

примере рудного месторождения Кючюс)................................................................. 332

6.6.1. Общие положения методики....................................................................... 332

6.6.2. Эколого-геологическая характеристика территории

месторождения Кючюс............................................................................................. 335

6.6.3. Выводы 342

6.7. Формирование и деградация техногенной мерзлоты вне криолитозоны (на примере Назаровского углеразреза, западный КАТЭК) ........................................................ 343

6.7.1. Условия формирования техногенной мерзлоты в отвалах

Назаровского углеразреза.......................................................................................... 343

6.7.2. Техногенные геосистемы и пространственное распределение

техногенной мерзлоты в отвалах Назаровского углеразреза............................ 348

6.7.3. Выводы............................................................................................................. 351

6.8. Выводы..................................................................................................................... 351

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................................................. 354

ЛИТЕРАТУРА................................................................................................................ 363

Надпись: ,386ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Легенды к картам геосистем....................................................... 386

Приложение 1.1. Типологический перечень геосистем ранга урочищ,

выделяемых в Западной Сибири и на Европейском Севере........................ 386

Приложение 1.2. Корреляция ландшафтных легенд типов местностей,

предложенных для различных районов севера Западной Сибири............. 390

Приложение 1.3. Легенда к схематической инженерно­геокриологической карте района г.Норильск...................................................................................................... 391

Приложение 2. Полный вариант таблицы 1.3. Соотношение таксономических единиц иерархии геологических тел и геосистем.......................................................... 403