профессор, д.г.-м.н . Язиков Егор Григорьевич; ст. препод ., к.г-м.н . Азарова Светлана Валерьевна

1. Геоэкологический мониторинг. Часть 2 Лекция 8-9. Мониторинг урбанизированных территорий. профессор, д.г.-м.н. Язиков Егор Григорьевич; ст. препод., к.г-м.н. Азарова Светлана Валерьевна

2. Организация мониторинга урбанизированных территорий

3. Урбанизация – рост и развитие городов, сопровождающиеся увеличением удельного веса городского населения в стране, конкретном регионе или в мире в целом. • Хотя площадь урбанизированных территорий составляет немногим более 1 % площади суши, они концентрируют более 45% населения мира, на них производится около 80% ВВП, одновременно они дают более 80% всех выбросов в атмосферу.

4. Ашхабад

5. Ганджи

6. Голд-Кост

7. Дюссерльдорф

8. Кампус-ду-Жордан

9. Куритиба

10. Ламу

11. Мехико

12. Моншау

13. Портофино

14. Скопье

15. Табарка

16. Город – типичная полиструктурная система (в которых одновременно существует несколько структур), отдельные аспекты строения которой описываются демографической, социально-экономической, функциональной, планировочной и другими видами структур. Отмеченные виды структур (см. рис. ниже) характеризуют город в целом.

17. ГОРОД Природная субсистема Антропогенная субсистема Геосистема Гидросистема Аэросистема Биосистема Производственная Градостроительная Инфраструктурная

18. Для урбанизированных территорий характерны преимущественно те же группы загрязнителей, что и в агроландшафтах или горнопромышленных районах – различные твердые отходы, газообразные выбросы в атмосферу и индустриальные пыли, а также хозяйственно-бытовые и промышленные стоки. Тем не менее, имеется и существенное отличие – здесь все они проявляются необычайно концентрированно на ограниченной по площади территории. • Основные источники загрязнения, способы распространения загрязняющих веществ и последствия их воздействия на различные компоненты природной среды в городах отражены на рисунке ниже.

19. ГРУППЫ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Стоки в водные системы, утечки из инженерных сетей Выбросы в атмосферу (организованные и неорганизованные) Твёрдые отходы (промышленные, коммунальные, бытовые) Фильтрация и проникновение в водоносные горизонты Миграция с водными потоками Смыв в водные системы города Миграция в воздухе, выпадение на земную поверхность Захоронение на свалках, неконтро-лируемое разме-щение на террито-рии предприятий, в оврагах, долинах рек, карьерах Утилизация – использование в качестве удобрений Загрязнение подземных вод, ограничение водопользования Загрязнение и ухудшение качества рекреационных водных ресурсов, ограничение водопользования Загрязнение почв и сельскохозяйственной продукции при поливе, ограничение землепользования Загрязнение почв, увеличение их санитарной опасности; ухудшение состояния лесопарковых комплексов Загрязнение воздушного бас-сейна, образование зон опасно-го воздействия на население и ограничение возможностей размещения жилых комплексов Загрязнение подземных вод, ограничение водопользования Загрязнение почв и водоёмов вокруг мест захоронений Загрязнение почв и сельскохозяйственной продукции, ограничение землепользования

20. Для правильной и рациональной организации мониторинга урбанизированных территорий, необходимо учитывать основные особенности изменений геологической среды в пределах городов, связанные с современными тенденциями развития городского строительства. К ним относятся: • рост крупных городов-мегаполисов, окруженных более мелкими городами-спутниками; • освоение под городское строительство «неудобий» (заболоченных участков, свалок, засыпанных оврагов и др.) из-за дефицита полезной площади;

21. все увеличивающиеся тенденции освоения подземного пространства; • усиление динамического воздействия на грунты, которое не характерно для малых городов; • Возрастание этажности зданий и как следствие этого – повышение требований к устойчивости сооружений. • (Королев В.А., 1995)

23. Урбанизированные территории неизбежно оказывают сельскохозяйственное загрязнение. Это вид антропогенного загрязнения, связанного с нарушениями технологии сельскохозяйственного производства: неправильное или неумеренное использование пестицидов, органических и минеральных удобрений, сброс отходов животноводства, неправильное использование мелиорантов и др. (Летувнинкас А.И., 2002)

24. Сельскохозяйственные загрязнения делятся на собственно агрогенные и агротехногенные воздействия. • Агрогенные – планируемые, повсеместные и неизбежные в условиях существующей сельскохозяйственной технологии. • Агротехногенные – воздействия, которые не являются неизбежным следствием современной сельскохозяйственной технологии. Их воздействие на агроландшафты более локально и обычно связано с внесением в почву нестандартных удобрений или загрязненных мелиорантов, применение которых может иметь различные мотивы: экономические, утилизация бытовых, с/х или промышленных отходов, дефицит стандартных и качественных материалов и ресурсов для проведения соответствующих агротехнических процедур, неверная с точки зрения качества почвы ориентация руководителей селmскохозяйственного производства на применение нестандартных средств мелиорации.

25. Основными путями агротехногенных воздействия являются: • Внесение в качестве удобрений городских бытовых и промышленных отходов. • Использование в качестве удобрений отходов животноводческих комплексов. • Использование в качестве почвенных мелиорантов промышленных (золы ТЭЦ, металлургичесие шлаки, фосфогипс) и горнорудных (породы вскрыши месторождений) отходов. • Использование для орошения загрязненной воды рек и водоемов (озер, прудов, затопленных карьеров).

26. Прямым следствием проявления агрогенных и агротехногенных воздействий на почвы является формирование в них обширных агрогенных геохимических аномалий, охватывающих значительную часть сельскохозяйственных угодий и, естественно, сказывающихся на качестве получаемой с них товарной продукции кормов, овощей и зерновых культур. • (Летувнинкас А.И., 2002)

27. Объективная информация о геоэкологическом состоянии территории необходима для планирования освоения и практического управления регионами различного уровня. • Основой геоэкологической оценки региона является изучение изменений состояния геосистем среднего и крупного ранга с целью установления характера их взаимовлияния и стабильности. Особенностью таких территорий является смена малоосвоенных площадей урбанизированными, обилие геоэкологических факторов, укрупненные источники воздействия.

28. Источником информации для проведения оценки современного состояния геосистем и природно-техногенных систем являются специальные природные и экономические региональные карты, статистические материалы, отражающие количественную характеристику природно-ресурсного материала и антропогенных нагрузок.

29. Например:

30. Например:

31. Геоэкологическая оценка урбанизированных регионов заключается в комплексе мероприятий, осуществление которых зависят от: • разнообразия типов природных систем; • величин антропогенных нагрузок (как собственных, так и обусловленных близостью крупных агломераций); • пестроты геоэкологических обстановок.

32. Геоэкологическая оценка урбанизированных регионов состоит из: • оценки природно-ресурсного потенциала геосистем (осуществляется на основе физико-географической дифференциации территории через структуру площадей, разновидности состава, запасов и состояния ресурсов); • оценки антропогенных нагрузок на различные геосистемы урбанизированных областей (осуществляется на основе выявления источников антропогенного воздействия);

33. оценки геоэкологической стабильности геосистем на территории урбанизированных областей (заключается в систематизации районов по степени их воздействия на стабильность геосистем); • адаптационной способности геосистем к воздействию городов на исследуемых областей (осуществляется с учетом исходной стабильности и антропогенного воздействия);

34. оценки однородности геосистем на территории урбанизированных областей (с целью доказательства положения, что при одинаковой плотности антропогенной нагрузки и высокой степени однородности территории значение показателя стабильности одинаковое в пределах данной геосистемы); • оценки влияния соседней геосистемы на величину стабильности данной системы (шаг перехода от анализа закрытых систем к открытым.

35. За последние 30 лет площадь, занимаемая городами и поселками городского типа, возросла в 1,5 раза. Это связано с притоком в города сельского населения, беженцев из стран бывшего СССР, размещением военных контингентов, а также передачей земель некоторых сельских населенных пунктов в ведение городских (поселковых) администраций. • Показатели удельного веса городских земель и плотности городского населения в пределах России существенно изменяются: минимальные значения характерны для всего Севера России и центра Сибири, максимальные – для центра и юга Европейской части Росии и юга Западной Сибири.

36. Города оказывают многообразные и непрерывные воздействия на геологическую среду. Это утечки воды, нефтепродуктов, газов, тепла и т.п. На площади крупных городов резко изменяются природные гидрогеологические условия. В городах нарушен не только уровенный, но и тепловой и химический режим грунтовых вод. Так, над теплотрассами температура грунтовых вод повышается до 25-300С. Дальность переноса тяжелых металлов от локальных источников загрязнения в воздушно-миграционных потоках, как правило, не превышает 10-15 км.

37. Техногенное воздействие города, сравнимое по интенсивности и масштабам влияния с природными факторами, существенно сказывается на состоянии природных компонентов. Возможная реакция на изменения в природной составляющей – деформация зданий и сооружений, аварии на технических системах, гибель биоценозов. Это факторы косвенного подтверждения ухудшения геоэкологического состояния территории. • В цепи причинно-следственных связей негативного воздействия антропогенных факторов главное внимание традиционно уделяется следствиям, а не причинам.

38. Усиление урбанизации, как правило, сопровождается активизацией негативных процессов и явлений, влияющих ни изменение состояния городских и прилегающих к ним территорий. В городе формируется специфический комплекс антропогенных изменений природной обстановки. Степень развития негативных процессов в городе определяется природными особенностями территории и социально-историческими условиями его возникновения и развития.

39. В зависимости от исторических предпосылок формировались монофункциональные (железнодорожные узлы, портовые и рекреационные города, научные центры; поселки, обслуживающие предприятия рыбного хозяйства, горнодобывающие комплексы и др.) и полифункциональные (столицы, областные центры и др.) города, оказывающие различное воздействие на компоненты природной среды.

40. История развития городов неизбежно связана с антропогенным изменением структуры и компонентов природных систем и в первую очередь с изменением рельефа. Это нивелирование геоморфологических форм и стирание естественных границ, постепенное исчезновение природного и появление антропогенного микрорельефа, формирование нового вида грунтов – техногенных или культурных. Так максимальные мощности культурного слоя составляют в Москве – 22 м, в Санкт-Петербурге – 10 м.

41. Города оказывают многообразные и непрерывные воздействия на геологическую среду. К сожалению, в цепи причинно-следственных связей негативного воздействия антропогенных факторов главное внимание традиционно уделяется следствиям, а не причинам. Хотя именно проведение мониторинга может помочь в «профилактике» загрязнения городами ОС.

44. В первую очередь необходимо изучить факторы, которые оказывают максимальное негативное воздействие на городскую среду и могут привести к необратимым изменениям (опасные природные и техногенные геологические процессы, чрезвычайные экологические ситуации и т.п.). Эти же факторы играют ведущую роль в формировании геоэкологической опасности городской территории. • За последние 10-15 лет площадь развития опасных процессов в пределах урбанизированных территорий увеличилась в 1,5 раза. При этом на их геоэкологическую ситуацию оказывают воздействие более 50 видов опасных природных и природно-техногенных процессов: землетрясения, термокарст, подтопление и др.) (Заиканов В.Г., 2005)

45. Землетрясения

46. Оползневая зона

47. Суффозия

48. Карст

49. Основным показателем геологического состояния урбанизированных территорий является устойчивость геологической среды, которая определяется изменением структуры, состава, свойств горных пород и подземных вод в результате техногенеза и активизации экзогенных геологических процессов. • Проведенные исследования (Заиканов В.Г.и др., 2005) показали, что минимальные размеры городов и ущербов в них от геологических факторов характерны для северной и центральной частей Восточной Сибири, а максимальные – для Урала.

50. По данным тех же авторов, суммарное загрязнение воздуха в виде твердых частиц (пыли, сажи, металлов) и газообразных веществ(оксид углерода, двуоксид серы и др.) достигает 25 млн. т в год. На 1 городского жителя в год приходится по 100-600 кг твердых частиц в зависимости от размеров города, характера и концентрации производства. • Наиболее загрязнены тяжелыми металлами почвы Свирска, Ревды, Первоуральска; повышенное содержание в почвах марганца отмечается в Кемерове и Новокузнецке, меди – в Алапаевске, свинца – в Ижевске, Чебоксарах; цинка – в Кемерове, Новокузнецке, Томске.