№ 5 (2024)

В развитии и функционировании природной морфолитосистемы главенствующую роль играют процессы влагообмена (водообмена) и механического переноса минерального вещества (литодинамические потоки). Функционирование системы определяется внешними воздействиями и ее внутренними возможностями, в том числе ее морфологической структурой. В настоящее время особое место занимает исследование связей между современным и погребенным рельефом, современными рельефообразующими процессами, с одной стороны, и между архитектурным рельефом и инженерной деятельностью человека, с другой. В статье приводится алгоритм (последовательность) цикла формирования геоэкологических условий городской территории. Показано, что гидрогенные связи и процессы в значительной мере определяют состояние и функционирование антропогенно-геоморфологической системы, и процессы антропогенного морфолитогенеза. Они осуществляются поверхностными, грунтовыми и подземными водами. На основе многолетних исследований геоморфологии городских территорий, в частности Москвы, авторами выделены основные признаки антропогенного морфолитогенеза урбанизированных территорий. Урбогенный морфолитогенез представляет собой процесс формирования и функционирования антропогенно-геоморфологической системы и урбогенного биогеоценоза.

Показано, что существует природная технология самоорганизации геологической среды с образованием новых структур, которая направлена на защиту исходного напряжённо-деформированного состояния от локального внешнего воздействия. Рассмотрены особенности и достоинства природной технологии при образовании оползневых блоков. Отмечается регламентирующая роль геологического критерия 0.009 в формировании и функционировании защитных структур. Показано приложение выявленных закономерностей при анализе подготовки провала земной поверхности над подземной полостью, деформаций грунтового основания под техногенной нагрузкой. Оценивается возможность проявления природной технологии при образовании локальных структур в воздушной и водной средах, гигантских колец на льду оз. Байкал.

В рамках задачи оценки влияния полигона ТКО на загрязнение подземных вод при помощи методов геофильтрационного и геомиграционного моделирования был выполнен прогноз загрязнения подземных вод хлорид-ионом на территории, прилегающей к полигону ТКО в Дубне, после его рекультивации. Рассмотрены разные варианты геофильтрационной схематизации гидрогеологических условий и геомиграционной схематизации процессов загрязнения и их влияние на результаты прогноза. Для моделирования был использован программный комплекс Visual Modflow, включающий модули для расчета геофильтрации MODFLOW 2000 и MT3DMS для расчета геомиграции. Для реализации граничных условий на верхней границе модели под свалочным телом – интенсивности инфильтрационного питания и концентрации загрязняющих веществ во влаге, поступающей на уровень подземных вод в период существования и после рекультивации полигона, использованы результаты, полученные ранее при анализе водного и солевого баланса свалочного тела. Результаты расчетов показали, что для уточнения структуры потока и миграционного прогноза целесообразна разработка региональной и локальной геофильтрационных моделей. При прогнозе миграции загрязняющих веществ в подземных водах необходимо учитывать их длительное поступление на уровень подземных вод из свалочного тела после рекультивации полигона.

В связи с постоянным увеличением числа потенциально токсичных соединений, усложнением их состава и многообразием возможных путей их попадания в окружающую среду в различных направлениях исследований на первый план выходят методы оценки качества и состояния природных сред, основанные на использовании биологических объектов – биодиагностика. Методики исследования водных сред и почв достаточно хорошо развиты, однако в отношении грунтовых систем на сегодняшний день не существует четко оформленной и общепринятой теории экологического нормирования их состояния, в том числе на основе биотической концепции. В статье даны базовые понятия и описаны основные применяемые на сегодняшний день методики биодиагностики экологического состояния как природных сред в целом, так и грунтовых систем в частности. С учетом базовых позиций грунтоведения охарактеризованы особенности проведения оценки экологического состояния в отношении дисперсных грунтов. На основании результатов, проведенных авторами масштабных экспериментальных исследований, показаны результаты применения методик биотестирования с использованием гидробионтов, аппликатного и элюатного фитотестирования на различных тест-культурах по отношению к грунтовым системам. Высказаны предложения по совершенствованию биодиагностики экологического состояния дисперсных грунтов с учетом особенностей объекта исследования и возможных путей миграции токсикантов.

Скорости выщелачивания элементов из B-Si стекла с имитаторами радионуклидов при 90°С через 14 суток снижаются на 1-2 порядка из-за образования на его поверхности гелевого слоя. Устойчивость стекла в воде после ее контакта с бентонитом ниже, чем в дистиллированной воде. Изменение стекла определяют: диффузия воды, обмен щелочных металлов и протонов, гидролиз и разрыв связей атомов сетки стекла, появление геля, насыщение раствора кремнеземом и глиноземом, осаждение вторичных фаз. Имитаторы радионуклидов в основном остаются в гелевом слое, а В, щелочные металлы, U и Mo в высших степенях окисления накапливаются в растворе. Заметная доля имитаторов радионуклидов в продуктах выщелачивания стекла находится в составе коллоидов.

В статье рассматриваются примеры экспериментальных исследований природно-техногенных изменений свойств многолетнемерзлых пород (ММП) различного состава и строения. Показано, что для контроля изменения свойств ММП, подверженных деградации, особую значимость приобретает геофизический мониторинг состояния грунтового массива. Изложен подход к изучению состояния и свойств грунтов криолитозоны in situ на примере комплексных геофизических работ на гидротехнических объектах Западной Якутии, который помогает понять пространственно-временные закономерности развития активных талых зон (талика) за относительно малый интервал времени. На примере Билибинской АЭС, построенной на территории распространения ММП, показано, что упругие свойства скальных мерзлых грунтов, как правило, трещиноватых в верхней части разреза, зависят не только от их петрографического состава, текстуры и структуры, но и от криогенного состояния породы. Для данной промплощадки проанализированы закономерности изменения сейсмических свойств мерзлых скальных грунтов, оттаявших при отепляющем воздействии основных сооружений реакторных блоков за 30-летний период. Показано, что за это время, произошло увеличение приращения сейсмической интенсивности в среднем на +0.3 балла относительно первоначальных условий. Изменились соответственно и значения характеристик сейсмических воздействий (пиковые ускорения грунта PGA и величины спектров реакции Sa).