4. Гаврилов A.A. Проблемы морфоструктурно-металлогенического анализа. Владивосток: Дальнаука, 1993. Ч. 1-2. 321 с.
5. Худяков Г.И. Геоморфотектоника Юга Дальнего Востока. М.: Наука, 1977. 256 с.
6. Ханчук А.И., Раткин ВВ., Рязанцева М.Д. и др. Геология и полезные ископаемые Приморского края. Владивосток: Дальнаука, 1995. 68 с.
7. Ханчук А.И. Палеогеодинамический анализ формирования рудных месторождений Дальнего Востока России // Рудные месторождения континентальных окраин. Владивосток: Дальнаука, 2000. С. 5-34.
8. Уткин В.П. Сдвиговые дислокации, магматизм и рудообразование. М.: Наука, 1989. 164 с.
9. Гаврилов A.A. Морфоструктуры Нижнего Приамурья и их металлогения // Морфоструктура и палеогеография Дальнего Востока. Владивосток: ДВЛ РАН, 1979. С. 51-66.
ТОЙ ДВО РАН, Владивосток Поступила в редакцию
02.03.2007
SOME QUESTIONS OF METHODOLOGY AND METHODS OF MORPHOSTRUCTURAL-METALLOGENIC INVESTIGATIONS IN THE SIKHOTE-ALIN
A.A. GAVRILOV Summary
The effectiveness of morphostructural-metallogenic studies depends in many respect on possibility of: a - revealing the determinate connections between morphotectonic processes and mineralization; b - distinguishing the main types of ore control structures and morphostructures; c - reconstruction of morphostructural pattern of mineralization epochs and analysis of its later transformations. The long-term and multifactor process of Sikhote-Alin orogeny requires the analysis of conformal relations between the structures of different ages, day surface and deep heterogeneity, taking into account the possibility of convergent landforms origin (over-plum depression or collapsed paleo-arch).
УДК 551.435.162(470.51)
© 2009 г. И.И. ГРИГОРЬЕВ, И.И. РЫСИН
ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРИ ИССЛЕДОВАНИЯХ ТЕХНОГЕННЫХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОВРАГОВ В УДМУРТИИ
В последние годы возрос интерес к изучению овражной эрозии, развивающейся в условиях техногенных ландшафтов. Как известно, наиболее простым и научно обоснованным является деление всех оврагов по происхождению на естественные и антропогенные [1]. Появление естественных оврагов вызывается целым рядом природных процессов: боковая эрозия рек, оползни, карст, суффозия, катастрофические ливни и др. Антропогенные овраги своим появлением и развитием обязаны, прежде всего, хозяйственной деятельности человека. Если ранее основной причиной оврагообразова-ния была сельскохозяйственная деятельность людей (расширение пахотных земель), то в настоящее время возрастает доля техногенно обусловленных оврагов (в населенных пунктах, при прокладке дорог, трубопроводов, добыче полезных ископаемых). В этой группе оврагов по характеру воздействия мы выделяем три подгруппы - "придорожные", "промышленно-стоковые" и "урбаногенные".
Придорожные овраги мы относим к техногенным, поскольку при строительстве как шоссейных, так и грунтовых дорог используется большое количество различной техники, а также перемещаются огромные объемы грунта и других строительных материалов. Следствием вышеперечисленных мероприятий является техногенное изменение рельефа и, соответственно, водосборов. Во вновь образованных водосборных бассейнах перераспределяется сток, и появляются эрозионные формы.
Промышленно-стоковые овраги встречаются реже. Связано это, прежде всего с более локальным распространением объектов, имеющих промышленные стоки. При образовании таких оврагов нарушаются правила выпуска сточных промышленных вод с территории объекта и игнорируются особенности рельефа окружающей местности. В качестве примера можно привести участки по добыче нефти и полезных ископаемых (карьеры), строительные площадки, места прорывов трубопроводов и т.п.
Урбаногенные или городские овраги согласно С.Н. Ковалеву [2] выделяются в отдельную группу, т.к. являются следствием процессов и явлений, присущим только городским территориям. К данной группе мы относим также овраги в крупных населенных пунктах сельского типа.
Для четкого пространственного восприятия расположения объектов наблюдения на исследуемой территории необходимо иметь разномасштабный картографический материал, создание и использование которого осуществляется с помощью геоинформационных систем (ГИС) [3]. Наряду с обычным определением положения какого-либо оврага на карте, проводится разносторонний и комплексный анализ всей овражно-балочной сети и водосборного бассейна, включающий как простые морфометриче-ские так и сложные морфодинамические показатели.
Для этого с помощью ГИС-технологий нами создается комплекс разномасштабных картографических изображений ключевых участков по наблюдению за развитием овражной эрозии на территории Удмуртской Республики (УР), построенных в определенной последовательности:
1. Цифровая карта рельефа УР с сечением горизонталей 20 м в м-бе 1:100000.
2. Карты элементарных бассейнов с морфометрическими показателями и эрозионными характеристиками в м-бе 1:200000.
3. Топографические планы оврагов в м-бе 1:200 или 1:500.
В настоящее время создание цифровой карты рельефа Удмуртии и карт элементарных бассейнов в среде MapInfo и ArcView завершено. Разработана технология геоинформационного картографирования с использованием созданных баз данных и цифровых картографических основ [4]. Результатом векторизации являлись файлы формата MIF/MID - обменного формата системы MapInfo. Все полученные таким образом электронные картографические слои конвертировались с помощью "Универсального транслятора" в файлы формата *.shp - обменного формата системы Arc-View. Создана также цифровая общегеографическая карта УР в м-бе 1:200000, служащая основой для создания карты элементарных речных бассейнов, выбранных в качестве основной операционной территориальной единицы (ОТЕ).
В практике наших исследований нашли применение такие ОТЕ, как ключевые участки и речные бассейны. Чаще всего при проведении эрозионных исследований ограничивают размеры бассейнов в соответствии с масштабом работ, давая ему определение элементарного. В этом случае наиболее обоснованной считается процедура выделения бассейнов по порядку гидрографической сети [5]. В основе выделения элементарных речных бассейнов была использована порядковая классификация рек Фи-лософова-Стралера. На территории Удмуртии по топографическим картам м-ба 1:100000 было выделено 1285 элементарных бассейнов, преимущественно 2, реже 1 и 3 порядков средней площадью около 34 км2 [6]. Выбор речных бассейнов в качестве основной территориальной единицы анализа обуславливался рядом их преимуществ перед другими типами ОТЕ [5]:
1. Речной бассейн отвечает всем условиям, присущим геосистемам, т.е. целостности, уникальности, иерархичности, устойчивости, саморегулирования, структурности, функциональности и т.д.
2. Объективность и относительная простота выделения границ однопорядковых бассейнов повышают репрезентативность территориальных единиц.
3. Бассейны с максимальной достоверностью позволяют моделировать процессы эрозии и стока с использованием традиционных методов и ГИС-технологий.
1 5
2 б
3 1 1 7
В S
Рис. 1. Kapтa coвpeмeннoй гycтoты oBparaB тeppитopии yP, пocтpoeннaя c пpимeнeниeм ГЙС Coвpеменнaя гycmoma oepa„oe, м/км2: 1 - G; 2 - G.1-1G.G; 3 - 1G.1-25.G; 4 - 25.1-1GG.G; 5 - 1GG.1-25G.G; б - 25G.1-5GG.G; 7 - 5GG.1-1GGG.G; S - >1GGG
Созданная база данных и цифровая карта элементарных речных бассейнов использовались для формирования тематических карт эрозионных процессов и факторов, их обуславливающих. На основе карт элементарных бассейнов были построены следующие цифровые тематические карты: густоты и плотности оврагов (современной и прежней); густоты балочной, долинной и балочно-долинной сети; глубин местных базисов эрозии; средних длин линий стока и средних длин склонов; средних уклонов поверхности; лесистости; средней мощности делювиально-солифлюкционных суглинков; гидрометеорологических показателей и ряд других факторных карт (рис. 1).
Для создания топографических планов исследуемых ежегодно объектов используется программный комплекс "CREDO" - многофункциональная система, обеспечивающая автоматизированную обработку инженерных изысканий, подготовку данных для различных геоинформационных систем, создание и инженерное использование цифровых моделей местности [7].
Работы по созданию топографических планов вершин оврагов были начаты в 2000 г. С тех пор на 13 активно растущих оврагах ежегодно проводится тахеометрическая съемка. С 2002 г. обработка ведется автоматическими методами на электронном тахеометре "Trimble 3305", представляющем измерения в электронном виде. Получаемые топографические планы разных лет дают возможность прослеживать динамику оврагообразования и получать количественные показатели развития оврагов различных типов [8].
Помимо создания топографических планов программный комплекс "CREDO" позволяет создавать картограммы объемов оврагов, используя точные геодезические методы. При ежегодном подсчете объемов можно получать данные не только о плановом положении, но и об объемах выносимого оврагом грунта за год. Кроме этого, используя высокоточные геодезические съемки оврагов и соответствующее программное обеспечение, возможно создание 3D-изображений оврагов.
С 1978 г. нами проводятся регулярные наблюдения за развитием различных типов оврагов на территории УР в пределах 28 ключевых участков [6]. В последние годы количество их возросло до 168, среди которых 9 техногенных оврагов. В период с 2002 по 2007 гг. наблюдениями были дополнительно охвачены еще 10 техногенных оврагов и их общее количество достигло 19.
Имеющийся в настоящее время материал позволяет подвести некоторые итоги по анализу скоростей роста техногенных и сельскохозяйственных оврагов (рис. 2):
1) В 1979 г. рост сельскохозяйственных оврагов был самым высоким за весь период наблюдений (2.7 м/год), что связано с аномальными природными условиями того года. Еще выше (3.9 м/год) эти значения оказались у техногенных оврагов, хотя по сравнению с последующими годами это прирост лишь среднего уровня.
2) В 1983-84 гг. произошел спад активности развития сельскохозяйственных оврагов, в то время как рос
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.