Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем

Лисенков, Александр Борисович

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем
ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем"

Р г Б ОН

1 Пл0^^к)^ШСУДЛРСТЕЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.В. ЛОМОНОСОВА ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

ЛИСЕНКОВ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИАГНОСТИРОВАН! !Я ЭКОЛОГО-ПЩЧЗ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕН

Специальность: 04.00.06 - гидрогеология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соис:<ан;!е ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Москва 1995

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии Московской Государственной геологоразведочной академии.

Научный консультант

лауреат Государственной премии, доктор геолого-минералогических наук,профессор И.К. Гавич

Официальные оппоненты

доктор геолого-минералогических наук, профессор К.Е. Питьева

доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.Н. Коломенский

доктор геолого-минералогических наук, профессор А.П. Хаустов

Ведуцая организация: Институт еодных проблем Академии Наук России

Залита состоится "lb" иллз^Ц 1595 г. в W Час. на заседании диссертационного ученого совета (Д.053.05.27) при Московском Государственно!, университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899^Москва, Воробьев! горы, МГУ, Геологический факультет, аудитория. У/Г

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета МГУ.

Автореферат разослан "3 "¿U^eAX^QQb г.

Учений секретарь диссертационного сове: д.г.-м.н., профессор

Л.С. Гарагуля

ОВ!ЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.Рост интенсивности и разнообразия техногенной нагрузки на гидролитосферу в значительной мере определяет еозник-ноЕение экологически-неблагоприятных ситуаций в тех или иных промышленных регионах России (Московский, Норильский, Челябинский и др.) или в аграрных регионах интенсивного мелиоративного осгоения (Калмыкия, Поволжье и др.). Подземные воды, являясь одновременно компонентами природных экосистем и одним из элементов трофической цепочки питания человека, оказывают большое влияние на формирование экологической обстановки и при изучении их роли важное значение приобретают задачи: 1) связанные с изучением распределения интенсивности техногенных процессов и реакции природных объектов на техногенное воздействие в пределах изучаемой территории; 2) ориентированные на предсказание значений показателей, характеризующих эту реакцию в неизученней части региона, подле.г-ащей картированию.

Оба типа задач являются в гидрогеологической постановке задачами типологического районирования При этом первый тип задач ориентирован на районирование детально изученной территории, для которой обоснованы и Еыделекы признаки, характеризующее ее состояние.Задача состоит в выделении таксонов, однородных по значению и сочетанию признаков. Такое районирование в гидрогеологии выполняется методом экспертных оценок,на основе фундаментальных понятий иерархической гидрогеологической стратификации. Начало структурно-иерархическому подходу при реиении задач гидрогеологических классификаций и районирования положена работами Б.А. Личкова, <5.П. Саваренского, Г.Н. Каменского, A.M. Овчинникова, O.K. Ланге, Н.И. Толстихина. Дальнейшее развитие аналогичный подход получил в работах И.К. Зайцева, В.И. Куделина, H.A. МариноЕа, В.А. Всеволожского, В.А. Кирюхина, Е.В. Пиннекера и др. В последнее время появились исследования, направленные яа формализация процесса гидрогеологического районирования с помопрп специальных математических методов (А.И. Коротков, 1977; К.П. Караванов, 1982; А.Ц. Хаустов, 1986; С.М.Че-салов, Б.А. Шмагин, 19S9; A.B. Лисенков, 1993,1994 и др.). В настоящей работе при решении задач 1-го типа отдается предпочтение факторному анализу, как методу, позволяющему: 1) "сжать" и селектировать исходную

информацию; 2) выделить главные факторы, определяющие процесс формиро-

—

вания подземных вод региона;3) закартироватъ выделенные факторы в интегральных показателях. В отличие от исследований А.П. Хаустова, разработавшего методику использования факторного анализа для районирования горно-складчатых территорий по условиям формирования подземного стока, автор ориентировал свои исследования на анализ и районирование эколого-гидрогеологических условий платформенных областей.

Второй тип диагностических задач предназначен для предсказания:

1) значений признаков, описывающих эколого-гидрогеологические условия;

2) реакции геосреды на техногенное воздействие 3) социальных последствий техногенных процессов. В конечном итоге задача завершается также типологическим районированием территории. Но, в отличие от задач первого типа, районирование для территории, недостаточно изученной или подлежащей изучению (картографированию) на базе обучения созданной модели эколого-гидрогеологических условий. Такой тип районирования мохет Сыть назван перспективным районированием и выполняется с помощью предложенного автором информационного анализа.

Второй тип задач по постановке Слизок к задачам геологического (или инженерно-геологического) прогноза. В гидрогеологических исследованиях такие задачи целенаправленно Ее используются, поскольку интен-но разрабатывается направление, связанное с составлением гидрогеологических прогнозов, задач темпоральных по своей сути В практике эколого-гидрогеологических исследований второй тип задач не менее важен, чем прогнозные проработки, поскольку позволяет оперативно оценивать интенсивно изменяющуюся обстановку и поставлять информацию для принятия управленческого решения.

Наиболее актуален и эффективен диагностический подход при эколо-го-гидрогеологическом картографировании, которое осуществляется в противоречивых условиях ограничения бюджетных затрат на его проведение и сохранении (а нередко дахе при ужесточении) требований к качеству и достоверности результатов..

Автор объединяет оба типа выделенных эколого-гидрогеологических задач в класс диагностических по форма© ным. признакам, принятым в математика (И.И. Елисеева, Ю.В. Прохоров, ХА. Родионов, 1977; Ю.А. Воронин, 1982 и др.), в математической логике (В.Л. Кохара, 1982 и др.) и предлагает научно-методические основы их решения, базирующиеся на системном подходе к анализу эколого-гидрогеологических проблем и комплексном использовании факторного и информационного анализов.

-Л-

Дель и задачи работы. Главной целью исследований явилась разработка научно-методических основ диагностирования зколого-гидрогео-логических систем (ЭГГС). При этом автор исследует задачи классификации объектов и предсказания значений признаков, описывающих состояние ЭГГС: 1) задачи типологического районирования территории ЭГГС по комплексу показателей ее состояния и интенсивности техногенной нагрузки различного характера; 2) задачи предсказания реакции состояния ЭГГС, социальных последствий техногенной нагрузки и перспективное райониро* вание изучаемой территории.

Основные задачи исследований формулируются следующим образом:

1. Обобщить накопленные теоретические и практические разработки по использованию системного подхода в гидрогеологии, инженерной геологии, ряде направлений поисковой геологии, зколого-географических исследованиях в целях: а) создания понятийной базы, зколого-гидрогеологи-ческих исследований; б) разработки общих принципов системного подхода к выделению и моделированию ЭГГС.

2. Разработать схему стадийности процесса трансформации эколо-го-гидрогеологических условий, соответствующие каждой стадии концептуальные модели к требования к построению их математических и неформальных разновидностей.

3. Разработать методику решения диагностических задач различной степени сложности, включающих: а) районирование территории ЭГГС по комплексу априорно-значимых показателей и по интенсивности техногенной нагрузки: б) предсказание реакции геосреды на техногенное воздействие различного характера и интенсивности и некоторых последствий такого воздействия.

4. Обосновать возмояшость использования аппарата теории информации для решения сложных диагностических гидрогеологических задач и разработать методику информационного анализа.

.5. Создать диагностическую систему "Экогеоияформ", работающую в режиме диалога с экспертом-гидрогеологом и обучения, позволяющую: а) вырабатывать стратегию гидрогеологического картографирования,ориентированную на снижение затрат на проведение специальных изысканий при условии сохранения их точности и достоверности; б) строить диагностические гидрогеологические карты по отдельным показателям состояния гео-

среды и интегральным параметрам, учитывающим комплексное влияние виде-' ленных факторов; в) поставлять информацию для принятия управленческих решений, обосновывающих целенаправленное снижение (перераспределение) и улучшение эколого-гидрогеологических условий региона.

6. Подтвердить эффективность предложенной методологии диагностирования ЭГГС решением серии практических задач на материалах конкретных природно-техногенных гидрогеологических объектов в Западном Казахстане, в Туркменистане, в Московской области.

Научная новизна работы. В работе впервые разработаны или получили дальнейшее развитие:

1. Понятие об эколого-гидрогеологической системе (ЭГГС), сформулированное с учетом комплекса прямых и обратных связей между входящими в ее состав подсистемами (техногенной, ландшафтно-климатической,гидрогеологической) и внешней средой (социальные системы).

2. Терминологическая база для: описания состава и структуры эколого- гидрогеологических систем; процесса их трансформации под воздействием возрастающей во времени и расширяющейся по площади техногенной нагрузки; построения системных гидрогеологических моделей.

3. Единая методология диагностирования ЭГГС, включающая в себя;

- методику типологического районирования территории ЭГГС,с использованием факторного анализа, позволяющую на основе единой базы данных генерировать серию карт районирования по интенсивности различного рода техногенной нагрузки в интегральных показателях, решать вопросы формирования химического состава подземных вод, установления факторов и источников их загрязнения и организации мониторинга;

- методику информационного анализа, комплектирующего аппарат теории информации и неформальные (эвристические) приемы для районирования недостаточно изученных в гидрогеологическом отношении регионов в целях диагностирования реакции геосреды на техногенное воздействие по ограниченному кругу информативных показателей;

- методику картографирования показателей состояния ЭГГС на базе обучающихся информационных моделей;

- подход к выделению параметров, определяющих состояние ЭГГС ("активных параметров") и решению задачи управления путем регулирования их состава и структуры.-

В основу методологии положен фундаментальный принцип кибернетики - закон необходимого разнообразия Эшби, реализованный при построе-

нии информационных моделей диагностирующей системой "Экогеоинформ".

Рассмотренный в работе информационный подход к анализу и диагностированию гидрогеологических ситуаций является перспективным направлением в изучении и моделировании гидрогеологических и эколого-гидрогео-логических условий и дает возможность как самостоятельного использования, так и комплексирования с моделями межотраслевого баланса, посто-но действующими моделями,частными эколого-гидрогеологическими моделями.

На защиту выносятся научно-методические основы диагностирования ЭГГС, которые базируются на следующих положениях.

1. ЭГГС характеризуется как открытая, ' динамическая система, представляющая собой целостную совокупность гидрогеологических (ГГС), ландшафтно-климатических (ЛКС) и техногенных (ТГС) подсистем, объединенных взаимоотношениями - и связями, находящимися во взаимодействии и на определенной стадии трансформации, в пределах речного гидролитос-ферного бассейна определенного уровня иерархии.

2. В гидрогеологических исследованиях выделяется две группы задач, ориентированных на диагностирование состояния ЭГГС.

2.1. Задачи эколого-гидрогеологического районирования территории по комплексу априорно значимых признаков состояния ЭГГС и интенсивности техногенной нагрузки различного характера в пределах изученной части региона (диагностика в режиме классификации).

2.2. Задачи предсказания реакции геосреды на техногенное воздействие, некоторых социальных его последствий и типологическое районирование картируемой территории по ограниченному числу информативных признаков (диагностика в режиме распознавания образов).

3. Оценка сложности диагностируемой ЭГГС целесообразна с позиции сопоставления возможностей моделирующих алгоритмов к решению диагностических задач:

- простые концептуальные модели ЭГГС эффективно диагностируются с помошью методов автоматических классификаций или неформальных методов (факторный анализ);

- сложные концептуальные модели могут быть диагностированы или при неформальном подходе (с помощью факторного анализа) или с помощью эвристических методов, позволяющих корректировать стратегию решения задач.

4. Для решения задач эколого-гидрогеологического районирования разработана и адаптирована методика факторного анализа, которая позво-

ляет помимо традиционных задач сжатия многомерной, разноуровенной зколого-гидрогеологической информации решать задачи ее картографирования в обобщенных показателях.

5. Для решения сложных диагностических задач предсказания реакции гидрогеологических систем на техногенное воздействие предлагается информационный анализ, методика применения которого в эколого-гидрогео-логических исследованиях впервые предложена и разработана автором диссертации. Информационный анализ позволяет:

5.1. Диагностировать сложные ЭГГС реализацией на практике фундаментального закона кибернетики, закона необходимого разнообразия У.Зпь би.

5.2. Сформулировать и реализовать требования, предъявляемые к информационным моделям:

а) для оценки и диагностирования сложных эколого-гидрогеологичес-ких ситуаций должны разрабатываться модели, способные контролировать собственную сложность и сложность концептуальной модели ЭГГС;

б) реализуемые модели должны обладать способностью к адаптации и самообучению, в случае дефицита информации, необходимой для диагностик рования, запрашивать ее и усваивать;

в) процесс контроля за функционированием ЭГГС возможен с установлением ее структуры, выделением лимитирующей (управляющей) подсистемы (фундаментальный принцип экологии Ю.Либиха) и оценки ее сложности;

г) управление состоянием ЭГГсистемы целесообразно осуществлять с помощью 'активных параметров", поиск которых и схема управления осуществляются в процессе информационного анализа.

5.3. Выполнять картографирование территории ЭГГС на основе анализа ограниченного круга информативных показателей, обеспечивая сокращение затрат на проведение изысканий при сохранении уровня точности и достоверности зколого-гидрогеологических карт.

Реализация результатов исследований и их практическая значимость. Основные научные и практические результаты лолучены автором в процессе проведения кафедрой гидрогеологии МГГА 'хоздоговорных научно-исследовательских работ с Ыангышлакским энерго.комбинатом. Прикаспийским комбинатом Минсредмаша СССР, Южно-Аральской гидрогеологической экспедицией Министерства геологии Туркменистана, Госкомнедра РФ и др., а также в процессе проведения госбюджетных исследований по программе "Университеты России" (проект "Эко"). Результаты исследований были внедрены в

— е-

практическую деятельность гидрогеологических слухб Мангытлачэнерго- и Прикаспийского гсрнометалдургического комбинатов Минередмаиа СССР, Министерства геологии Туркменистана, использованы при интерпретации результатов геоэкологической съемки в Геоэкоценгре "Москва" Результаты исследований автора готовятся для использования в методических рекомендациях для подразделений Роскомнедра Р5 -и используются в учебном процессе кафедры гидрогеологии МГГА.

Апробация работы. Основные результаты исследован',™ докладывались автором на Всесоюзных совещаниях: по изучению взаимосвязи поверхностного и подземного стока (Валдай.1973 г.). Проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов (Ленинград, ЛИИ, 1975 г.). Новейшие методы исследования и моделирования процессов переноса подземных вод (Киев, КГУ, 1976 г.). Гигиенические аспекты опреснения воды (Ш Всесоюзное совещание в г. Шевченко, 1988 г.), на 1 Всесоюзном съезде инженеров-геологов, гидрогеологов, геокриологов (Киев, 1988 г.).

Теоретические и методологические аспекты работы рассматривались на республиканских совещаниях по поиску и разведке линз пресных вод (Ташауз, 1990 г.), многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной подземных вод (Томск, 1993 г.); на международных симпозиума: Методы оценки ресурсов подземных вод (Москва, 1979 г.), 2-я конференция по геологии Индокитая (Ханой, 1991 г.). Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря (С.Петербург, 1993 г.). Отдельные методические вопросы докладывались на ежегодгых научных конференциях Московской государственной геологоразведочной академии и других совещаниях и конференциях.

Публикации. Соискателем опубликовано более 30 работ, из них по теме диссертации опубликовано 27 работ (в том числе 3 монографии).

Исходные данные и личный вклад в решение проблемы. В основу диссертации положены материалы, полученные автором в процессе работы начальником партии, экспедиции, ответственным исполнителем и научным руководителем хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских тем. выполняемых на кафедре гидрогеологии МГГА в различных районах страны.В качестве дополнительных источников в работе использованы фондовые и литературные материалы, а также некоторые данные, полученные аспирантами. работавшими под руководством автора и результаты совместных научных исследований, проводимых автором работы в творческих научных коллективах кафедры гидрогеологии. Разработки самой методологии реше-

— 5е —

ния диагностических задач в экогидрогеологических исследованиях явля--ется личным достижением автора работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 гла* и заключения.

В первой главе с системных позиций дано определение понятия" экс лого-гвдрогеологическая система" и рассмотрены принципы выделения ЭГГС определения их структуры' и границ. Во второй главе изложены научно-методические основы зколого-гидрогеологического диагностирования, математическая постановка задачи и методология ее решения. Третья и четвертая главы работы посвящены методике использования классического факторного анализа, применительно к решению диагностических задач первого типа, изложен опыт применения метода в стране, за рубежом и примеры решения конкретных эколого-гидрогеологических задач. В пятой главе дан обзор эвристических методов, используемых при решении задач распознавания образов в геологии, инженерной геологии, гидрогеологии. Шестая глава, являясь логическим продолжением пятой, содержит информацию о новом методе диагностирования, который назван автором работы "информационным анализом". В ней рассматривается алгоритм и возможности созданной диагностирующей системы. Седьмая глава посвящена рассмотрению конкретных практических примеров использования информационного анализа для диагностирования зколого-гидрогеологических ситуаций в пределах Туркменской части Приаралья,одного из месторождений подземных вод в Западном Казахстане, северной части Московской области.

Диссертацию завершают выводы и библиографический список, включающий 206 наименований.

Объем работы составляет 436 страниц машинописного,' текста,иллюстрированного 77 рисунками, 51 таблицами и 29 приложениями.

Автор длительное время (с 1971 г.) работает в тесном контакте с Лауреатом Государственной премии профессором кафедры гидрогеологии МГГА И.К.Гавич и многие идеи настоящей работы родились и оформились в результате совместных исследований,, за что автор приносит ей сердечную благодарность. Автор благодарит также заведующего кафедрой гидрогеологии Лауреата Государственной премии, чл. корр. РАЕН, профессора В.М. Швеца за поддержку и помощь, оказанную при написании нас-тояией работы. • . ■

В процессе исследований по теме диссертации автор плодотворно сотрудничал с коллегами по кафедре гидрогеологии МГГА А.Б. Вороновым,

B.B. Перцовским, И.С. Осмоловским, H.H. Ленченко, Н.И. Муравьевой; с кафедры высшей математики - A.B. Михайловой; из НУЦ "Минеральные ресурсы" - Е.А. Кармановым: им и всему коллективу кафедры гидрогеологии МГГА автор приносит свою глубокую благодарность за поддержку.

За критику при обсуждении работы автор благодарит заведующего кафедрой инженерной геологии WTA проф. Е.М.-Пашкина; профессоров кафедры инженерной геологии Г.К. Бондарика и И.С. Комарова; проф. кафедры редких и радиоактивных элементов П.А. Игнатова; доц. кафедры гидрогеологии МГУ М.С. Орлова; начальника Управления гидрогеологии и геоэкологии Рос-комнедра М.В. Кочеткова; 'сотрудников Управления В.А. Грабовникова, Г.А. Шилова, М.И. Полканова; директора Геоцентра "Москва" А.Н. Клюквина и сотрудников Геоцентра Н.С. Лачинову, С.Н. Шелестова, начальника лаборатории гигиены опресненных вод института общей коммунальной гигиены им.А.Н. Сысина, проф. Ю.А. Рахманина.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1..Эколого-гидрогеологические системы, как объект диагностирования. Главным критерием принадлежности научных исследований к современной экологии является положение: считать экологическим любое исследование надорганизмеяного уровня, если оно имеет конечной целью осмыслить влияние исследуемого явления на экосистему (В. Л- Федоров, Т.Г.Гильманов, 1980). В условиях интенсивного техногенного влияния следует также включать в сферу экологических все исследования, которые направлены на изучение прямых и обратных связей, возникающих в системе экосистемы - человек, определяющих условия его жизнедеятельности и здоровье. Концепция экосистемы является основой конструкции экологической парадигмы и сама она рассматривается как устойчивый комплекс популяций растений, животных и микроорганизмов и населяемой ими терри-■ ториии или акватории, включая прилегающий слой атмосферы, а также (в случае наземных или донных экосистем) подстилающий почву, грунт и грунтовые воды, если от активно взаимодействуют с почвой, водной массой или организмами. В такой постановке грунтовые воды становятся компонентом экосистемы и гидрогеологические процессы в значительной степени определяют условия существования экосистем и их влияние на жизнедеятельность социальных систем. В этой связи следует напомнить, что А. Тэнсли экосистемами называл только системы одного уровня иерархии, лежащего между нижним (популяция растений, животных и микроорганизмов.

почвы, типа грунтовых вод и пр.), и верхним (ландшафтным) уровнями.' Таким образом, экосистемы "собираются" из элементов нижнего (3-го) уровня, сами входят в конструкцию верхнего и в такой трактовке ландшафты представляют собой комплексы геоморфологически сопряженных экосистем. Значение и роль подземных вод и их вклад в систему факторов, формирующих ландшафты, среду обитания растений, животных и в итоге человека, в первую очередь подчеркивается характером их широтной зональности (по B.C. Ильину, Г.Н. Каменскому, O.K. Ланге и др.), которая определяется климатом, зависит от рельефа местности и региональных геологических условий, т.е. тех же факторов, которые влияют на элемент 1-го, 2-го и 3-го уровней иерархии. Таким образом, эколото-гидрогеологическое направление имеет равные права на существование наравне с по-пуляционной экологией, экологией почв и др., входящими в их состав разделами. Грунтовые воды входят в состав элементарных экосистем и, в свою очередь, с позиций системного подхода, могут рассматриваться во взаимосвязи с напорными,как самостоятельные системы и, в совокупности с экосистемами и ландшафтами, формируют новый тип систем - эколо-го-гвдрогеологические системы (ЭГГС). В такой постановке в концептуальной модели ЭГГС должна рассматриваться следующая система связей и взаимоотношений: гидрогеологические системы * экосистемы * ландшафты - техногенные объекты. Функцией цели могут служить показатели характеризующие реакцию самой ЭГГС или внешней по отношению к ней среды (или системы) на техногенное воздействие. В качестве таковых целесообразно рассматривать показатели, характеризующие экологическое состояние региона на основе санитарно-гигиенических, социально-экономических и др. характеристик. При этом степень "экологичности" моделей может повышаться с включением в их состав показателей, характеризующих популяции животных, растений, почвы, локальные участки атмосферы и др., что может быть достигнуто в процессе совместных междисциплинарных исследований специалистов экологического, биологического, географического и гидрогеологического профилей. Автор предлагает определять ЭГГС, как открытую динамическую систему, представляющую собой целостную совокупность гидрогеологических (ГГС), ландшафтно-климатических (ЛКС) и техногенных (IPC) подсистем, объединенных взаимоотношениями и связями, находящихся в состоянии взаимодействия и на определенной.стадии трансформации в пределах речного•гидролитосферного бассейна определенного уровня иерархии. Это определение опирается на определение гидрогеологической системы, сформулированное И.К. Гавич, не противоречит анало-

— /о-

гичным определениям (II.Ф. Швецов, А.Н. Павлов и др.) и не выходит з; рамки традиционных: пркродво-техническая система - ПТС (В.И. Осипов В.Т. Трофимов, Г.А. Голодковская и др.); геотехническая система - ГТ< (И.П. Герасимов и др.).

Мы не включаем в состав концептуальной модели ЭГГС экосистемы т.к. они обобщенно входят в ландшафтные системы и для оценки влияния i них гидрогеологических процессов требуется создание специализированны: моделей. Экономико-социальные системы мы также выносим за рамки предмета изучения, т.к. их цели в. пределах изучаемых ЗГГС реализуются че рез техногенные объекты (TíС) и таким образом они выполняют управляющую роль, которая существенно меняется в процессе развития и трансформации ЭГГС. Вместе с тем, в концептуальную схему, принятую автором npi диагностировании реакции ЭГГС на техногенное воздействие, вводите: "связь", определяющая состояние здоровья и условий жизни населения, как реакцию на техногенное воздействие и изменение качества подземны: вод, используемых для питьевого водоснабжения, и "обратная связь", ка> канал управления состоянием ЭГГС. Такой подход показывает практическую возможность расценивать экологическую гидрогеологию, как "...учение с роли, значении и влиянии подземных вод..., в сохранении и развитии биосферы и, прежде всего, в жизнедеятельности человека, особенно в условиях экологической кризисной ситуации..." (Н.И. Плотников, A.A. Карцев, И.И. Рогинец, 1992).

Процесс трансформации ЭГГС нами рассматривается в 3 этапа, каждш из которых сопровождается увеличением интенсивности и разнообразя: техногенной нагрузки, что находит свое отражение в определенных изменениях гидродинамических и гидрогеохимических характеристик фильтрационного потока, которые в свою очередь от этапа к этапу становятся в« более благоприятными для аккумуляции и переноса в нем загрязняющих веществ. Трансформация ЭГГС протекает в направлении формирования антропогенного ядра сложного типа с заменой природных гомеостатических связей обратными кибернетическими, определяющими новый тип устойчивости системы и служащими каналами связи и управления. Выделение определенной стадийности в процессе развития и трансформации ЭГГС позволяем правильно выбрать и оценить концептуальную модель, соответствуют^ постановленной задаче и, соответственно, выбрать адекватный метод диагностирования состояния ЭГГС.

Выделение границ ЭГГС основывается на фундаментальном свойстве больших систем - иерархичности их структуры, которое проявляется i

дискретности строения геологической среды, описываемом соотношение».' элементов (подсистем) на каждом уровне иерархии природных систем бифуркационным числом 3-5. В качестве элементарной ЭГГС, вслед за И.К. Гавич. мы рассматриваем речной гидролитосферный бассейн 1-го порядка, выделенный как элементарный объем гидролитосферы, в пределах которого локализуются гидродинамические процессы, обеспечивающие локализацию гидрогеохимических и эколого-гидрогеологических процессов. Порядок и границы ЭГГС следует определять в соответствии с известным в геоморфологии принципом Р.Хортона.

В главе рассмотрены системные понятия и свойства, характеризующие ЭГГС, составлен словарь для ее описания. В него вошли такие понятия, как элемент, подсистема, структура, связи, состояние, поведение, равновесие, гомеостаз, устойчивость, цель, функционирование, развитие, трансформация, прогресс, регресс, стагнация. В качестве системны: свойств ЭГГС выделены: целостность, эмерджентность, аддитивность, сложность. Введены понятия "показатели состояния ЭГГС" и предложен; структура информационных потоков, обеспечивающих совместное функционирование диагностируемой системы и системы мониторинга подземных вод. Г работе обоснованы общие принципы моделирования эколого-гидрогеологи- ■■ ческих систем, которые базируются на фундаментальных законах киберне-, тики и экологии (У. Эшби и Ю. Либиха) и ориентируют исследователя на 1) создание моделей, способных адаптировать собственную сложност: (разнообразие) к сложности концептуальной модели ЭГГС (эвристически' модели); 2) поиск факторов, определяющих состояние ЭГГС; 3) решен» управленческих задач регулированием состояния ЭГГС с помощью "активны: параметров", определяющих характер и направление протекания основны: процессов в ее границах.

2. Постановка задачи и методология эколого-гидрогеологическог< диагностирования. В геологических исследованиях, ориентированных н. поиск месторождений полезных ископаемых, или в инженерно-геологически; исследованиях, связанных с выделением "геологических тел" (Г.К. Бонда рик ) понятия "прогноз" и "диагноз" принципиально не различимы.

Задача прогноза наличия оруденения или геологического тела является по своей постановке диагностической, т.е. сводится к установ дению определенных типовых-признаков, описывающих его состояния. Эт: характеристики отрабатываются на эталонных объектах-классах (принци "эталонизации"), принимаются как априорно-значимые и на их основани

делается предсказание наличия рудного объекта или геологического тела в том или ином регионе.

В гидрогеологических исследованиях диагностические и прогнозные задачи имеют ряд принципиальных отличий. В первую очередь следует подчеркнуть, что прогнозные гидрогеологические задачи темпоральны (по И.Пригожину - "чувствительны" ко времени) по своей сути, поскольку генеральной задачей гидрогеологического прогноза является предсказание будущего состояния ЗГГС.

Сущность задач диагностики заключается в "... отнесении той или иной ситуации к одному из имеющихся классов" (И.И. Елисеева, О.В. Рукавишникова, 1977). Иными словами, задачи диагностики и классификации в постановочной части во многом идентичны. В некоторых работах (В. Л. Кожара, 1982) процесс диагностирования называют аналоговым прогнозированием, которое заключается в получении сведений в результате установления сходства. Выделяют два типа задач классификации (Ю.А. Воронин, 1982): перечислительные и диагностические. Главной целью перечисленных классификаций является предсказание новых классов изучаемых объектов, а вспомогательной - определение новых свойств выделенных классов. Подобные задачи возникают при решении проблем эколого-гидрогеологического районирования и заключается в распределении диагностируемых объектов по классам, характеризующимся известной эколого-гидро-геологической обстановкой. Реализация таких задач может быть осуществлена с помощью метода факторного анализа (А.П. Хаустов, 1986; С.М. Чесадов, Б.А. Шмагин, 1989: А.Б. Лисенков, 1977, 1993) или методов "автоматических классификаций" (А.П. Хаустов, 1986). Главной целью диагностических классификаций является определение новых свойств выделенных классов объектов (распознавание образов), а вспомогательной -определение новых классов. Применительно к экогидрогеологическим проблемам, аппарат диагностических классификаций должен реализовывать задачи предсказания гидрогеологических ситуаций в пределах неизученных частей ЭГГС или в пределах ЭГГС,находящихся в изоморфных условиях и m тавлять информацию для принятия управленческих решений по оптимизации зколого-гидрогеологического состояния природно-техногенных объектов. В такой постановке задача зколого-гидрогеологического диагностирования оказывается ближе к классической задаче геологического прогноза (Ю.В. Прохоров, Д.А. Родионов, 1977) и может решаться с использованием методологии распознавания образов, базирующейся на информационном анализе (A.B. Лисенков, 1993, 1994). Таким образом, мы выделяем 2 типа

задач эколого-гидрогеологической диагностики:

1. Задачи зколого-гидрогеологического районирования, которые по своей постановке относятся к задачам классификации объектов в пределах изученной части ЭГГС по комплексу априорно-значимых признаков (диагностика в режиме классификации) - задачи 1-го типа.

2. Задачи предсказания значений признаков, описывающих эколого-гидрогеологические условия и выделение типологических единиц зколо-гидрогеологического состояния в пределах неизученной части территории ЭГГС, подлежащей картографированию (диагностика в режиме распознавания образов) - задачи 2-го типа.

Нормально задача диагностирования может быть определена следующим образом. Имеются объекты БЭз, принадлежащие к множеству С с известной эколого-гидрогеологической обстановкой. Требуется относительно каждого объекта £3з принять решение: 1) АЭб или ВЭз, А и В - подмножества с экологически благоприятной (А) или неблагоприятной (В) обстановкой. Решение осуществляется с помощью диагностической функции 0(Х,А,В) (здесь ХЭх31,...,Хзм комплекс показателей состояния ЭГГС) и принимается на основе сопоставления с ее пороговым значением 0о: а) КБо (АЭэ) или б) 0>Юо (ЕЭэ).

Функция 0 может быть оценена с помощью дискриминантного, кластерного, факторного анализов или эвристических методов распознавания образов.

В качестве перспективной версии постановки задачи диагностирования 2-го типа можно считать модель"черного ящика":

У = Ш) (1)

В такой постановке задача диагностирования формулируется следующим образом. Выборка с априорно разделена на 11 однородных подмножеств (классов) С'к, на основе анализа входных признаков X. Требуется на основе анализа ХЭх3х,...,хзт на выходе предсказать принадлежность объектов б к тому или иному из выделенных подмножеств. В другой формулировке эта задача может быть представлена так: по значению ансамбля функций X предсказать ансамбль У. Если ХЭх31.....х^ - параметры, описывающие экологическое состояние ЭГГС. а У - интегральная функция, характеризующая отклик (реакцию)-ЭГГС на техногенное воздействие, то такая постановка открывает возможность решения управленческой задачи: корректировкой значений входных параметров X добиться заданного значения

-К -

функции выхода У (вывести ее на оптимальную траекторию). Одни.! из достоинств модели "черного ящика" является отсутствие ограничений на схематизацию условий, заданных в детерминированных прогнозных моделях и таким образом осуществляется "консервация" эмердженткости моделируемой системы.

В качестве главного принципа диагностирования состояния ЭГГС, автор предлагает реализовать закон "необходимого разнообразия" Эшби, который гласит, что моделирующая система должна быть устроена более разнообразно (сложно), нежели моделируемая, или должна быть способной создавать в себе это разнообразие. В связи с таким подходом требования к диагностирующим моделям формулируются следующим образом: 1) для оценки и диагностирования сложных ЭГГС должны разрабатываться модели, способные контролировать сложность концептуальной модели изучаемого объекта и собственную сложность; 2) реализуемые модели должны обладать способность» к■адаптации и обучению и, в случае дефицита информации, необходимой для повышения сложности модели, запрашивать ее и автоматически "усваивать"; 3) процесс контроля за функционирование ЭГГС возможен с установлением ее кибернетической структуры, выделением лимитирующего (по Ю. Либиху) фактора, оценки ее сложности; 4) управление состоянием ЭГГС целесообразно осуществлять посредством "активных параметров" лимитирующей подсистемы, способной влиять на функцию цели.

В качестве простых концептуальных моделей ЭГГС предлагается рассматривать системы, компоненты которых: 1) имеют различный генезис; 2) могут быть расположены в структуре в виде строгой иерархии с отсутствием (или минимумом) связей в пределах ее уровней. Разделение таких ЭГГС на классы с помощью дискриминантного, факторного или кластерного анализов дает четкую однозначную картину. Представление ЭГГС в виде простых концептуальных моделей наиболее реально на первом этапе их трансформации, когда техногенная компонента существует почти изолированно от природной и оказывает на нее минимальное воздействие.Искусственное "упрощение" концептуальной модели ЭГГС возможно за счет утраты информационной или конструктивной сложности (сжатие круга показателей, введение интегральных параметров, исключение некоторых элементов и др.), что может привести к снижению эффективности решения диагностической задачи на различных стадиях гидрогеологических исследований.

По мере трансформации ЭГГС, количество элементов техногенной подсистемы, их разнообразие достигает максимума и происходит интенсивное взаимопроникновение компонент ЭГГС. Формируются техногенные ландшафты.

которые испытывают влияние TTC, передают его в трансформированном виде в ГГС и в окружающую среду и вся система объединяется в целостное образование комплексом обратных связей, среди которых ведущая роль принадлежит кибернетическим. Структура ЭГТС в таких условиях приобретает вид слабой иерархии, для которой характерны связи между компонентами в пределах одного уровня, а связи между уровнями становятся не только прямыми (связи делегирования), но и обратными, что делает систему диффузной. Конструктивная сложность системы в таких условиях дополняется информационной, т.к. описание необходимо вести на всех уровнях: техногенном, ландшафтном, гидрогеологическом. Таким образом, формируется класс сложных ЗГГС. Сложные системы при попытках их первичного диагностирования приобретают облик "размытых множеств" (L.A. Zadeh, 1973),

Для диагностирования простых концептуальных моделей ЗГГС и их типологического районирования автор предлагает использовать метод факторного анализа. Этот метод может дать положительные результаты и при зколого-гидрогеологическом районировании сложных ЭГГС, .т.к. не до конца формализован и позволяет корректировать стратегия исследований и промежуточные результаты. Для диагностики сложных экагаго-гидрогеоло-гических ситуации наиболее эффективны эвристические методы распознавания образов, базирующиеся на основных положениях теории информации» которые вводятся в практику гидрогеологических исследований автором работы.

Следует подчеркнуть, что проблема организации мониторинга подземных вод часто реализуется в условиях дефицита исходной информации об источниках и показателях загрязнения среды. В связи с чем в процессе ' диагностирования ЭГГС в качестве 1-ой предлагается задача изучения Общих условий формирования химического состава подземных вод (см,рис.1), Решение этой задачи позволяет оценить и обобщить имещуюся информацию об источниках и показателях загрязнения подземных вод (2-я задача), установить главные факторы их формирования и загрязнения. Затем выполняется аколого-гидрогеологическое районирование в интегральных показа-' телях (3-я задача), являющееся основой для.подготовки рекомендаций по созданию мониторинга подземных вод (ШВ) или его реорганизации (4-я задача). Результаты решения первых четырех задач интегрируются в рекомендациях по организации или реорганизации МПВ (5-я задача), служат базой для его создания (6-я- задача) и решения прогнозных . эколого-гидрогеологических задач (7-я задача). Последние три задачи не являются по своей постановке диагностическими и в настоящей работе не рассматри-

факторный анализ (фа)

шнорцавдшй

анализ (НА)

ВрЕЛЕНИЕ

пйвньсс

сисге1юоб-

разупцих

факторов

сжатие пространства по-

казатеМ

классификация объектов изучения поя,

класгериза-^показате-

"v 40/^5, в шйориац. пространстве

вменение

йщоишив-'.-

ных показате-

ШЕЖШЕ— шморматив-шх признаков а; оог^

казателей^

на основе! АНШЗА&Ол;'

изучение условии «овирова-ния химического состава подземных вод

установление

рязнения под-эемннх бод

_ комплекса карт 3- э!<0л0г0-п#0-(геологичесюро районирования на вазе интегральных показателей

Задачи диагностики 1-го типа]

б.

ЮМ ош-

РЕОРГАНИЗАЦИИ , /ИЛИ С03МНИЮ/ СЙГЛ МОНЙТО-РИНГА ПОДЗЕа-1Ш ЕОД

диагносшчес-ж карты го отдельным п0-казателш у •

шиормашя

•гая принятия .управленческих решний

РЕКОЦЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗМ®! МОНИТОРИНГА ПОДЗЕМНЫ^ вод «ад НИНСЕТИ В

6* 7. """

Рис. I. Задачи эколого-гидрогеологического диагностирования

ваются. Результаты диагностирования показателей состояния ЭГГС визуа- " лизированные в виде специализированных карт (8-я задача), интегрируются с результатами прогнозных проработок и служат базой для формирования управленческих решений, ориентированных на оптимизацию эколого-гидрогеологических условий (9-я задача).

3. Факторный анализ, как аппарат диагностирования и типологического районирования ЭГГС. При анализе эколого-гидрогеологических ситуаций исследователь сталкивается с многомерностью их описания, которая проявляется в необходимости учета большого числа показателей различного характера, описывающих ЭГГС на техногенном, ландшафтном, гидрогеологическом уровнях. Многие из них взаимосвязаны и дублируют друг друга. Нередко выбранные показатели лишь косвенно отражают наиболее существенные, но не поддающиеся непосредственному наблюдению и измерению внутренние скрытые свойства исследуемых явлений. Так определенное сочетание ионов характеризуют химический тип подземных вод и дает косвенную информацию об их генезисе. Сочетание гидрогеохимических показателей с гидродинамическими дает информацию о роли последних в формировании химического состава, условиях миграции и аккумуляции загрязнений в подземных водах, а сочетание их с показателями техногенной нагрузки, социально-экономическими и санитарно-гигиеническими позволяет оценить влияние гидрогеологических и техногенных процессов на экологическую ситуацию в регионе. При таком сложном, многомерном описании состояния ЭГГС возникает необходимость сжатия информации путем обобщения исходных показателей, описывающих исследуемый процесс,в так называемые факторы. При этом предполагается, что новые, обобщающие факторы определяют внутреннюю сущность изучаемой системы. Для такого сжатия информации предназначен метод факторного анализа (ФА).

Под факторным зколого-гщрогеологическим моделированием автор понимает J¡poцecc_JвдeлeнияJ^яaв™

ризующих эколого-гидрогеологическую обстановку, их интерпретацию и картирование в интегральных показателях в целях районирования территории в зависимости от комплексного их влияния на состояние выделенной ЭГГС.

Процедура расчета факторной модели базируется на аппарате матричной алгебры и приведена в работах Г. Хармана, 1973; Я. Окуня, 1976; К.Йерескога, Л. Кловача, Р. Реймента, 1980 и др. Результирующая фак-

торная модель представляется в виде: а) матриц параметров факторной модели.и главных факторов; б) диаграмм распределения показателей эколото- гидрогеологической обстановки и пунктов опробования в осях 2-х выбранных для интерпретации факторов; в) серии карт, построенных в интегральных показателях. Картирование факторов выполняется на основе значений факторной функции FM> именуемых в некоторых работах фактором общности

FM = ai-Ki + а2.к2 + ... + ап.Кп (2)

где: ai,...an - факторные нагрузки для показателей от 1-го до п-го в пределах фактора; Ki,...Kn - стандартизированные значения показателей эколого-гидрогеологического состояния.

Рассчитанные таким образом для каздой точки опробования значения FM являются интегральным параметром, учитывающим комплексное влияние всех показателей факторной модели.

География использования метода в настоящее время весьма обширна: США (I.D. Smith, I.D. Istrok, 1990; I.A. Riley. R.K. Steinhorst. 6.V. Winter. R.E. Williams. 1990), Испания (F. Ruiz, V. Gemís, P. Blasco, 1990), Индия ( A. Roy, A.K. Dasgupta, K.S. Iain, D. Lahiri, 1990), Бразилия (P.M. Sepe, M.B. Landime. 1990) и др.

Активными сторонниками внедрения ФА в отечественные гидрогеологические исследования являются А.П. Хаустов, С.М. Чесалов, Б.А. Шма-гин. A.B. Лисенков и ряд других специалистов. Большинство исследователей отмечает, что эффективность использования ФА существенно возрастает при комплексировании его с другими многомерными методами: дискрими-нантный, кластерный, регрессионный виды анализа. Появилась модификация ФА - канонический анализ и новые эффективные многомерные средства исследования разноуровенной информации (ко-крайкинг анализ).Выполненный обзор специальной литературы позволил автору сделать заключение о том, что в эколого-гидрогеологических исследованиях метод ФА целенаправленно не используется. В развитие традиционных идей ФА автор предлагает комплексную методику, открывавшую новые возможности для типологического эколого-гидрогеологического районирования, позволяющую ' на основе единой базы данных генерировать серию факторных моделей, реализация которых позволяет построить комплекс специализированных карт типизации территории ЭГГС по характеру и степени интенсивности комплексного вли-

яния гидродинамических, гидрогеохимических факторов и техногенной нагрузки на формирование зколого-гидрогеологических условий и санитарно-гигиеническую обстановку в регионе. На основе предлагаемого методу выделяются совокупности факторов, определяющих процессы поступления загрязняющих компонентов в подземные воды, условия их аккумуляции и транспортировки в латеральном потоке, формирующие негативные процессы, в конечном итоге влияющие на условия жизнедеятельности населения через системы прямых и обратных связей. Таким образом диагностируются наиболее опасные с этих позиций участки, требующие специального внимания и разработки профилактических и действующих мер по снижению опасности или полного ее исключения. По своим задачам, составу и характеру используемой информации карты районирования подразделяются на 3 типа: 1) эколого-гидродинамические; 2) эколого-гидрогеохимические; 3) интенсивности техногенной нагрузки и санитарно-гигиенического состояния.

4. Эколого-гидрогеологическое диагностирование и районирование с использованием факторного анализа. Эффективность разработанной методики наглядно иллюстрируется на примере Ташаузского региона Туркменистана. экологическое состояние которого оценивается, как кризисное и зна-, чительный вклад в негативные последствия техногенной нагрузки на гидролитосферу вносят гидрогеологические процессы. Тадауэский оазис является типичным аграрным регионом, в пределах которого земледелие характеризуется интенсивным орошением и активным использованием минеральных, органических удобрений, ядохимикатов. Кроме того, характер санитарно-гигиенических условий жизни населения некоторых районов территории создает предпосылки для загрязнения источников питьевого водоснабжения (приканальных ирригационных линз) хозяйственно-питьевыми стоками, что вносит дополнительные сложности в оценку эколого-гидрогеологической ситуации. Возможность загрязнения пресных подземных вод определяется следующими обстоятельствами: 1) на практике не соблюдаются требования, ограничивающие хозяйственную деятельность в пределах 1-ой и 2-ой зон санитарной охраны водозаборов; 2) гидродинамическая ситуациа в регионе меняется весьма интенсивно. Что связано с перераспределение» водоподачи на орошаемые массивы в течение года; с приростом орошаемых площадей за счет периферийных;с частым изменением роли гидродинамических границ в процессе проведения строительных и эксплуатационных агромелиоративных мероприятий. Интенсивное мелиоративное освоение региона существенно трансформирует структуру гидродинамического потока в раз-

- зи>-

личных его частях и создает предпосылки для аккумуляции или интенсив-ноого перемещения веществ в грунтовом потоке. Кроме того, на характер эколого-гидрогеологической ситуации определенное влияние оказывают изменение в разрезе годз характера и интенсивности взаимодействия: поверхностных и подземных вод; грунтового потока и потока влаги в зоне аэрации. Питьевые воды являются важным компонентом трофический цепочки, обеспечивающей жизнедеятельность человека, поэтому вопрос их кондиционности является чрезвычайно актуальным.

Показатели, определяющие состояние ЭГГС, концентрируются в специальной базе данных ПЭВМ по следующим направлениям:

1. Гидрогеологическая информация (характеризующая состояние ГГС).

1.1. Гидрогеохимический блок включает концентрации компонентов химического состава подземных вод и показатели гидрогеохимической обстановки: Ма+, К+, Са2+, Мг2+, НСОз". 5042~, СГ. общая жесткость -

коэффициенты^-^ ,1 ,ч , рц, ЕЬ. 1°, компоненты-за-

V»!. ои< ДО

грязнители. * *

1.2. Гидродинамический блок включает показатели, характеризующие гидродинамическую структуру потока грунтовых вод - Гсп: тип взаимосвязи поверхностных и подземных вод - Тв; тип гидродинамического взаимодействия грунтовых вод с зоной аэрации - Вза;тип изменения гидродинамической обстановки - Изм;величина градиента латеральной фильтрации - 3; расстояние До каналов - п; до коллекторов - гг; защищенность грунтовых вод зоной аэрации - 2Ь (оценивается по методике В.М. Гольдберга); положение уровня грунтовых вод - УГВ; заглубление фильтра скважины под уровень грунтовых вод - 1. Значения показателей задаются в стандартных единицах или в баллах.

Для оценки влияния гидродинамических показателей на эколого-гидрогеологические условия для большинства из них разработаны шкалы экспертных оценок, по которым в баллах оценивается влияние каждого (И.К. Гавич. 1993) Выбранный перечень показателей состояния ЭГГС определяется модельной ориентацией системы мониторинга подземных вод, которая подразумевает планирование наблюдательной сети в соответствии с гидродинамической структурой фильтрационного потока и расположением элементов техногенного воздействия (В.А. Мироненко, 1993; В.М. Шестаков, 1993).

2. Ландшафтная информация (характеризующая состояние ЛКС). Ландшафт в пределах изучаемой ЭГГС целиком видоизменен и приобрел черты тех-ногеннго, состояние которого определяется характером и интенсивностью

-Я/-

агро-мелиоративного освоения. В связи с этим, в качестве показателей/ описывающих состояние ЛКС, приняты: плотность внутрихозяйственных каналов - Пк и коллекторов Пня на единицу площади территории, 1/км; модули линейной нагрузки межхозяйственных каналов -Мк и коллекторов Мкл.

3. Техногенная информация, характеризующая TTC, определяется, прежде всего, интенсивностью использования удобрений и ядохимикатов: интенсивность применения минеральных удобрений - Мин, органически* удобрений - Орг, т/км2, гербицидов - Gb, инсектицидов - Ins; дефолиантов - Df; суммарная нагрузка по ядохимикатам - Sid. кг/км2. Экономико-сощальная нагрузка (плотность населения) - Пне, чел/км^. Эта группа показателей в определенной мере пересекается с предыдущей, поскольку техногенная компонента ЭГГС в пределах изучаемого региона имеет значительный вес и по всем признакам система может быть отнесена , к экотоннь в пределах которых формируются устойчивые кибернетические связи.

Состояние здоровья местного населения как следствие реально существующей экологической обстановки оценивалось санитарно-гигиеническим показателем - Cr, который характеризует младенческую смертность я определялся по единой методике Минздрава. Принципиальная концептуальная схема структуры ЭГГС приведена на рис.2.

Рис. 2. Принципиальная схема структуры ЭГГС с комплексом внутренних и внешних связей (+ - прямые; - обратные связи)

. Структура концептуальной модели и комплекс прямых и обратных связей, объединяющих ее компоненты в единое целое, соответствуют принятому ранее определению ЭГГС, а наличие прямой связи с блоком "социальная система" и обратной с блоком "принятие решения" (БПР) - делают возможным оценку влияния техногенных процессов и гидрогеологических условий на состояние здоровья населения и принятие решения по управлению эко-лого-гвдрогесшогическими и техногенными процессами. .

Исходная информация осреднялась и приводилась по полезной площади в пределах "статистических окон" - блоков с размером сторон,отвечающих масштабу исследований (1:21X1000) - 10x10 км. Габариты "статистических, окон" для различных масштабов геокартирования обоснованы с системных позиций в работах А.Б. Каждана и В.И. Пахомова, 1986, 1991.

В соответствии с принятой стратегией эколого-гидрогеологического районирования на базе исходной информации была сформирована серия факторных моделей, которые названы, следуя их целевому назначению: "Гидрогеохимия", "Гидрогеохишя - зона аэрации", "Техногенная нагрузка" (2 варианта модели), "Санитарно-гигиеническая обстановка и гидродинамические факторы". Результаты факторного моделирования представлены в виде серии соответствующих карт эколого-гидрогеологического районирования и ' сопровождающих их интерпретацию специальных диаграмм и графиков.

Интерпретация факторной модели - "Гидрогеохимия" позволила получить следующие результаты: 1) установлено наличие латеральной и вертикальной эколого-гидрогеологической зональности;2)обоснованы и охарактеризованы факторы формирования экологической обстановки в верхней (ирригационной) и нижней (региональной) эколого-гидрогеологических зонах; 3) определено местоположение региональных и локальных областей формирования и аккумуляции химического стока, содержащего загрязняющие компоненты; 4) закартированы области влияния крупных межхозяйственных каналов и коллекторов. В качестве примера на рис. 3 приведена карта, на которой по значению факторной функции выделены области влияния различных системообразующих факторов на формирование химического состава подземных вод региона.

Назначение факторной модели "Гидрогеохимия - зона аэрации" связано с изучением латерального грунтового потока с вертикальными токами влаги в зоне аэрации на условия формирования химического состава, минерализации и загрязнение подземных вод. Соответственно в нее помимо гидрогеохимических показателей были включены параметры, характеризую-

и* ЕЗ' са

Рис.3. Карта условий формирования химического-состава подземных вод в пределах Ташаузского оазиса.

Области формирования химического стока: 1 - область влияния р. Амударьи и межхозяйственных каналов; 2 - область влияния межхозяйственных коллекторов. Области аккумуляции химического стока: 3 - локальные; 4 - локальные активной аккумуляциям; .5 - региональные; 6 - границы областей; 7 - изолинии факторной функции; 8 - каналы; 9 - коллекторы; 10 - населенные пункты.

-М-

ющие именно этот процесс и защищенность грунтовых вод - 7Л\. Анализ финальных характеристик факторной модели привел к выводу о том, что она по своим параметрам является сложной и ФА не дает однозначной картины при ее интерпретации, так как объекты опробования не образуют в координатах главных факторов компактных групп, а их распределение скорее может быть охарактеризовано, как "Размытое множество" с отсутствием четких границ. Поэтому на завершающей стадии диагностирования нами использован неформальный подход - специальные диаграммы, переводящие многомерную факторную картину в двумерную и позволяющие обосновать выделение типологических единиц. Построенная карта позволяет обосновать территориальную схему расположения спеицализкрованных точек по изучению условий и характера-влагопереноса в зоне аэрации в системе мониторинга подземных вод региона. "

Факторная модель "Техногенная нагрузка" предназначена для:1) оценки интенсивности техногенной нагрузки по площади региона и выявленм наиболее опасных зон, требующих организации специальных наблюдений; 2) выделения роли ландшафтно-климатических, гидрогеологических, литоло-го-структурных и других факторов в распределении техногенной нагрузки на грунтовый поток и гидролитосферное пространство, ранжирование их я установление ведущих; 3) проведения имитационного моделирования с целао определения диапазонов допустимых значений суммарной и раздельной техногенной нагрузки для принятой модели строения речного гидролитосферно-го бассейна (разработка нормативных документов); 4) выдачи рекомендация по организации специализированной наблюдательной сети к составлению проектов и ведению изысканий.

При построении факторной модели реализованы 2 ее варианта с целью изучения: 1) возможности сжатия пространства показателей и исключения из него дублирующих; 2) изучение процесса "усложнения" факторной модели и выбора оптимального состава показателей для ее описания; 3) изучение возможностей ФА при решении эколого-гидрогеологических задач различной сложности. С этой целью изменялся характер информационной сложности модели вводом в ее состав различных сочетаний показателей техногенной нагрузки и состояния ЭГГС.

Несмотря на информационную сложность 2-го варианта модели, он представил наибольший интерес для исследования и районирования территории ЭГГС, поскольку позволяет учесть наиболее широкий круг показателей и выделить из них "активные", определяющие экологическое состояние

-АГ-

региона.

На базе исходной информационной модели "Санитарно-гигиеническая обстановка и гидродинамические факторы" были построены две результирующие: 1) первая характеризует санитарно-гигиеническую обстановку в пределех локальных гидродинамических потоков; 2) вторая характеризует распределение по площади влияния гидродинамических факторов на условия загрязнения подземных вод ядохимикатами.

Полученные с.помощью серии факторных моделей выводы имеют большое экологическое значение, поскольку позволяют оценить условия, характер, источники загрязнения подземных вод и получить информацию, ориентированную на создание оптимальной режимной сети специализированного мониторинга.

5. Эвристический подход к диагностированию сложных ЗГГС. Сущность эвристического подхода заключается в оптимальном сочетании математических и логических приемов, направленных на обучение модели и ее адаптацию к объекту диагностирования. Эвристический подход наиболее эффективен при решении диагностических задач 2-го типа, когда диагностируемая система является сложной по своим конструктивным характеристикам (диффузной) и информационным параметрам (описывается разноуро-венной информацией).

Первые алгоритмы эвристических систем распознавания были созданы в 50-х - 60-х годах текущего столетия (F. Rosenblatt, 1958; Э.М. Бра-верман, 1963; М.М. Бонгард, 1967) и являлись попыткой моделирования высшей нервной деятельности, в частности, решение проблемы распознавания машиной зрительных образов. Созданные алгоритмы достаточно легко распознавали "простые образоы", но усложнение ситуации приводило к росту числа ошибок и отказу в распознавании в силу невозможности моделирования интуитивных моментов в процессе принятия решения.

Процесс распознавания представляет собой задачу преобразования входной информации, в качестве которой рассматриваются признаки распознаваемых объектов (образов), в выходную, представляющую собой заключение о том, к какому классу относится распознаваемый объект. Построение систем распознавания реализуется в 7 этапов.

1. На первом определяется перечень' (словарь) показателей, характеризующих диагностируемый' объект без каких-либо ограничений на априорную и апостериорную информацию. В описании объекта и в его диагностировании могут участвовать детерминированные, вероятностные, логичес-

- не-

кие и структурные показатели.

2. Далее выполняется первоначальная классификация распознаваемых объектов. В процессе распознавания априорный алфавит классов уточняется.

3. Затем уточняется выбранный словарь показателей. Такое уточнение может быть выполнено с помощью ФА, позволяющего "сжать" первоначальный алфавит и устранить дублирующие показатели.

4. На данном этапе решается задача описания всех классов априорного алфавита на языке показателей, включенных в словарь.

5. На пятом этапе реализуется задача выбора решающего правила и алгоритма распознавания обрьяов. Большинство известных автору алгоритмов основывается на сравнении той или иной меры близости или сходства объекта с каждым классом. При этом, если выбранная мера близости данного объекта с классом Аь 1 = 1,...,тп превышает меру его близости с другими классами, то принимается решение о принадлежности этого объекта к классу Д1 (А^Эб), если р (бь АО = ехЬг р^.Ах).

В алгоритмах, основанных на детерминированных признаках, в качестве р используется чаще всего евклидово расстояние, метрика Хэм-минга, Махалонобиса и др. В вероятностных алгоритмах в качестве меры близости используется риск, связанный с решением о принадлежности распознаваемого объекта к классу А^. Принадлежность объекта к тому или инсму классу с использованием логических признаков оценивается на основе булеЕЫХ соотношений (эквивалентности или импликаций).

6. На шестом этапе осуществляется процесс обучения системы распознавания (СР) путем уточнения алфавита признаков, классов первоначального разбиения, а также структуры разбиения модели на обучающую и экзаменующую части. Оценка эффективности диагностирования выполняется по величине ошибки л = л + 3 + г (где - в, г - ошибки 1-го, 2-го И 3-го рода соответственно).

7. Седьмой этап завершается решением диагностической задачи на реальном природном объекте.

Для использования з эколого-гидрогеологических исследованиях э первую очередь представляют интерес обучающиеся и самообучающиеся СР. В обучающихся СР исходная информация, необходимая для построения системы, позволяет выделить конкретные объекты, принадлежащие к различным классам. Из них составляют обучающую зыборку Б!,...,За и целью процедуры обучения является определение разделяющей функции (Х.Б^.АО путем многократного предъявления системе распознавания различных объ-

ектов из экзаменующей выборки Sn,....Бщ с указанием классов, к которым эти объекты принадлежат. Исходная модель корректируется (см.выше п.6) до тех пор, пока эффективность решения не достигнет заданного уровня. В самообучающихся системах процесс обучения происходит в автоматическом режиме, который обеспечивает в процессе решения дисагностической задачи "добирать" информацию, первоначально недостаточную для проведения классификации объектов.

Наиболее яркие примеры реализации существующих алгоритмов распознавания образов в геологии и геофизике приведены в работах А.Н. Еремеева, Р.Г. Пинелиса, 1975; A.A. Никитина, 1984; Ш.А. Губермана, 1987. Практически все они базируются на логическом правиле, заложенном в алгоритме Кора - 1,2 М.М. Бонгардом и усовершенствованном им же с соавторами в алгоритме Кора-3. Наиболее эффективными считаются алгоритмы "Перебор", 'Тупиковых тестов", "Обобщенный портрет" (H.H. Еремеев, Р.Г. Пинелис, Е.П. Власов и др., 1975), алгоритм "Гиперпласт" (Б.А.Чу-маченко, 1980). Указанные алгоритмы, как и ряд других ("Энтропия", "Tay" и др.) применялись при решении задач прогнозно-металлогеническо-го анализа, выделения рудных узлов, месторождений, интерпретации результатов геофизических наблюдений.

В инженерной геологии использование теории распознавания образов для целей районирования территории по комплексу признаков известно по работай В.Т. Трофимова, М.И. Богданова, 1988. Однако предложенный подход не содержит элементов обучения или самообучения, как и известный Ь гидрогеологических исследованиях "метод автоматических классификаций" А.П. Хаустова, 1986. Похожие идеи использовал в своих работах К.П.Караванов при классификации гидрогеологических систем межгорных впадин Азии. В работе Armstrong М.R., BennetD.А., 1990 предлагается логический подход с использованием структурных признаков для распознавания тенденций в изменении качества подземных вод хозяйственного назначения.

6. Информационный анализ как метод оценки гидрогеологических условий и диагностирования ЭГГС. Общая методология изучения сложных систем предполагает триединый подход к их описанию и изучению: морфологический, функциональный и информационный. Однако в практике господствуют первые два, поскольку процессы генерации информации на уровне неживых систем большинством исследователей отрицаются. Тем не менее в географических, геологических, инженерно-геологических и некоторых гидрогеологических исследованиях известны работы, в той или иной степени

использующие аппарат теории информации для решения конкретных практических и научных вопросов. В качестве примера можно привести работы А.Л. Арманда (в географии); Е.В. Высокоостровской, Д.С. Зеленецкого, H.H. Боровко, A.B. Каждала и пр. (в геологии); И.О. Комарова, Н.М. Хайме, В.В. Пендина (в инженерной геологии); К.П. Караванова (в гидрогеологии). Использование элементов теории информации имеет опре-• деленное научное, практическое значение и перспективу для дальнейшего, применения. Вместе с тем, известные автору примеры страдают общим недостатком - определенной тривиальностью используемого аппарата, ограниченного формулой К. Шеннона или ее модификациями. Между тем, возможности метода значительно шире и с его помощью помимо задач сравнительного и оценочного характера (сопоставление объектов по информативности, вычисление энтропийных* характеристик геологических, инженерно-геологических или гидрогеологических объектов) возможно решать диагностические и управленческие задачи экологической гидрогеологии.

В качестве математического аппарата информационного анализа нами использован разработанный в теории кодирования В.А. Гоппой метод вычисления информационных характеристик, базирующийся на понятиях теории информации и симметрии.»

Количество информации, которое содержится в показателе хп относительно показателя хк (условная энтропия) записывается так

I (хк/хп) - losCSxn:(SxnsXlc)3 (3)

SxaH Sx„- орбиты показателей (совокупность его стационарных состояний). Предложен алгоритм вычисления количества информации и математическое выражение информационной модели выглядит следующим образом

I(Y:Xi) - I(Y) - I(Y/Xi) (4)

где I(Y:Xi) - взаимная информативность выходного показателя Y, характеризующего обобщенно эколого-гидрогеологическое состояние региона и показателя состояния системы Xi; I(Y) - полная информация, содержащаяся в Y (сложность концептуальной модели ЭГГС); I(Y/Xi) - информация, содержащаяся в Y при условии Xi. Параметры I(Y:Xi) характеризуют взаимоотношение сложности моделируемой системы, описываемой' с помощью Y, и

-Л9-

эвристической модели, которая формируется кз сочетаний показателей Xi. Для комплектования таких признаков целесообразно перейти в многомерное пространство, в котором мерой сходства р служит метрика Хэмминга

Р Схп.хк) = 0.5 С1(Хк/Хп) + КХп/ХкЗЗ (5)

В сложные признаки включают показатели из максимально удаленных по p(Xn.Xk) групп, что обосновано в алгебраической теории кодирования. Этот момент носит эвристический характер, трудно реализуем в ЭВМ и на практике состав хп®хк определяется последовательным перебором.

На рис.4 приведена блок-схема информационного анализа ЭГГС.

Мы вводим понятие информационного анализа, при этом подчеркиваем, что аналогичное понятие применяется в геологических исследованиях, но несет иную смысловую нагрузку. Под информационным анализом понимается исследование состава, свойств и особенностей геологической информации, зафиксированной в различных геологических документах, или участвующей в решении геологических задач (A.C. Смирнова, 1985). В нашей трактовке - это метод, базирующийся на последоватедьаом применении аппарата теории информации и логических правил и приемов для изучения состава, структуры, связей и условий функционирования природных и природно-тех-нических систем. Мы подчеркиваем, что область применения метода выходит за рамки эколого-гидрогеологических исследований. В рамках настоящей работы информационная модель трактуется как совокупность показателей состояния ЭГГС, с помощью которых, используя аппарат информационного анализа, можно оценить реакцию ЭГГС на техногенное воздействие или предсказать значение любого из них. Информационные модели функционируют в режиме "распознавания образов" и обладают способностью к обучению или самообучению, что делает возможным реализацию на практике принципа Эш-би. Использованные при моделировании принципы позволяют: а) выделить группу показателей xp,...,xt наиболее информативных к изучаемому показателю Y; б) сконструировать сложные признаки хп®хк приближающиеся по информативности к показателю Y, на основе которых составляется "образ" эколого-гидрогеологической ситуации; в) произвести диагностирование и картографирование значений Y в неизученной части ЭГГС; г) определить ' стратегию управления состоянием ЭГГС. Совокупное использование в процессе анализа математических и неформальных процедур, позволяющих кор-

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

ВАНИ 1

Е<

КВАНТОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СОСТОЯНИЯ ЭГГС

ТЕРРИТОРИИ 'ЭГГС НА ОБУЧАЩП) И ЭКЗАМЕНУЩУВ ЧАСТИ

ЭКЗАУЕНУЩАЯ ЧАСТЬ ОЕУЧАЩАЯ ЧАСТЬ

• 1 }

ОЦЕНКА ПОЛНОЙ ЮйОШТИВНОС^ ТИ Т(у) ОЦЕНКА ШЙОР-ШИВНОЙМ ПОч КАЗА5ЕЛЕЙТ^ КЛАСТЕРИЗАЦИЯ ПРОСТРАНСТВА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПО

О &

о о

сЗ

СЕЛЕКЦИЯ ИН'МтТЛБШХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

<й>

ФОРМИРОВАНИЕ И СЕЛЕКЦИЯ СЛОЖНШС ПРИЗНАЮВ

ФОРМИРОВАНИЕ ОБУЧАШЕЙ МАТРИЦУ Т

ТЕСТОВОЕ ЖАГНОШРОВАНИЕ ЭГГС (ЭКЗАМЕН)

РЕШЕНИЙ ДЙАГНОС-V ШЕСТОЙ ЗАДАЧИ -2-ГО ТИПА

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕШЕНИЯ

этап •

Р&Д

р<д

Рис.4. Блок-схема алгоритма информационного анализа -

ректировать промежуточные результаты, обучать модель в соответствии с принципом Эшби, делают саму методологию эвристической по своей сути. По мнению автора, эвристические модели позволяют наиболее полно реализовать и диагностировать сущность природной системы или ее концептуальной модели. Особенно это важно для зкотонных ЗГГС, формирующихся в условиях тесного взаимодействия природной и техногенной компонент.

7. Решение гидрогеологических задач с использованием информационного анализа. В настоящем разделе на конкретных примерах рассмотрены возможности информационного анализа при решении: 1) вопросов оценки общих условий формирования химического состава подземных вод, условий их загрязнения и контроля в процессе ведения мониторинга; 2) перспективного эколого-гидрогеологического районирования, ориентированного на предсказание значений показателей ЭГГС. Особое внимание в разделе уделяется процессу обучения информационных моделей в целях повышения эффективности распознавания образов при решении сложных диагностических задач. Показана возможность использования созданной автором диагностирующей системы "Экогеоинформ" при эколого-гидрогеологическом картографировании.

7.1. Оценка условий загрязнения подземных вод. При рассмотрении в качестве примера. Куюлусского месторождения подземных вод хозяйственно-питьевого назначения в Западном Казахстане, была поставлена задача установления локальных участков взаимосвязи основных горизонтов альб-се-номанского водоносного комплекса между собой и с _ нижерасположенными нижнемеловыми и юрскими горизонтами. Такие участки являются возможной причиной ухудшения качества отбираемых подземных вод и требуют организации в их пределах специальных режимных наблюдений. Общая схема решения задачи была построена следующим образом: 1) определение наиболее информативных показателей химического состава подземных вод в целях совершенствования методики ведения мониторинга качества подземных вод; 2) составление эталонного гидрогеохимическо^о "образа" основного экс -плуатационного водоносного горизонта (первого альбского); 3) сопоставление эталонного гидрогеохимического образа с гидрогеохимическими условиями на отдельных участках в пределах соседних водоносных горизонтов (сеноманского, расположенного выше по разрезу и второго альбского,' залегающего ниже основного'горизонта) и определении степени сходства (различия) химического состава соседних горизонтов на различных участках месторождения; 4) идентификации взаимосвязи горизонтов по степени

- ЗА-

сходства химического состава подземных вод. В качестве входных взяты две группы показателей: 1) показатели внутреннего состояния системы (концентрация ыакрокомпонентов: Na+, Са2*, НСОз" Mg24", Cl", SO42". минерализация - M; характерный коэффициент rNa/Cl; концентрация фтора F", температура воды - Т°С и 2) показатели состояния системы и ее связи с внешней средой (глубина - Н, водородный показатель - рН, расстояние до области питания горизонта Y). В качестве эталонных объектов выбраны 54 скважины, пробуренные на первый альбский горизонт, по которым указанные параметры определены наиболее надежно, как средне-многолетние значения. Размер исходной матрицы 54x13. Аналогичные матрицы были составлены по соседним горизонтам: сеноманскому (12x13) и второму альбскому (15x13). Для более полного описания эталонной гидрогеохими-мической системы, в качестве отклика поочередно использовался каждый из входных параметров.

В результате были установлены участки взаимосвязи основных рабочих горизонтов месторождения и участки сквозной взаимосвязи с нижележащими (юрскими) горизонтами. В качестве наиболее информативных показателей выделены: общая минерализация ионов Mg2", НСОз-, F" и показа-затели состояния среды (температура воды, рН, глубина залегания горизонта). Основные солеобразующие ионы (Cl", SÛ42~, Na+) характеризуютс5. невысокой (не более 40Z) средней взаимной информативностью и образуют каркас структуры гидрогеохимической системы (имеют минимальные значения р (хп,хк), на периферии которой на максимальном удалении по р (хп, хк) расположены наиболее информативные показатели, котнролируюшие состояние системы и несущие информацию о возможных изменениях ее структуры. На базе информативных показателей могут формироваться прогнозные модели и эти же показатели в первую очередь должны контролироваться в процессе ведения мониторинга.

7.2. Диагностирование реакции состояния ЭГГС на техногенное воздействие выполнялось на примере Ташаузского региона Туркменистана на базе факторных моделей различной сложности. Концептуальная модель объекта исследования иллюстрируется схемой, приведенной на рис.2. В качестве входных показателей информационной модели использованы оцененные факторным анализом: Пк, Пкл, Мк, (toi. Мин. Орг, Пн, УГВ, tg, M. Zh (техногенная нагрузка - 1). При реализации- 2-го варианта модели к ним добавлялись показатели ядохимикатного загрязнения и гидродинамические показатели. Показатель санитарно-гигиенического состояния региона Сг задавался в качестве функции выхода Y в модели "черного ящика".-

Информационное моделирование выполнялось в несколько этапов: 1) разбиение региона на "обучающую" и "экзаменующую" части; 2) определение информативности одиночных показателей х^ по отношению к Сг в обучающей ' части модели,- 3) селекция наиболее информативных признаков в соответствии с определенным в процессе решения задачи порогом - V, 4) компоновка сложных признаков хп®хк из наиболее информативных и формирование из них обучающей матрицы Т по заданному порогу информативности 5; 5) обучение модели, путем проведения серии экзаменующих решений, которые заключаются в распознавании значений выходного показателя Сг в экзаменующей части модели на основе информации, содержащейся в обучающей матрице Т; 6) оценка эффективности Р решения по величине ошибки Д; 7) при Р>Д информационная модель используется для диагностирования реальной ЭГГС, при оценке Р<Д процедура обучения реализуется заново (см. рис.4). Поиск оптимального решения осуществляется в режиме диалога с ЭВМ.

В процессе проведения серий итераций, связанных с последовательным обучением системы, установлено, что повышение эффективности решения задачи диагностирования достигается при: 1) обучении системы на ключевых участках, характеризующих реальное разнообразие экологических ситуаций; 2) оптимальном сочетании показателей, характеризующих все подсистемы ЭГГС; 3) минимальной величине порога информативности

\ -

\| £=40 У

в»Я' V

2 3 Ь 5 Хк@Хп

. +°РГ +гс„- +пм к л Рис.5 Динамика изменения величины суммарной ошибки диагностирования показателя Сг(йХ) в зависимости от состава сложных признаков На рис.5 показано, что при выбранном круге показателей оптимальное ре-

шенив с ошибкой 18-20% (по шкале А.И. Газршгана, 1980) может быть получено с помошыо информационной модели, аккумулирующей 4-5 показателей (Мин, Sid, Орг. Гоп, Пкл) и при пороге информативности 5 = 25 бит. Показатели, диагностирующие выходной показатель с заданной эффективностью мы называем "активными параметрами", поскольку именно они определяют траекторию его изменения (лимитирующий фактор по Ю. Либиху , 1936). В - данном конкретном случае таковыми являются: 1) показатели, хаарактери-зующие техногенную нагрузку (Мин, Орг. Sid); 2) компоненты техногенного ландшафта (Пк); 3) показатель, характеризующий гидродинамическую структуру потока подземных вод (Гсп). В работе показано, что каждому уровню экологического состояния региона (определенному.диапазону значений показателя Сг) соответствуют определенные сочетания "активных параметров". Поиск таких сочетаний производится автоматически в обучающей матрице Т. Таким образом, мажет быть частично формализована процедура принятия управленческих решений по оптимизации зколого-гидроге-ологической обстановки путем трансформации техногенной нагрузки или изменений структуры_ компонентов техногенного ландшафта в регионе. При этом пользователь системы может получить количественную информацию, характеризующую дозу снижения или изменения влияния техногенной компоненты в различных частях диагностируемой ЭГГС.

7.3. Эколого-гидрогеологическое картографирование с использованием информационного анализа. Разработанная диагностирующая система может быть эффективно использована при эколого-гидрогеологическом картографировании, что иллюстрируется результатами решения конкретной практической задачи, выполненной на примере одного из съемочных листов Московской области.

В условиях минимального бюджетного финансирования сложившийся подход к картографированию эколого-гидрогеологических условий нуждается в существенной корректировке, которая должна быть осуществлена в противоречивых условиях повышения информативности и эффективности эколого-гидрогеологических исследований с одной стороны, и снижения затрат на их проведение с другой. Кроме того, в процессе анализа и построения серии специализированных карт у экспертов возникают сложности физиологического характера, связанные с ограниченными возможностями человека по одновременному анализу большого количества неоднородной информации. Использование информационного анализа в процессе картогра-

-ЛГ—

фирования позволяет: 1) сократить число картируемых показателей эколо-го-гидрогеологического состояния региона; 2) перейти от площадного опробования картируемой территории к опробованию по "ключевым участкам", на базе которых обучаются информационные модели.

Таким образом, внедрение информационного подхода позволяет существенно снизить затраты на проведение эколого-гидрогеологического картографирования без потери точности и достоверности результирующих карт.

На примере Клинского района Московской области показано, что для эффективного картирования экспертной оценки - Экс, представляющей собой аддитивную сумму в баллах показателей состояния подземных, поверхностных вод, почвы, осадков, интенсивности техногенной нагрузки, интенсивности проявления экзогенных процессов, нарушенное™ ландшафтов, обмеления водоемов (всего 12 показателей) достаточно использовать только 5. Это-характеристики загрязнения напорных, поверхностных вод, почвы, защищенность напорных вод, интенсивность проявления экзогенных процессов. Показатели загрязненности грунтовых вод не вошли в информационную модель по той причине, что они, как показал информационный анализ, зависят от загрязнения вошедших в модель с большим информационным весом, валорных вод. Результаты тестового диагностирования показали достаточно высокую эффективность решения задачи (ошибка диагностирования д не более 202) - см. рис.6.

Созданная диагностирующая система имеет возможность функционировать в режиме экспертной системы (ЭС), способной_с определенной точ- . ностью предсказывать значения показателей, описывающих концептуальную модель, в эколого-гидрогеологических условиях изоморфных тем, которые использовались при обучении. Преимуществом созданной ЭС перед известными в геологии (А.Н. Бугаец и др., 1986; В.В. Марченко, 1988 и др.) является отсутствие необходимости создания в ее структуре специализированной базы знаний (БЗ) и механизма выводов, который обеспечивает манипуляцию знаниями при решении прикладных задач. БЗ и решающие правила формируются в процессе обучения экспертной системы. В качестве примера в работе приводятся тестовые диагностические карты загрязнения грунтовых и поверхностных вод Клинского района Московской области, построенные на базе исходной концептуальной модели.

В соответствии с последними инструктивными документами (Положение "О государственном мониторинге подземных вод Российской Федерации", 1992) мониторинг подземных вод имеет прогнозно-диагностические функции,

Рис.6.Результаты решения задачи по диагностированию экспертной оценки экологического состояния региона (север Московской области). 1 - границы а) обучающей и б) экзаменующей частей модели (берг-штрихи направлены в сторону обучающей части); 2 - зоны, характеризующиеся различными рангами эколого-гидрогеологической обстановки; 3 - граница зон с различными рангами зколсго-гидрогеологической обстановки в обучающей части модели, установленная при картировании; 4 - границы зон, проведенные в экзаменующей части модели при диагностировании: а) несовпадающие с установленными, б) совпадающие с установленными,' в) невыделенные; 5 - области ошибочной диагностики (с ошибками первого - ос и второго - ц рода); б - реки; 7 - район городской застройки.

в связи с чем создание эффективных моделей диагностирования эколого -гидрогеологических условий и решения на их базе управленческих задач становится главной целью эколого-гидрогеологических исследований. Наиболее перспективным в таких условиях является подход, характеризующий взаимодействие техногенных и природных систем. Рассмотренная в работе единая методология решения диагностических задач открывает широкие возможности, позволяющие частично формализовать задачи эколого-гидро-геологического районирования и организации мониторинга подземных вод в условиях интенсивной техногенной нагрузки на гидролитосферу.

ВЫВОДЫ

1. В диссертации разработаны и получили подтверждение при решении конкретных эколого-гидрогеологических задач научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем, представляющие собой единую методологию решения: 1) задач типологического зколо-го-гидрогеологического районирования территории по комплексу априорно значимых показателей ее состояния и интенсивности техногенной нагрузки различного характера; 2) задач предсказания реакции состояния геосреды, социальных последствий интенсивной техногенной нагрузки и картографирования эколого-гидрогеологических условий на основе анализа ограниченного круга информативных показателей.

2. В основе авторских построений лежит системный подход, позволяющий рассматривать объект исследований, как целостное образование, включающее в себя ряд компонент, объединенных комплексом прямых и обратных связей и взаимодействующих с внешней средой, как единое целое. В качестве объекта исследований рассматривается зколого-гидрогеологи-ческая система (ЭГГС), представляющая собой целостную совокупность гидрогеологических (ГГС), ландшафтно-климатических (ЛКС) и техногенных (ТГС) подсистем, объединенных определенными взаимоотношениями и связями, находящихся в состоянии взаимодействия и на определенной стадии развития. Реакцию ЭГГС на техногенное воздействие предлагается оценивать на основе анализа процесса влияния каждой из подсистем модели (или комплексного юс влияния) на состояние здоровья населения.

3. В процессе рассмотрения ЭГГС с системных позиций автором разработана терминологическая база, которая явилась основой для описания структуры, связей, условий функционирования ЭГГС, для построения их

-М-

концептуальных моделей, рассмотрены основные особенности строения и • функционирования ЭГГС, основные принципы и задачи их изучения и моделирования.

4. В качестве элементарной ЭГГС рассматривается речной гидроли-тосферный бассейн (РГЛБ) 1-го порядка, выделенной как элементарный объем гидролитосферы, в пределах которого локализуются гидродинамические процессы, обеспечивающие локализацию гидрогеохимических и эколого-гидрогеологических процессов.

5. Порядок и границы ЭГГС определяются на основе принципа однородности геоморфологических и эколого-гидрогеологических условий. Основой для выделения ЭГГС является объективный закон дискретно-иерархического строения гидролитосферы, проявляющейся в закономерном иерархи-чески-разветвленном строении речных долин и в однотипном соотношении числа водотоков последовательно понижающихся порядков в пределах речного водосбора.

6. ЭГГС представляют собой природно-техногенные системы различного уровня сложности, который определяется: а) стадией трансформации, на которой находится система; б) характером концептуальной модели, созданной экспертом для описания состояния ЭГГС.

7. Процесс трансформации ЭГГС идет в направлении ее превращения из природной з техногенную с постепенной заменой природных элементов и гомеостатических связей на техногенные элементы и обратные кибернетические связи. Задачей моделирования ЭГГС в таких условиях является определение ее структуры, поиск управляющей подсистемы и "активных параметров", с помощью которых представляется возможным управлять состоянием ЭГГС.

8. В гидрогеологических исследованиях выделяется класс диагностических задач, который включает в себя: а) задачи типологического районирования территории ЭГГС по комплексу априорно-значимых признаков и интенсивности техногенной нагрузки;б) задачи предсказания реакции геосреды на техногенную нагрузку определенных характера и интенсивности, эколого-гидрогеологического картографирования.

Результаты решения диагностических задач являются методологической основой для создания сети мониторинга подземных вод и ведения режимных наблюдений.

9. Для решения задач типологического эколого-гидрогеологического районирования предлагается использовать факторное моделирование, позволяющее: а) редуцировать пространство показателей ЭГГС;' б) выделить-

главные системообразующие факторы, которые контролируют состояние и поведение ЗГГС; в) генерировать в процессе создания концептуальной схемы ЭГГС серию факторных моделей, позволяющих установить взаимосвязь техногенных и гидрогеологических процессов; г) выполнить районирование территории ЭГГС в интегральных показателях.

10. Предложена методика комплексирования показателей разноуровен-ной зколого-гидрогеологкческой информации для построения факторных моделей различного уровня сложности, картографирования ситуации в интегральных показателях и неформального подхода к анализу результатов моделирования.

10.1. Факторное моделирование эколого-гидрогеологических условий Куюлусского месторождения подземных вод в Западном Казахстане и Таша-узского региона Туркменистана позволило построить серию диагностических карт и:

- оценить общие условия формирования химического состава подземных вод, установить условия и участки их загрязнения, скорректировать методику ведения мониторинга качества подземных вод;

- оценить влияние условий латеральной фильтрации и процессов вла-гопереноса в зоне аэрации на условия загрязнения подземных вод хозяйственно-питьевого назначения;

- установить существование специфической эколого-гидрогеологичес-кой зональности (вертикальной и латеральной) и установить факторы, определяющие ее формирование;

- выполнить районирование территории по характеру и интенсивности техногенной нагрузки;

- оценить характер реакции природной среды на техногенную нагрузку в различных гидрогеологических условиях.

Полученные в процессе решения диагностической задачи результаты являются базой для создания сети мониторинга подземных вод в Ташаузс-ком регионе.

11. Авторская концепция разработки диагностических моделей для решения сложных диагностических задач предсказания реакции геосреды на техногенную нагрузку и картографирования базируется на следующих прин-. цшах:

- для оценки и диагностирования сложных эколого-гидрогеологических ситуаций используются' модели, способные контролировать сложность . концептуальной модели и собственную сложность реального моделируемого объекта (эвристические модели);

- реализуемые модели должны обладать способностью к адаптации, " самообучению и, в случае деяфицита информации, необходимой для повышения сложности модели (в соответствии с принципом У. Эшби). запрашивать ее и автоматически "усваивать";

- процесс контроля за функционированием ЭГГС возможен с установлением ее кибернетической структуры, выделением управляющей (лимитирующей по Ю. Либиху) подсистемы в. ее пределах, оценки .ее сложности;

- управление состоянием ЭГГС целесообразно осуществлять посредством "активных параметров" лимитирующей подсистемы;

- для диагностирования сложных ЭГГС предлагается использовать эвристический подход, базирующийся на информационном анализе, впервые внедренном автором в практику гидрогеологических исследований;

- в качестве главного принципа информационного моделирования сложных ЭГГС целесообразно использовать кибернетический принцип Эшби: моделирующая система должна быть не менее сложной, чем моделируемая. В качестве оценки меры сложности применяется информационная энтропия.

12. Разработанная в процессе исследований диагностическая система ' "Экогеоинформ" позволяет:

- оценивать информативность признаков, характеризующих состояние ЭГГС по отношению друг к другу и по отношению к интегральному признаку;

- выделять признаки, обладающие максимальной информативностью;

- формировать эталон эколого-гидрогеологической ситуации на базе сложных (комплексных) признаков, близких по информативности к информативности концептуальной модели объекта и выделять "активные параметры";

- обучать созданную информационную модель до заданного порога эффективности;

- решать задачи предсказания реакции геосреды на техногенное воздействие и картографирование эколого-гидрогеологических условий.

13. В качестве реакции ЭГГС на техногенное воздействие предлагается использовать показатель санитарно-гигиенического состояния региона Сг, ' характеризующий уровень младенческой смертности. Выполненное диагностирование показателя Сг для Ташаузского региона Туркменистана позволило придти к следующи выводам:

- эффективность решения диагностических задач зависит от способа обучения исходной информационной модели и может быть существенно повышена в процессе диагностирования;

- точность полученных результатов повышается при комплексировании информационного анализа с факторным; ' "

- б качестве "активных параметров", влияющих на экологическое состояние в пределах изучаемой. ЭГГС, могут рассматриваться характеристики техногенного ландшафта, показатели ядохимикатного загрязнения и гидродинамические характеристики фильтрационного потока;

- управление экологическим состоянием региона возможно осуществлять регулированием "активных параметров", которое на практике реализуется в процессе изменения структуры агромелиоративных и агрохимических показателей и_интенсивности техногенной нагрузки.

14. Использование диагностической системы для интерпретации ре-зультов съемочных эколсго-гидрогеологических работ и картографирования показало:

- возможность существенного сокращения объема изыскательских работ без потери информативности результирующих эколого-гидрогеологичес-ких карт'и необходимость корректировки методики специализированных-исследований;

- возможность ссэдания единой системы зколого-гидрогеологического картографирования, включающей использование диагностирующей системы "Экогеоинформ", обучающейся по результатам проведенных изысканий и выдающей рекомендации по составу и методике исследований с пределах картируемых съемочных листов;

- возможность ориентации диагностирующей системы при определенных конструктивных доработках (создание блоков "Самообучение" и "Рекомендации по управлению") для работы в режиме экспертной системы.

С последним пунктом мы связываем дальнейшую перспективу использования информационного анализа в гидрогеологических исследованиях.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Опыт применения гидрогеохимических методов и корреляционного анализа для изучения взаимосвязи ¿одоносных горизонтов альб-сеноманс-кого комплекса Южно-Мангышлакского артезианского бассейна. В сб. Взаимосвязь поверхностных и подземных вод. М.: МГУ, 1973 (соавтор И.К. Га-вич), с. 185-191.

2. Методика составления краткосрочных прогнозов режима работы водозабора. В сб. Тез.докл. 1Y Московской городской конференции молодых ученых и специалистов. М.i ВСЕГИНГЕО, 1974 (соавторы H.H. Ленченко, В.В. Кожетев), с.17-19.

3. Изменение гидрогеологических условий Южного Мангышлака под

воздействием эксплуатации подземных водозаборов. В сб. Человек и окружающая среда. Проблема охраны и рационального использования природных ресурсов. Л.: ЛГИ, 1975 (соавторы И.К. Гавич. H.H. Ленченко), с.50-52.

4. Применение численных методов и ЭВМ к составлению гидрогеологических прогнозов в районе длительно действующих водозаборов. В сб. Тез. докл. Всесоюзного научного семинара "Новейшие методы исследования и моделирования процессов переноса подземных вод", . Киев, .КГУ, 1976 (соавтор И.К. Гавич), с. 35-37.

5. Генетические связи элементов химического состава подземных вод Югаого Мангышлака. изученные с помощью факторного анализа, Изв .ВУЗов. Геология и разведка, N8, 1977 (соавтор В.А. Денисов), с.83-92.

6. Прогноз изменения минерализации напорных вод краевой зоны артезианских бассейнов аридных областей в условиях нарушенного режима на базе гидродинамической модели. В сб. доюз. Международного симпозиума "Методы оценки ресурсов подземных вод". М.: Наука, 1979 (соавторы И.К. газич, A.B. Воронов), с.157-159.

7. Реконструкция моделированием пачеонапоров альб-сеноманского водоносного комплекса Юкно-Маягышлакского бассейна. В кн. Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии. М.: Недра,1980 (соавтор И.К. Гавич). с.332-343.

8.Реконструкция палеогидрогеологических условий артезианских бассейнов (на примере Южно-Мангыплакского артезианского бассейна). Изв. ВУЗов. Геология и разведка, N 5, 1984, с.19-21.

9. Факторный анализ при решении вопросов формирования химического состава подземных вод и выявления естественных источников их загрязнения в процессе эксплуатации. В кн. Методы охраны подземных вод от загрязнения vi истощения. М.: Недра, 1985 (соавтор В.М. йвец), с.286-.004.

10. Краткосрочные гидрогеохимические прогнозы. В кн. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения, м.: Недра, 1985 (соавторы И. К. Гавич. В.И. Угорец), с.305-313.

11. Распознавание образов, как метод оценки гидрогеологической информации. В сб. Тез. докл. 1 Всесоюзного съезда . инженеров-геологов, гидрогеологов, геокриологов, ч.1, Киев, 1988 (соавтор Х.Пиньера Каса), с. 111-112.

12. Системный подход при изучении процесса доочистки городских сточных вод при условии их фильтрации через песчаные коллекторы. В сб. Гигиенические аспекты опреснения воды (м-лы Ш Всесоюзного совещания). Шевченко. 1988 (соавторы Л.Г. Донерьян, H.H. Муравьева," Н.В. Фксун),

-4S-

С.195-197.

13. Информационный подход к анализу гидрогеохимических систем. Изв. ВУЗов, Геология и разведка, N3, 1990, с.117-122.

14. Автоматизированная система хранения и обработки гидрогеологической информации, как основа решения экологических задач и проведения разведочных гидрогеологических работ в Ташаузском регионе Туркменистана. В сб.тез.докл. республиканского семинара, Таоауз, 1990, с.11-17.

15. Новый подход к эколого-гидрогеологическому картированию. В сб. "Новые достижения в науках о Земле" (тез.докл. конференции профессорско-преподавательского состава научных сотрудников и студентов института). М.: ЮТА, 1992 (соавтор И.К. Гавич), с.61-62.

16. О концепции эколого-гидрогеологического мониторинга. В сб. "Новые достижения в науках о Земле" (тез.докл.конференции профессорско-преподавательского состава научных сотрудников и студентов института). М.: МГГА, 1992 (соавтор И.К. Гавич), с. 58-59.

17. Использование информационного подхода и алгоритма "распознавание образов" для оценки эколого-гидрогеологических условий.Изв.ВУЗов. Геология и разведка, N 4. 1992, с.112-116.

18. Новый подход к геоэкологическому картированию. В сб.тез.докл. Международного научного семинара "Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря", С.-Петербург. 1993 (соавтор И.К. Гавич), с.31-32.

19. Эколого-гидрогеологическое картирование с использованием факторного анализа (на примере Ташаузского региона Туркменистана). Геоэкология, N6, 1993, с.100-106.

20. Опыт решения неформальных задач в экогидрогеологии. М.: Гид-рогеол.,инж.геология. Обзорная информация. Вып.4, АО Геоинформмарк, 1993. 74 с.

21. Эколого-гидрогеологическое районирование на базе интегральных показателей. В сб. Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной.подземных вод (тезисы докладов Всероссийского совещания). Томск, ТПУ, 1993, с.25-26.

22. Факторный анализ условий формирования химического состава подземных вод базальтового плато Буонметхуот (центральная часть СРВ).В сб. "Новые достижения в науках о Земле" (тез.докл.конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и студентов института). М.: МГГА. 1993 (соавтор Нго Туан Ту), с.74-75.

23. Экспертная система для распознавания эколого-гидрогеологических ситуаций. В сб. "Новые достижения в науках о "Земле" (тез. докл.

конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и студентов института). М.: МГГА, 1993, с.70-71.

24. Информационный подход к распознаванию образов при решении зколого-гидрогеологических задач. Геоэкология, N3, 1994. с.119-131.

25. Методология решения диагностических задач в гидрогеологии.Геоэкология, N 6, 1994, с.107-118.

26. Реализация принципа Эшби при обучении информационных зколого-гидрогеологических моделей. В сб. Геологическое изучение и использование недр. АО Геоинформмарк. Вып.' 3-4, 1994, с. 19-30.

27. On the problem of chemical composition of graundwater in unconsolidated deposits of the Mekong river delta. Sekond Conference of geologi of Indochina, Hanoi, 1991 (Hoang Van Hung, Nguyen Kim Ngos). p. 150-155.

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Лисенков, Александр Борисович

ВВЩЦЕНИЕ

1. ЭКОЛОГО-ЩЦРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, КАК ОБЪЕКТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

IЛ. Определение понятия "Эколого-гидрогеологическая система"

1.2. Понятия, характеризующие ЭГТС.

1.3. Системные свойства ЭГГС

1.4. Место ЭГГС в классификации систем

1.5. Условия трансформации ЭГГС и общие принципы их моделирования

2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И МЕТОДОЛОГИЯ ЭКОЛОГО«ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.

2.1. Постановка задачи эколого-гидрогеологического диагностирования

2.2. Проблема "сложности" при решении задач эколого-гид-рогеологического диагностирования

2.3. Методология эколого-гидрогеологического диагностирования . III

3. ФАКТОРНЫЙ АНАЛИЗ. КАК АППАРАТ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ТИПОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИ&ВАНИЯ ЭГГС.

3.1. Назначение факторного анализа /ФА/.

3.2. Факторная модель и ее особенности

3.3. Назначение и принципы построения карт эколого-гидрогеологического районирования.

3.4. Опыт использование ФА в гидрогеологических исследованиях

4. ЭК0Л0Г0-ГИДР0ГЕ0Л0ГИЧЕСК0Е ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РАЙОНИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФАКТОРНОГО АНАЛИЗА

4.1. Краткая характеристика геолого-гидрогеологических условий Ташаузского региона Туркменистана

4.2. Границы Ташаузской ЭГГС.

4.3. Показатели состояния Ташаузской ЭГГС.

4.4. Условия трансформации Ташаузской ЭГГС и формирование ее структуры.

4*5. Постановка задачи

4.6. Методика решения задачи.

4.7. Результаты решения задачи

5. ЭВРИСТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ДИАГНОСТИРОВАНИЮ СЛОЖНЫХ ЭГГС

5.1. Общие принципы создания диагностирующих эвристических моделей

5.2. Классификация систем распознавания /СР/.

5.3. Опыт применения СР в геолого-гидрогеологических исследованиях.

6. ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ КАК МЕТОД ОЦЕНКИ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭГГС

6.1. Математический аппарат информационного анализа

6.2. Оценка эффективности решения.

6.3. Методика информационного анализа.Я

6.4. Диагностирующая система "Экогеоинформ"

7. ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО АНАЛИЗА К РЕШЕНИЮ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ' ЗАДАЧ.

7.1. Оценка условий загрязнения месторождения подземных вод хозяйственно-питьевого назначения /на примере Куюлусского месторождений в Казахстане/.

7.2. Диагностирование реакции состояния ЭГГС на техногенное воздействие в Ташаузском регионе Туркменистана

7.3. Обучение эколого-гидрогеологических моделей в процессе диагностирования.<

7.4. Эколого-гидрогеологическое картографирование северной части Московской области . £

Введение Диссертация по геологии, на тему "Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем"

В современной постановке мониторинг подземных вод представляет собой целенаправленную систему повторяющихся регламентированных наблюдений за изменением состояния подземных вод под воздействием природных и техногенных факторов, непосредственно «вязанную организационно и методически с решением задач прогноза и управления /Положение "О государственном мониторинге подземных вод РФ". 1992, [144|/. Аналогичные, близкие по смыслу определения, приводятся в работах Мироненко В.А., 1994, [124] и Шестакова В.М., 1994, [179^. При рассмотрении проблем, ориентированных на организацию мониторинга подземных вод конкретного региона, возникает целый ряд задач, решение которых ставит специалиста перед выбором и требует часто интуитивного подхода к принятию решений. Подобные задачи сложно переводятся на язык математических методов, не имеют строгого математического завершения и выделяются в класс так называемых "неформальных" /Ш.А.Губерман, 1987/ или "эвристических" -требующих принятия альтернативных решений в процессе реализации задачи и, в случае необходимости, переоринтировки стратегии исследований или корректировки концептуальной модели изучаемого процесса.

В условиях возрастающей интенсивности техногенной нагрузки на гидролитосферу актуальное значение приобретают следующие задачи, имеющие неформальную сущность и отнесенные нами к классу диагностических: I/ евязанныз с изучением распределения интенсивности техногенной нагрузки и реакции на нее природных объектов в пределах изучаемой территории; 2/ ориентированные на предсказание экологической ситуации в связи с ростом техногенной нагрузки и увеличением ее разнообразия.

Первый тип задач известен в гидрогеологии под названием задач типологического районирования, поскольку их суть заключается в выделении типологических единиц различного уровня иерархии, характеризующихся общими показателями влияния человека на гидролитосферу и адекватной ответной реакцией ее подсистем. По формальной математической постановке такие задачи являются задачами, которые заключаются в отнесении объекта к тому или иному классу по комплексу априорно-значимых признаков.

Второй тип задач по постановке близок к задачам геологического /или инженерно-геологического/ прогноза, главной задачей ко-^ торого является предсказание наличия геологического объекта /рудного или геологического тела/ по комплексу априорно-значимых признаков или предсказание значения какого-либо из признаков /концентрации рудного компонента, показателя состояния геосреды и т.п./. В гидрогеологических исследованиях второй тип целенаправленно не используется, поскольку интенсивно разрабатывается направление, ориентированное на решение прогнозных гидрогеологических задач, главное отличие которых от диагностических заключается в том, что направлены на предсказание будущего состояния гидрогеологических систем в связи с изменением начальных, граничных условий или параметров системы. В практике эколого-гидрогеологических исследований второй тип задач не менее важен, чем прогнозные проработки, поскольку позволяет оперативно оценивать интенсивно изменяющуюся эколого-гидрогеологическую обстановку в разных районах изучаемой территории и поставлять информацию для принятия управленческих решений. Мы объединяем оба типа зколого-гидрогеологических задач в класс диагностических по формальным признакам, принятым в математике [25,59, 14б] /Ю.А. Воронин, 1982; И.И. Елисеева, В.О. Рукавишников, 1977; &.В. Прохоров, Д.А. Д.А. Родионов, 1977/, в математической логике первые "темпоральны" по своей

79] /В.Л. Кожара, 1982 и др./ и предлагаем единую методологию их решения, базирующуюся на системном подходе к анализу эколого-гидрогеологических проблем и комплексном использовании факторного и информационного анализа.

Главной целью исследований явилась внесенная в заглавие работы разработка научно-методических основ диагностирования эколо-го-гидрогеологических систем /ЭГГС/. При этом, вводя термин "диагностика ЭГГС" автор понимает его достаточно широко, включая в круг задач, реашаемых с помощью разработанной методики: I/ задачи типологического районирования территории ЭГГС по комплексу показателей ее состояния и интенсивности техногенной нагрузки различного характера; 2/ задачи предсказания реакции состояния геосреды, социальных последствий интенсивной техногенной нагрузки и перспективное районирование изучаемой территории.

Основные задачи исследований формулируются еле .дующим образом.

1. Обобщить накопленные теоретические и практические разработки по использованию системного подхода в гидрогеологии, ряде направлений поисковой и разведочной геологии, а также в географических и эколого-географических исследованиях в целях: а/ создания понятийной базы эколого-гидрогеологических исследований; б/ разработки общих принципов системного подхода к выделению и моделированию ЭГГС.

2. Разработать схему стадийности процесса трансформации эколого-гидрогеологических условий, соответствующие каждой стадии концептуальные модели и требования к построению их математических и неформальных разновидностей. реыеыия

3. Разработать методику*дйагностических задач различной степени сложности, включающих: а/ районирование территории ЭГГС по комплексу априорно-значимых показателей и по интенсивности техногенной нагрузки; б/ предсказание реакции геосреды на техногенное воздействие различного характера и интенсивности,социальных последствий такого воздействия.

4. Обосновать возможность использования аппарата теории информации для решения сложных диагностических эколого-гидрогеологических задач.

5. Создать диагностическую систему "Экогеоинформ", работающую в режиме диалога с экспертом-гидрогеологом и обучения, позволяющую: а/ вырабатывать стратегию эколого-гидрогеологического картографирования, ориентированную на снижение затрат на проведение специальных изысканий без потери информативности строящихся карт; б/ строить диагностические эколого-гидрогеологические карты по отдельным показателям состояния геосреды и интегральным параметрам, учитывающим комплексное влияние выделенных факторов; в/ поставлять информацию для принятия управленческих решений, обосновывающих целенаправленное снижение /перераспределение/ техногенной нагруз-кии и улучшение эколого-гидрогеологических условий региона.

В работе впервые разработаны или получили дальнейшее развитие:

1. Понятие об эколого-гидрогеологической системе /ЭГГС/, сформулированние с учетом комплекса прямых и обратных связей между входящими в состав подсистемами /техногенной, ландшафтно-климати-ческой, гидрогеологической/ и внешней средой /социальные системы/.

2. Терминологическая база для: описания состава и структуры эколого-гидрогеологических систем; процесса их трансформации под по воздействием возрастающей во времени и расширяющейся^площади техногенной нагрузки; построения системных моделей.

3. Единая методология диагностирования ЭГГС, включающая в себя:

- методику типологического районирования территории ЭГГС с использованием факторного анализа, позволяющую на основе единой базы данных генерировать серию карт районирования по интенсивности различного рода техногенной нагрузки в интегральных показателях, решать вопросы формирования химического состава подземных вод, установления факторов и источников их загрязнения и организации мониторинга;

- методику информационного анализа, комплексирующего аппарат теории информации и неформальные (эвристические) приемы для районирования недостаточно изученных в гидрогеологическом отношении регионов в целях диагностирования реакции геосреды на техногенное воздействие по ограниченному кругу информативных показателей;

- методику картографирования показателей состояния ЭГГС на базе обучающихся информационных моделей;

- подход к выделению параметров, лимитирующих состояние ЭГГС ("активных параметров") и решению задачи управления путем регулирования их состава и структуры.

В основу методологии положен фундаментальный принцип кибернетики - закон необходимого разнообразия Эшби, реализованный при построении информационных моделей диагностирующей системой "Эко-ге оинформ".

Рассмотренный в работе ''информационный подход к анализу и диагностированию экологических ситуаций является перспективным направлением в изучении и моделировании гидрогеологических и эколого-гидроге©логических ситуаций и дает возможность как самостоятельного использования, так и комплексированиясмоделями межотраслевого баланса, постоянно действующими моделями, частными эколого-гидрогео логическими моделями. Дальнейшая разработка методики информационного анализа выводит на создание самообучающихся экспертных систем, позволяющих в автоматизированном режиме оценивать частные эколого-гидрогеологические условия конкретного региона, а также обитую эколого-гидрогеологическую ситуацию в его пределах, диагностировать состояние ЭГГС в пределах неизученных территорий, выдавать информацию для принятия управленческих решений по енижению/трано-формации/ техногенной нагрузки.

1. ЭГГС характеризуется как открытая, динамическая система, представляющая собой целостную совокупность гидрогеологических /ГГС/, ландшафтно-климатических /ЛКС/ и техногенных /ГГС/ подсистем, объединенных определенными взаимоотношениями и связями, находящимися во взаимодействии и на определенной стадии трансформации, в пределах речного гидролитосферного бассейна определенного уровня иерархии.

2.1. Задачи эколого-гидрогеологического районирования территории по комплексу априорно значимых признаков состояния ЭГГС и интенсивности техногенной нагрузки различного характера в пределах изученной части региона /диагностика в режиме классификации/.

2.2. Задачи предсказания реакции геосреды на техногенное воздействие, социальных его последствий :и типологическое районирование картируемой территории по ограниченному числу информативных признаков /диагностика в режиме распознавания образов/.

- простые концептуальные модели ЭГГС эффективно диагностируются с помощью методов автоматических классификаций или неформальных методов /факторный анализ/;

- сложные концептуальные модели могут быть диагностированы или при неформальном подходе /с помощью факторного анализа/ или с помощью эвристических методов, позволяющих корректировать стратегию решения задачи.

4. Для решения задач эколого-гицрогеологического районирования разработана и адаптирована методика факторного анализа, которая позволяет помимо традиционных задач сжатия многомерной раз-ноуровенной эколого-гидрогеологической информации решать задачи ее картографирования в обобщенных показателях.

5. Для решения сложных диагностических задач предсказания реакции гидрогеологических систем на техногенное воздействие предлагается новый метод - информационный анализ, методика применения которого в эколого«гидрогеологических и@в<я®д©ваннях впервы® иредлО' ж® на и разработана автором диссертации. Информационный анализ позволяет:

5.1. Диагностировать сложные ЭГГС реализацией на практике фундаментального закона кибернетики, закона необходимого разнообразия У.Эшби.

5.2. Сформулировать и реализовать требования, предъявляемые к информационным моделям: а/ для оценки и диагностирования сложных эколого-гидрогеоло-гических ситуаций должны разрабатываться модели, способные контролировать собственную сложность и сложность концептуальной модели ЭГГС; б/ реализуемые модели должны обладать способностью к адаптации и самообучению, в случае дефицита информации, необходимой для диагностирования, запрашивать ее и усваивать; в/ процесс контроля за функционированием ЭГГС возможен с установлением ее кибернетической структуры, выделением лимитирующей подсистемы /фундаментальный принцип экологии к-.Либиха/ и оценки ее сложности; г/ управление ЭГГсистемой целесообразно осуществлять с помощью "активных параметров", поиск которых и схема управления осуществляются в процевее информационного анализа.

5.3. Выполнять картографирование территории ЭГГС на основе анализа ограниченного круга информативных показателей, обеспечивая сокращение затрат на проведение изысканий при сохранении уровня информативности эколого-гидрогеологических карт.

Алгоритм информационного анализа реализован автором работы в диагно©тирующей системе "Зкогеоинформ", аналитические возможности которой подтверждены в процессе решения серии практических задач.

Результаты исследований обсуждались на Всесоюзных совещаниях: по изучению взаимосвязи поверхностного и подземного стока /Валдай, 1973 г./} Проблемы охраны и рационального использования природных ресурсов /Ленинград, ЛШ, 1975 г./; Новейшие методы исследования и моделирования процессов переноса подземных вод /Киев, КГУ, 1976 г./) Гигиенические аспекты опреснения воды /Ш Всесоюзное совещание, г. Шевечнко, 1988 г.Д на I Все союзном съезде инженеров геологов, гидрогеологов, геокриологов /Киев, 1988 г./. Теоретические и методологические аспекты работы рассматривались на республиканских совещаниях: по поиску и разведке линз пресных вод /Та-шауз, 1990 г./\ Многоцелевые гидрогеохимические исследования в связи с поисками полезных ископаемых и охраной подземных вод Домск, 1993 г./. Результаты исследований прошли апробацию на международных конференциях: Методы оценки ресурсов подземных вод Д!осква, 1979/; 2-я конференция по геологии Индокитая Ланой, 1991/; Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря /С.-Петербург, 1993/. Отдельные методические вопросы обсуждались на ежегодных научных конференциях Московской государственной геологоразведочной академии и других совещаниях и конференциях.

В основу диссертации положены материалы, полученные автором в процессе работы начальником тематической партии, экспедиции, ответственным исполнителем и научным руководителем хоздоговорных и госбюджетных научно-исследовательских тем, выполняемых на кафедре гидрогеологии МГГА в различных районах страны. В качестве дополнительных источников в работе использованы фондовые и литературные материалы, а также некоторые данные, полученные аспирантами, работавшими под руководством автора и результаты совместных научных исследований, проводимых автором работы в творческих научных коллективах кафедры гидрогеологии, совместно с институтом Общей коммунальной гигиены им. А.Н.Сысина Минздрава РФ, сотрудниками Мин-геологии Туркменистана, Казахстана. Основные научные и практические результаты получены автором в процессе проведения кафедрой гидрогеологии МГГА хоздоговорных научно-исследовательских работ с Мангышлак ским энергокомбинатом, Прикаспийским горно-металлургическим комбинатом Минередмаша СССР, с 1жно-Аральской гидрогеологической экспедицией Мингеологии Туркменистана, отделом гидрогеологии и геоэкологии Роскомнедра России и др., а также в процессе проведения госбюджетных исследований по программе "Российские Университеты" /проект !' Эк о"/. Разработка самой методологии решения диагностических задач и практическая ее реализация в экогидрогеоло-гтеских исследованиях является личным достижением автора работы.

Диссертация соетоит из введения, 7 глав и заключения. В первой главе с системных позиций дано определение понятия экологогидрогеологическая система /ЭГГС/, рассмотрены системная терминология, применяемая при описании ЭГГС, их системные свойства, методические подходы к выделению границ ЭГГС и формированию их концептуальных моделей. Рассмотрена предлагаемая автзром схема трансформация природных ЭГГС в техногенные и соответствующие стадиям концептуальные модели их структуры и связей. Во второй главе изложены научно-методические основы эколого-гидрогеологического диагностирования, математическая постановка задач, выделены два типа задач и представлена общая методология их решения. Третья и четвертая главы посвящены методике использования классического факторного анализа применительно к решению диагностических задал первого типа, изложен опыт применения метода в стране и за рубежом и приведены примеры решения конкретных эколого-гидрогеологи-ческих задач. В пятой главе дан обзор эвристических методов, используемых при решении задач распознавания образов в геологии, инж®и@рноЙ геологии, гидрогеологии. Шестая глава является логическим продолжением пятой и содержит информацию о новом методе диагностирования, который назван автором работы - информационным анализом и рассматривается алгоритм и возможности созданной диагностирующей системы. Седьмая глава посвящена рассмотрению конкретных практических примеров использования информационного анализа для диагностирования эколого-гидрогеологических ситуаций в пределах Туркменской части Приаралья, одного из месторождений подземных вод в Западном Казахстане, северной части Московской области.

Автор длительное время /с 1971 г./ работает в тесном контакте е Лауреатом Государственной Премии СССР, профессором кафедры гидрогеологии МГГА И.К. Гавич и многие идеи настоящей работы родились и офорлились в результате совместных исследований, за что автор сердечно благодарен Ирине Константиновне. Автор благодарит также заведующего кафедрой гидрогеологии, Лауреата Государственной премии СССР, академика РАЕН, профессор В.М. Швеца за поддержку и помощь, оказанную при написании настоящей работы. В процессе исследований по теме диссертации автор плодотворно сотрудничал с коллегами по кафедре гидрогеологии МГГА: A.B. Вороновым, В.В» П®р-цовским, H.H. Ленченко, H.H. Муравьевой, К.С. Осмоловеким и др.; с кафедры высшей математики - A.B. Михайловой; с кафедры общей геологии и геоморфологии - Н.И. Корчугановой; с кафедры геоинформатики - проф. В.И. Пахомовым; е кафедры охраны природы -проф. В.Н. Экзарьяном и др.; из НУЦ "Минералвные ресурсы" -Е.А. Кармановым. Им и всему коллективу кафедры гидрогеологии МГГА автор приносит свою глубокую благодарность.

За критику в обсуждении работы автор благодарит проф. В.М. Гольдберга /МГ14 РАЙ /, заведующего кафедрой инженерной геологии МГГА, проф. Е.М. Пашкина, проф. кафедры редких и радиоактивных элементов П.И. Игнатова, доц. кафедры гидрогеологии МГУ М.С. Орлова, начальника отдела гидрогеологии и геоэкологии Рос-комнедра - М.В. Кочеткова, сотрудников отдела М.й. Палнанова, Г.А. Шилова, В.А. Грабовникова, директора Геоцентра "Москва" -А.Н. Клюквина и сотрудников Геоцентра Н.С. Лачинову, С.Н. Шелесто-ва и др.

1. ЭКОЛОГО-ГВДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, КАК ОБЪЕКТ

ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Главным критерием принадлежности научных исследований к современной экологии являемся положение: считать экологическим любое исследование надорганизменного уровня, если оно имеет конечной целью осмыслить влияние исследуемого явления на экосистемы [l6é] • В условиях интенсивного техногенного влияния следует также включать в сферу экологических все исследования, которые направлены на изучение обратной связи, возникающей в системе экосистемам человек, определяющей условия его жизнедеятельности и здоровья. В такой постановке концепция экосистемы остается основой конструкции экологической парадигмы. А. Тенсли определил экосистему, как целостное образование, включающее не только организмы, но и весь комплекс физических факторов местообитания в самом широком смысле [205] • Другими словами, экосистема представляет собой целостную совокупность абиотической /биотоп/ и биотической /биоценоз/ компонент. При этом понятие целостность в данном случае означает, что биоценоз /сообщество организмов/ не является самостоятельной системой и должен рассматриваться только во взаимодействии с косными компонентами. Активное использование в экологических исследованиях системного подхода вывело экологию за рамки популяциоиного /чисто биологического/ подхода и заставило существенно расширить границы экосистем. В настоящее время основной объект исследований эншогии - экосистема рассматривается как устойчивый комплекс популяций растений, животных и микроорганизмов и населяемой ими территории или акватории, включая прилегающий слой атмосферы, а также /в случае наземных или донных экосистем/ подстилающий почву грунт и грунтовые воды, если они активно взаимодействуют с почвой, водной массой или с организмами [l66j. В такой постановке грунтовые воды становятся компонентом экосистемы и гидрогеологические процессы в значительной степени определяют условия существования экосистем и их влияние на жизнедеятельность социальных систем /человека/. В этой связи следует напомнить, что А. Тэнсли экосистемами называл только системы одного уровня иерархии» лежащего между нижним /популяции растений, животных и микроорганизмов, почвы, типы грунтовых вод и др./ и верхним /ландшафты/ уровнями. . Таким образом экосистемы "собираются" из элементов 3-го уровня /см. рис. 1 / и сами входят в конструкцию 1-го. В такой трактовке ландшафты представляют собой ".комплексы геоморфологических сопряженных экосистем" / [l66] с.29/. Значение, роль подземных вод и их вклад в систему факторов, формирующих ландшафты, среду обитания растений» животных и в итоге человека, в первую очередь подчеркивается характером их горизонтальной /широтной/ зональности /по B.C. Ильину, Г.Н. Каменскому, O.K. Ланге и др./, которая определяется климатом, зависит от рельефа местности и региональных геологических условий» т.е. от тех же факторов, которые влияют на элементы 1-го, 2-го и 3-го уровней иерархии /см.рис.1/. Этот вывод наглядно иллюстрируется рис. 2 и экогидрогеология имеет равные права на существование наравне с популяционной экологией, экологией почв и др., входящими в ее состав соответствующими разделами.

В основу выделения границ экосистем положены два принципа: автономности и однородности. Первый гласит, что элементарные фрагменты экосферы должны обладать относительной устойчивостью и автономностью, способностью к самоподдрежанию и отправлению основных жизненных процессив. Второй принцип подчеркивает невозможность присоединения соседних фрагментов или их частей без на

Уровни иерархии

ЭКОСИСТЕМА. I

ЭКОСИСТЕМА г

ЭКОСИСТЕМА. п п

ПОЛУ. РА< попшда шютшх почвы

ГРУНТОВЫЕ вода ш

Рис. I. Иерархия компонентов геоэкосистемы

Рис. 2. Место подземных вод в природных геоэкосистемах ш «•• рушения качества однородности выделяемого фрагмента [15-7] . На практике широко используется второй принцип. Первым его ввел А. Тэнсли [3,203] и использовал для выделения границ экосистем степень однородности растительного покрова. Аналогичной точки зрения придерживался В.Н. Сужачев, выделяя фитоценозы /растительные сообщества/. Уточняя вопрос о пространственной выраженности биогеоценозов Н.В. Тимофеев~РесоЕекйй [157] определял их, как ".участок биогеоцинотической оболочки Земли /территории как акватории/, через который не проходит ни одна установимая биогео-ценотическая, микроклиматическая, гидрологическая, почвенная, геоформофологическая и геохимическая границы'1 „ В качестве критерия для выделения элементарного ландшафта /экосистемы/ А.М.Перельманом [14о] был предложен принцип отсутствия в его пределах внутренних причин, ограничивающих его размеры. Следует сказать, что аналогичные принципы однородности используются и при гидрогеологическом ^67» 68^ и инженерно-геологическом 3картографировании. Следует подчеркнуть, что перечисленные принципы позволяют разграничить экосистемы по площади. На практике верхняя граница экосферы проводится на высоте не более 30 м над поверхностью растительного покрова на суше или над уровнем океана, а нижняя в наземных условиях определяется глубиной залегания первого водоупорного горизонта, удерживающего грунтовые воды £2, 157] • Временные критерии существования экосистем более размыты и не вполне определены. На практике их связывают с процессами трансформации экосистем на различных стадиях их развития? от зарождения, через развитие, стагнацию и климакс до деградации и полной гибели.

Подземные воды таким образом входят в состав элементарных экосистем /см.рис. 2/ и в свою очередь с позиций системного подхода должны рассматриваться во взаимосвязи с напорными как самостоятельные эколого-гидрогеологические системы /ЭГГС/. Закономерность их выделения в качестве самостоятельных систем определяется идеологией самого системного подхода, одной из парадигм которого является идея иерархической конструкции живой и неживой природы. При таком подходе изучение ландшафтов не может производиться без изучения экосистем /элементарных ландшафтов/, учета их взаимодействия и влияния на них внешних факторов. С другой стороны поведение системы определяется, прежде всего, закономерностями взаимодействия ее внутренних подсистем, элементов. Таким образом, внутренние компоненты экосистемы приобретают самостоятельное значение и должны рассматриваться как системы с включением в их состав всех необходимых элементов п© принципу релевантности. При этом, в качестве цели изучения /моделирования/ таких систем должна рассматриваться связь: 1/ гидрогеологические условия -у»- 2/ экосистемы -г*" з/ ландшафты техногенные компоненты. Второй и третий компоненты указанной цепочки могут быть заданы в моделях в виде обобщенных показателей. В качестве функции цели могут выступать также комплексные показатели, характеризующие экологическое состояние региона на основе санитарно-гигиенических, социально-экономических и др. характеристик. При этом степень "экологичнссти" моделей может повышаться с включением в их состав показателей, характеризующих популяции животных, растений, почвы, локальные участки атмосферы и др., что может быть достигнуто в процессе совместных междисциплинарных исследований специалистов экологического, биологического, географического и гидрогеологического профилей. Вопрос обоснования границ Э1ТС требует отдельного обсуждения, поскольку принципы выделения однородных объектов в гидрогеологии и экологии различны. О них мы поговорим в разделе 1.3.

Особую роль эколого-гидрогеологические исследования приобрели на современном этапе активного техногенного' влияния на гид*ролитосферу. В таких условиях в пределах любой природной системы /от экогидрогеологической до ландшафтной/ происходит изменение тесюты связей мевду элементами, перекомбинации элементов и связей замещение одних элементов другими, разрушение природного ядра и замена его антропогенной подсистемой, выполняющей роль управляющей с социально-экономическими целями. При атом важным является то, что искусственно-приданные природной системе цели не совпадают с программой гомеостаза, заложенной в ее структуру и дальнейшая эксплуатация системы приводит к ее деградации. Схема трансформации абстрактной природной системы /по A.B. Кожаринову, 1990 [ 80J /, приведена на рис. 3. Первый этап представлен стадиями с 1-ой по 4-ю и характеризуется, как этап структурных преобразований природной системы, при сохранений природного системообразующего ядра. На этом этапе изменение типа структуры природной системы не затрагивает природной сущности системообразующего ядра и экосистема может сохранять состояние развития - эволюции /вклад техногенной компоненты незначителен/. Второй этап включает стадии с 5 по 7 и характеризуется процессами возникновения, преобразования и распада систем природно-техногенного класса. Именно на этих стадиях начинается процесс загрязнения природной среды. Природно-техногенные системы более уязвимы и менее способны противостоять внешнему воздействию» чем природные, но гомеостатичес-кий механизм сохраняется и служит регулятором процесса трансформации.

Дальнейшее увеличение интенсивности техногенного воздействия, и в особенности увеличение числа его элементов /разнообразия/ вводит природную систему в третий этап развития /стадия 8/, который характеризуется формированием антропогенного ядра сложного типа и возникает фактически антропогенная структура, где обратная связь привносится и поддерживается человеком и на основе ее осуществляется управление. В таких системах гомеостатический ме

ПРОЦЕССЫ

Ю1АССЫ

ПРОЦЕССЫ

СТАДИИ

Организация

Природные

-Организация

Трансформа« - ция

-Уменьшение тесноты связей между элементами /1/

Увеличение числа существен-■ных связей» элементов /2/ ация элементов и

-Деградация

Трансформация

Природ«-но-ант~ ропоген-ные

Организация

Тран-оФорма*

Деградация

Антропогенные ция -Деградация

-Деградация -Организация

Трансформа«*» ция Деградация

-Замещение одних элементов другими при сохранении природного системообразующего ядра и функции /4/

Сохранение природного ядра и образование антропогенного ядра простого типа и множества функций /5/

Перекомбинация антропогенных и природных элементов и связей с изменением це*> левых функций /6/

Разрушение природного ядра при сохранении антропогенного ядра простого типа /7/

Увеличение числа антропоген-"ных элементов, их пёрекомбинация и организация антропогенного ядра с блоком управления с социально-экономической функцией /8/

-Эксплуатация -Ликвидация

Рис, 3. Стадии развития природных систем под воздействием антропогенного влияния /по A.B. Кожаринову [ 80] / ханизм отсутствует и его функции выполняет человек.

Главная особенность Э1ТС заключена в их генетической сущности и находит отражение в морфологии, в функциональных особенностях и, в конечном итоге, в информационных характеристиках. Э1ТС рождаются в области пересечения и взаимодействия геологических, гидроге ологических, экологических, ландшафтно-климатических и техногенных систем. Аккумулируя элементы и свойства исходных систем, ЭГГС, с одной стороны, усложняются» а с другой приобретают облик кибернетических, поскольку "порождают1* в своей структуре управляющую подсистему, генерирующую обратную /отрицательную/ связь. Таковой в перечисленном выше ряду является техногенная система, реализующая цели социальных систем через техногенные объекты.

1.1. Определение понятия "эколого-гидрогеологическая система"

В настоящей работы мы не ставили целью проанализировать все существующие определения понятия "система", поэтому ниже выделены лишь те, которые могут быть использованы для характеристики гидрогеологических и эколого-гидрогеологических объектов, рассматриваемых в качестве материальных или идеальных систем.

Основоположник общей теории систем I. Бертоланфи [10, 188] определил систему, как ". комплекс взаимодействующих элементов или как совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой". Такое определение является, по нашему мнению, наиболее общим и поэтому не содержит таких понятий, как структура, связь, отношение, цель и др., которые проявляются в работах указанных ниже авторов. Неполнота определения Л. Бертоланфи - кажущаяся, поскольку само фундаментальное определение понятия "система" эволюционирует в зависимости от конечной цели реализации системного подхода и сопоставляется с уровнем описания изучаемого объекта. С точки зрения гносеологии теорию систем можно рассматривать как логического средство описания реальных объектов в их многоаспектности и противоречивости. Системный подход преодолевает ограничения теоретико-множественного /комплексного/ подхода за счет отказа от отождествления реального объекта с множеством его элементов, а восприятие его, как единого целого. В связи с этой концепцией Ю.А. Шрейдеру наиболее реальным представляется .понимание системы как целостности, определяемой некоторой организующей общностью этого целого" [181] . Некоторые исследователи склонны детализировать определение системы. Так, в работе А.И. Уемова [163] в определение вводятся понятия свойства, характеризующие элементы системы и отношения между ними. Ю.А. Ур-манцев [16А] вводит в определение системы отношения между элементами и законы композиции. В определении, приведенном в БСЭ и советском энциклопедическом словаре [ 154] система трактуется, как "•.целое, составленной из частей, множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство". Таким образом, в определение вводится понятие цели, целостности. Аналогичный подход содержится в определениях В.Н. Садовского [151] : "Наличие связей и отношений мевду мн, элементами системы и порождаемые мш тегративные, целостные свойства системы обеспечивают относительно самостоятельное обособленное существование, функционирование /а в некоторых случаях и развитие/ системы".

Аналогичный подход, неразрывно связывающий понятие "система" и "целостность" содержится в работах В.Н. Афанасьева [ э] , И.В.Бла-уберга» Э.Г. Юдина, В.В. Дружинина, Д.С. Конторова[55, 56] , Ф.И. Перегудова, Тарасенко В.П. [138^ и ряда других исследователей. У.Р. Эшби впервые указал на необходимость учета взаимодействия меаду исследователем и изучаемой системой Г184 1 . Анализируя эволюцию определения "система", можно отметить, что оно происходит по направлению от идеальных., философских конструкций к материальным» включающим в себя в качестве элемента управляющую: подсистему» Здесь отсутствует какое-либо противоречие» поскольку в процессе реализаций любой идеи» на различных этапах объект рассмотрения может быть представлен в виде различных систем: от идеальных /методологическая, шучно-познавательная, НИР, ОКР, проект и др./ до материальных /построенный объект/. И на различных уровнях описания изучаемой системы системный подход должен "предложить" соответствующее определение понятия "система". В известной автору литературе [9, ТО, 22, 55 и др.] , на первых этапах еле,дует определить место системы в кругу окружающих ее систем, отделить ее от внешней среды границами. Далее мож** следовать конструирование модели по принципу вииеровского "черного ящика", за®ем в определение могут быть включены понятия, характеризующие взаимодействие системы с внешней средой, целостности, управления и др.

В [22] приведены примеры записи в символической форме обобщающих определений системы, которые иллюстрируют усложнение ситуации по мере перехода от простых /линейных/ к сложным кибернетическим и биосистемам.

1. Система есть нечто целое

Б-н/1,о/ /1/

Определение выражает факт существования и целостность. Двоичное суждение Н /1,0/ отражает наличие или отсутствие этих качеств.

2. Система есть организованное множество

5 / ОРГ, М/ /2/ где: М - множество, ОРГ - оператор организации

3, Система есть множество элементов, свойств, отношений s-СМД /3/ где: 7YI элементы» 71 - связи, Z отношения.

4. Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды

S = (<?, ST, ЬЕЛ ) /4/ - элементы, ST" структура, - поведение, £ - среда.

5. Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых функцией переходов и функцией выходов.

S = (х, /5/ где: X - входы, Q - выходы, S *• состояния, § - функция переходов, X функция выходов.

6. Это шестичленное определение, характеризующее систолу, как зависящую от генетического начала GN , условий существования К® , обменных явлений МБ, развития £V „ функционирования

FQ и воспроизведения /репродукции/ RP $*(W,KQ.Nb¿V,FC,RP) /6/

7. Это определение оперирует понятиями модели F , связи пересчета Я , самообучения FL % самоорганизации FQ , проводимости связей СО и возбуждения моделей 7V s= (F,SC,R,rL,ra,CO,M) п/

8. Для ряда систем целесообразно включать в определение такие компоненты, как цели и планы Р1 , ресурсы внешние РО * ресурсы внутренние * исполнителей £Х , процесс Р12 , помехи07", контроль вУ « управление к?© , эффект ЕР

5/8/

Приведенный ряд определений можно продолжить или составлять другие комбинации их символических операторов» входящих в формулы /4-8/. Следует подчеркнуть, что определение с 1 по 4 в первом приближении характеризуют неживые /естественные и иссусственные системы/, а 5-8 могут быть привлечены для описания кибернетических /5-е и 7-е/, биологических /6-е/ или общественно-социальных систем

Для общей характеристики ЭГГС может быть использовано принятое в экологии определение [ 166 ] : системой ) функционирующей в окружающей среде Р({) = ^51 ), ., ({)] называют объект

9/ образованный элементами /подсистемами/ множества которые связаны между собой и окружающей средой определенными связями /отношениями/. Совокупность связей образует структуру 21 (£ )^{<э1({)> . . .Состав и структура £ изменяются во времени в соответствий с функцией . В идеальной трактовке системный подход к изучению ЭГГС заключается: 1/ в определении составляющих ее подсистем ОС, . . . я ОС п. и взаимодействующих с ними объектов окружающей среды 5Ь. . ; 2/ в установлении структуры ЭГГС и совокупности внутренний связей б^ ^ . . , (5^ ,, также связей между системой и окружающей средой; 3/ в нахождении закона функциони» рования ЭГГС - , в целях решения прогнозных и диагностических задач. Ни один из 3-х перечисленных пунктов не может быть до конца формализован, что с одной стороны является недостатком, а с другой стороны придает исследованиям динамичный характер, позволяет осуществлять гибкую стратегию.

Анализируя приведенную выше неоднородную информацию, можно придти к выводу об утилитарности понятия "система", используемого в практической деятельности.

В своих работах [99,10С^ мы на примере гидрогеохимических систем подчеркивали, что при выделении системы в конкретных гидрогеологических условиях следует ориентироваться на уровень, на котором она будет описана, который в свою очередь зависит от целей системных исследований, а иногда решаемая задача требует описания системна на нескольких уровнях.

Понятие "©истема" должно быть сформулировано применительно к решению конкретной задачи, поскольку на нем /определении/ в конечном итоге етроится методология ее моделирования. Оно должно содержать информацию о составе, конструкции, связях и цели системы, Суммируя вышеизложенное, мы предлагаем определить ЭГГС, как &т1£рыт2южнамическу1 систему;,пдедс тавлякш$7Ю собой целостную £рвоцупностьгид]эоге©логических /ГГС/,ландшафтно-климатических /ЛКС/ и техногенных /ТГС/ подсистем,объединенных определенными взаимоотношениями и связями,находщщихсявсостояниивзаимодейст-1ия и на определенной^^адии трансформации. Это определение опирается на сформулированное ранее И.К. Гaвич[28,29J определение гидрогеологической системы и несет информацию о составе и структуре ЭГГС, поскольку целостность совокупности ее элементов подразумевает иерархичность их композиции, а целевая установка определяется стадией /этапом/ ее развития /см.ри'с. 3/. Если на первых двух этапах целью ЭГГС является поддержание условий гомеостаза, то на третьем цель определяется экономико-социальной системой в процессе управления. Экономико-социальную системы мы выносим за рамки изучаемой системы, т.к. ее цели в пределах ЭГГС реализуются черев техногенные подсистемы /ТГС/ и таким образом она выполняет управляющую роль, которая существенно меняется на разных стадиях развития ЭГГС. Взаимодействие с экосистемами в предлагаемой схеме реализуется неявно, поскольку они косвенно учитываются в обобщенных показателях, характеризующих ЖС. Но при дальнейших исследованиях и их комплексировании с экологическими1 и биологическими возможна, как подчеркнуто выше, дальнейшая экологизация как самого определения, так и конструируемых на его базе моделей.

Введенное определения служит основой для построения концептуальных моделей, которые мы в дальнейшем используем при решении диагностических залач различного типа /см.разделы 4 и 7/. Влияние техногенных процессов итрансфомированных под их воздействием гидрогеологических условий на социальные системы /в первую очередь -здоровье человека/ реализуется в виде обратной связи, возникающей между ЭГГС и социальной системой и учитывается вводом в модель обобщенного показателя "Экологическое состояние региона". В таком подходе заключена суть отличия авторского определения ЭГГС от принятыхс и используемых в практике геологических и гидрогеологических исследований понятий: геотехническая системы /ГТС/, природно-техничес-кая система /ПТС/ и др. [ 42,131,154,162 ] .

По В.И. Осипову [l3l] ".производственно-техническая система -это ассоциация природных и техногенных элементов, функционирующих, как единое цело". Принятое в географии понятие геотехническая система включает ".в себя одновременно /в качестве подсистем/ элементы природы, а также различные технические объекты" [154 J . Принятие нами определение ЭГГС,с одной стороны, конкретизирует структуру ее концептуальной модели, а с другой позволяет учесть влияние гидрогеологических процессов на социальные системы, под которыми мы понимаем человеческое общество* тогда как в некоторых работах ПТС и социальные системы отождествляштся [б4] .

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Лисенков, Александр Борисович

- ЗС4 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации разработаны и получили подтверждение при решении конкретных эколого-гидрогеологических примеров научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем, представляющие собой единую методологию решения: I/ задач типологического эколого-гидрогеологического районирования территории по комплексу априорно значимых показателей ее состояния и интенсивное^ ти техногенной нагрузки различного характера; 2/ задач предсказания реакции состояния геосреды» социальных последствий интенсивной техногенной нагрузки и картографирования эколого-гидрогеологических условий на основе анализа ограниченного круга информативных показателей.

В основе авторских построений лежит системный подход, позволяющий рассматривать объект исследований, как целостное образование, включающее в себя ряд компонент, объединенных комплексом прямых и обратных связей и взаимодействующих с внешней средой, как единое целое. В качестве объекта исследований рассматривается эко-лого-гидрогеологическая система (ЭГГС), представляющая собой целостную совокупность гидрогеологических (ГГС), ландшафтно-климати-ческих /ЛКС/ и техногенных /ТГС/ подсистем, объединенных определенными взаимоотношениями и связями, находящимися в состоянии взаимодействия и на определенной стадии развития. Реакцию ЭГГС на техногенные воздействие предлагается оценивать на основе анализа процесса вдияния каждой из подсистем модели /или комплексного их влияния/ на состояние здоровья населения.

В процессе рассмотрения ЭГГС с системных позиций автором разработана терминологическая база, которая явилась основой для описания структуры, связей, условий функционирования ЭГГС, для построения их концептуальных моделей; рассмотрены основные особенности строения и функционирования ЭГГС, основные принципы и задачи их изучения и моделирования.

1.В качестве элементарной ЭГГС рассматривается речной гидроли-тосферный бассейн /РГЛБ/ 1-го порядка, выделенный как элементарный объем гидролитосферы, в пределах которого локализуются гидродинамические процессы, обеспечивающие локализацию гидрогеохимических и эколого-гидрогеологических процессов.

2. Порядок и границы ЭГГС определяются на основе принципа однородности геоморфологических и эколого-гидрогеологических условий. Основой для выделения ЭГГС является объективный закон дискретно-иерархического строения гидролитосферы, проявляющейся в закономерном иерархически-разветвленном строении речных долин и в однотипном соотношении числа потоков, последовательно понижающихся порядков в пределах речного водосбора.

3. ЭГГС представляет собой природно-техногенные системы различного уровня сложности, который определяется; а/ стадией трансформации, на которой находится система; б/ характером концептуальной модели, созданной экспертом для описания состояния ЭГГС.

4. Процесс трансформации ЭГГС идет в направлении ее превращения из природной в техногенную /кибернетическую/ с постепенной заменой природных элементов и гомеостатических связей на техногенные элементы и обратные кибернетические связи. Задачей моделирования ЭГГС в таких условиях является определение ее структуры, поиск управляющей подсистемы и "активных параметров", с помощью которых представляется возможным управлять состоянием ЭГГС.

5. В гидрогеологических исследованиях выделяются класс диагностических задач, который включает в себя; а/ задачи типологического районирования территории ЭГГС по комплексу априорно-значимых признаков и интенсивности техногенной нагрузки; б/ задачи предсказания реакции геосреды на техногенную нагрузку определенных характера и интенсивности, эколого-гидрогеологического картографирования.

6. Для решения задач типологического эколого-гидрогеологическо-го районирования предлагается использовать факторное моделирование, позволяющее: а/ редуцировать пространство показателей состояния ЭГГС; б/ выделить главные системообразующие факторы, которые контролируют состояние и поведение ЭГГС; в/ генерировать в процессе создания концептуальной схемы ЭГГС серию факторных моделей, позволяющих установить взаимосвязь техногенных и гидрогеологических процессов; г/ выполнить районирование территории ЭГГС в интегральных показателях.

Предложена методика комплексирования показателей разноуровенной эколого-гидрогеологической информации для построения факторных моделей различного уровня сложности, картографирования ситуации в интегральных показателях и неформального подхода к анализу результатов моделирования.

7. Факторное моделирование эколого-гидрогеологических условий Куюлусского месторождения подземных вод в Западном Казахстане и Ташаузского региона Туркменистана позволило построить серию диагностических карт и:

- оценить шяияние условий латеральнщ* фильтрации и процессов влагопереноса в зоне аэрации на условия загрязнения подземных вод хоз яйственно-питьевого назначения;

- установить существование специфической эколого-гидрогеологической зональности /вертикальной и латеральной/ и установить фак* торы, определяющие ее формирование!

- выполнить районирование территории по характеру и интенсивности техногенной нагрузки;

Полученные в процессе решения диагностической задачи результаты являются базой для создания сети мониторинга подземных вод в Ташаузском регионе.

8. Авторская концепция разработки диагностических моделей для решения сложных диагностических задач предсказания реакции геосреды на техногенную нагрузку и картографирования, базируется на следующих принципах:

- для оценки и диагностирования сложных эколого-гидрогеологи-ческих ситуаций используются модели, способные контролировать сложность концептуальной модели и содственную сложность реального моделируемого объекта /эвристические модели/;

- реализуемые модели должны обладать способностью к адаптации, самообучению и, в случае дефицита информации, необходимой для повышения сложности модели /в соответствии с принципом У.Эшби/, запрашивать ее и автоматически "усваивать";

- процесс контроля за функционированием ЭГГС возможен с установлением ее кибернетической структуры, выделением управляющей /лимитирующей по Ю.Либиху/ подсистемы в ее пределах, оценки ее сложности;

- управление состоянием ЭГГС целесообразно осуществлять посредством "активных параметров" лимитирующей подсистемы?

- в качестве главного принципа информационного моделирования сложных ЭГГС целесообразно использовать кибернетический принцип Эшби: моделирующая система должна быть не менее сложной, чем моде^ лируемая. В качестве оценки меры сложности применяется информационная энтропия.

9. Разработанная в процессе исследований диагностическая система "Экогеоинформ" позволяет;

- оценивать информативность признаков, характеризующих ЭГГС по отношению друг к другу и по отношению к интегральному признаку;

- выделять признаки, обладающие максимальной информативностью;

- формировать эталон эколого-гидрогеологической ситуации на базе сложных /комплексных/ признаков, близких по информативности к информативности концептуальной модели объекта и выделять "активные параметры";

- обучать созданную информационную модель до заданного порога эффективности;

- решать задаичи предсказания реакции геосреды на техногенное воздействие и картографирования эколого-гидрогеологических условий.

10. В качестве реакции ЭГГС на техногенное воздействие предлагается использовать показатель санитарно-гигиенического состояния региона Сг, характеризующий уровень младенческой смертности. Выполненное диагностирование показателя Сг для Ташаузского региона Туркменистана позволило придти к следующим выводам:

- надежность полученных результатов повышается при комплекси-ровании информационного анализа с факторным;

- в качестве "активных параметров", влияющих на экологическое состояние в пределах изучаемой ЭГГС, могут рассматриваться характеристики техногенного ландшафта, показателя ядохимикатного загрязнения и гидродинамические характеристики фильтрационного потока;

- управление экологическим состоянием региона возможно осуществлять регулированием "активных параметров", которое на практике реализуется в процессе изменения структуры агромелиоративных и агрохимических показателей и интенсивности техногенной нагрузки.

II. Использование диагностической системы для интерпретации результатов съемочных эколого-гидрогеологических работ и картографирования показало:

- возможность существенного сокращения объема изыскательских работ без потери информативйости результирующих эколого-гидрогеологических карт и необходимость корректировки методики специализированных исследований;

- возможность создания единой системы эколого-гидрогеологичес-кого картографирования, включающей использование диагностирующей системы "Экогеоинформ", обучающейся по результатам проведенных изысканий и выдающей рекомендации по составу и методике исследований в пределах картируемых съемочных листов.

Возможность ориентации диагностирующей системы при определенных конструктивных доработках /создание блоков "Самообучение" и "Рекомендации по управлению" для работы в режиме экспертной системы.

Библиография Диссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Лисенков, Александр Борисович, Москва

1. Алексеева Е.Ф., Стефанюк В.Л. Экспертные системы состояние и перспективы. Техническая кибернетика, № 5, 1984, с.153-167.

2. Анохин Ю.А., Остромогильский А.Х. Проблема наблюдения и сбора данных о поведении крупных природных систем. Сб. Математические модели и методы управления крупномасштабными водным объектом. Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1987 с.5-19.

3. Антонов A.B. Применение факторного анализа для изучения условий формирования подземных вод /на примере Центрального Кв-петдага и Предгорной равнины/. Изв.вузов, Геол. и разв., 1989, с.72-82.

4. Арапов М.В., Шрейдер Ю.А. Закон Ципфа и принцип диссиметрии системы. Сими-'отика и информатика. М., ВИНИТИ, 1978, вып. 10.с.74-95.

5. Аркадьев М.Г., Браверман Э.М. Обучение машины распознаванию образов. М.: Наука, 1964, 265 с.

6. Арманд А.Д. Информационные модели природных комплексов. М.: Наука, 1975, 120 с.

7. Аронов В.И., Страхов В.Н. О применении факторного анализа в геологии. Геол. и геофиз., 1985, № 8, с.133-142.

8. Афанасьев В.Г. Системность и общество. М., Политиздат, 1980, 368 с.

9. Бертоланфи Л.фон. История и статус общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Ежегодник, 1973, М., Наука, с.20-37.

10. Богданов М.И. Инженерно-геологическое районирование на основе алгоритмов распознавания образов. Автореф. на соискание уч.степ, к.г.-м.н., М., 1988, 20 е.

11. Бонгард М.М. Проблема узнавания. М.: Наука, 1967 г. с.

12. Боцдарик Г.К. Общая теория инжереной /физической/ геологии. М.: Недра, 255 с.

13. Боровко H.H., Мишин Л.Т., Латикайнен В.И. Количественные методы прогнозирования оловорудных месторождений Дальнего Востока. Обзор ВИЭМС. Геология, методы поисков и разведки месторождений металлических полезных ископаемых. М.: ВИЭМС, 1973, сJ5-35.

14. Браверман Э.М. Опыты по обучению машины распознаванию зрительных образов. Автоматика и телемеханика, 1962, Т.ХХШ, № 3,с.13-21.

15. Брезгунов Н.И. Основы системного анализа поисковых работ. М.: Недра, 1988, 193 с.

16. Бугаец А.Н., Вострокнутов Е.П., Вострокнутова А.И. Применение экспертных систем в геологическом прогнозировании. Обзор ВИЭМС. Математические методы и автоматизированные системы в геологии, 1986, 56 с.

17. Булкин Г.А. Количественная оценка прогноза запасов руд. М., Недра, 1984, 128 с.

18. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М.: Наука, 1988, 519 с.

19. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1965, 365 с.

20. Волкова В.Н., Воронков В.А., Денисов A.A. и др. Теория систем; и методы системного анализа в управлении и связи. М., Радиосвязь, 1983, 246 с.

21. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине, М.: Наука, 1983, 339 с.

22. Воронин Ю.А. и др. Методологические вопросы применения математики в геологии. М.: Наука, 1974, 86 с.

23. Воронин Ю.А. Введение в теорию классификаций. Новосибирск: СО АН СССР, 1982, 194 с.

24. Высокоостровская Е.Б., Зеленецкий Д.С. О количественной оценке перспектив территории при поисках месторождений рудных полезных ископаемых, 1968, № 8, с.58-71.

25. Гавич И.К. Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии. М.: Недра, 1980, 357 с.

26. Гавич И.К. Основы гидрогеологической стратификации и обработки информации. М: МГРИ, 1982, 79 с.

27. Гавич И.К. Теоретические основы изучения движения подземных вод в земной коре. В кн. Гидрогеодинамика, Новосибирск, Наука, 1983, с.7-101.

28. Гавич И.К. Особенности мелиоративных объектов и системные принципы их изучения. Инж. геология, № 3, 1987, с.30-35.

29. Гавич И.К., Ленченко H.H., Лисенков А.Б., Кожетев В.В.

30. Изменение гидрогеологических условий Южного Мангышлака под воз1. Л О/*действием эксплуатации подземных водозаборов. В сб. Человек и окружающая среда. Проблема охраны и рационального использования природных ресурсов. Л., ОПИ, 1975, с.50-52.

31. Гавришин А.И., Использование искусственных эталонов для оценки методов классификации природных объектов. В кн.: Оценка качества гидрогеологической и инженерно-геологической информации. Новочеркасск, изд. НПИ, 1980, с.100-109.

32. Герасимов И.П. Научные основы современного монитооринга окружающей среды. Изв. АН СССР. Серия геогр. 1975, № 3, с.13-25.

33. Герасимов И.П., Горелов С.К. и др. Применение геоморфологических методов в структурно-геологических исследованиях. М.: Недра, 1970, 315 с.

34. Герасимюк Д.И., Пасечный В.Г. Основные требования к созданию гидрогеологических баз данных. Изв.вузов. Геология и разведка. 1990, № 2, с.131-133.

35. Глушков В.М. Кибернетика вопросы теории и практики. М.: Наука, 1986, 477 с.

36. Голодковская Г.А., Куринов М.Б. Экологическая геология -наука об оптимальной геологической среде. Геоэкология, 1994, № 2, с.29-36.

37. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984, 262 с.

38. Гольдберг В.М. Концепция профилактической охраны подземных вод. В сб. Гидрогеологические аспекты в экологии. М.: ВСЕГИНГЕО, 1991, с. 4-11.

39. Гоппа В.Д. Коды и информация. Успехи математических наук, т. 39, вып. I (235), 1984, с.77-120.

40. Горная энциклопедия. Т.З, М., 1988, с.210-211.

41. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высшая школа, 1989, 232 с.

42. Гроздова О.И. Мониторинг подземных вод (основы методологии и методикит). М.-ВИЭМС, 1990, 76с.

43. Губерман Ш.А. Неформальный анализ данных в геологии и геофизике. М.: Недра, 1987, 259 с.

44. Гудилин И.С., Комаров И.С. Применение аэрометодов при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях. М.: Недра, 1978, с.64-72.4,-си

45. Девдарлани А.С., Грейсух В.Л. Роль кибернетических методов в изучении и преобразовании природных комплексов. Изв.АНСССР, сер.геогр., 1967, № 6.

46. Дементьев Л.Ф. Системные исследования в нефтегазопромысло-вой геологии. М., Недра, 1988, 203 с.

47. Димаксян А.М., Почтарев В.И. Применение некоторых методов теории информации при изучении гидрометеорологических процессов. Метеорология и гидрология, 1963, № 12, с.152-161.

48. Дискретные свойства геофизической среды (под ред. Садовского М.А.). М.: Наука, 1989, 173 с.

49. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Проблемы системологии. М.: Сов.радио, 1976, 295 с.

50. Дружинин В.В., Конторов Д.С., Конторов М.Д. Введение в теорию конфликтов. м., Радио и связь, 1989, 288 с.

51. Дубинчук В.Т. Гидрогеологическое прогнозирование с позиций системного анализа. В кн.: Формирование подземных вод, как основа гидрогеологических прогнозов, т.1, М.: Наука, 1982, с.92-97.

52. Егоров А.В. Применение факторного анализа при изучении вертикальной гидрогеохимической зональности подземных вод. В сб. Исследование водных ресурсов Карелии, Петрозаводск, 1990, с.41-43.

53. Елисеева И.И., Рукавишников В.О. Группировка, корреляция, распознавание образов. М., Статистика, 1977, 143 с.

54. Еремеев А.Н. Системный метод при выделении и оценке геологических объектов. Советская геология, 1976, № 2, с.53-60.

55. Еремеев А.Н., Пинелис Р.Т., Власов Е.П. и др. Результаты сопоставления эффективности различных алгоритмов распознавания образов при решении некоторых геологических задач. В кн. Математические методы в геологии, вып.2. М., 1975, с.5-19.

56. Жуков P.A. Системный подход и методологические резервы теоретической геологии. В кн. Методы теоретической геологии. Л.г Недра, 1978, с.24-80.

57. Жуковская В.М., Мучник И.Б. Факторный анализ в социально-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1976, 152 с.

58. Зеегофер Ю.А., Тютюнова Ф.И. Техногенные подсистемы гидролитосферы /проблемы управления/. М.: Наука, 128?., 1990.

59. Зекцер И.С., Джамалов Р.Г., Месхетели A.B. Подземный водообмен суши и моря. Л.; Гидрометеоиздат, 1984, 207 с.

60. Зекцер И.С., Ковалевский B.C., Язвин Л.С. Исследование ресурсов подземных вод СССР. Водные ресурсы, 1987, с. 27-38.67. йёреског К.Г., Клован Д., Реймент P.A. Геологический факторный анализ. Л.: Недра, 1980, 223 с.

61. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984, 560 с.

62. Инструкция по проведению гидрогеологической съемки масштаба 1:200000. М.; ВСЕГИНГЕО, 1980.

63. Исследования по общей теории систем. Сб. переводов /под ред. Садовского В.Н., Юдина Э.Г./. М.: Прогресс, 1969, 520 с.

64. Каждан A.B., Пахомов В.И. Обработка исходных эмпирических данных с позиций системного подхода к изучению едр. Сов.геол., 1986, № II, с.3-11.

65. Каждан А.Б., Пахомов В.И. Методологические основы системного анализа разноуровенной геологической информации в прогнозно-поисковых целях. Сов.геол., 1991, № 6, с.72-79.

66. Каменский Г.Н., Гармонов И.В. и др. Грунтовые воды Прикаспийской низменности и их режим. Труды лаборатории гидрогеологических проблем им. Ф.П. Саваренского, т. ПУП, АН СССР,1.60, с.57-63.

67. Караванов К.П. Типизация подземных водоносных систем. М.: Наука, 1980, 152 с.

68. Караванов К.П. Методологические исследования в региональной гидрогеологии /теоретический аспект/, М.: Наука, 1986, НО с.

69. Ковалевский B.C. Режим подземных вод и окружающая среда. В сб. Гидрогеологические аспекты в экологии. М.: ВСЕГИНГЕО, 1991, с.56-57.

70. Ковалевский B.C. Методология эколого-гидроreoлогических оценок состояния территории. В сб. Экономическая гидрогеология стран Балтийского моря /тезисы докл. Международного научного семинара/. С.-Петербург, 1993, с.29-31.

71. Ковда В.А., Керженцев A.C. Экологический мониторинг: концепция, принципы, организации. Региональный экологический мониторинг. М.: Наука, 1983, с.7-14.

72. Кожара В.Л. Функции классификации. В кн.: Теория классификаций и анализ данных. Новосибирск, ВЦСОАНСССР, 1982, с.5-19.

73. Кожаринов A.B. Концептуальные основы изучения антропогенной трансформации геосистем. Доклады АН БССР, том 34, № 3, 1990, с.250-253.

74. Колмогоров А.Н. Три подхода к определению понятия "количество информации", т.1, вып.1, М.: Наука, 1965, с.225-237.

75. Коломенский E.H., Лобанов Е.М. Программа факторного анализа по методу соответствий и главных составляющих. М.: ВСЕГИНГЕО, 1976, 24 с.

76. Комаров И.С., Хайме Н.М. Применение понятий и мер теории информации в инженерной геологии при оценке неоднородности. Изв. вузов, геол. и разв., 1968, № 5, с.53-62.

77. Косыгин Ю.А. Методологические вопросы системных исследований в геалогии. Изв. АН СССР, геотектоника, 1970, № 2, с.20-29.

78. Косыгин Ю.А., Соловьев В.А. Статистические, динамические и ретроспективные системы в геологических исследованиях. Изв. АН СССР, Серия геологическая, 1969, № 6, с.9-17.

79. Косыгин Ю.А., Соловьев В.А. Принцип историзма и тектоника. Изв. АН СССР, сиб.отд., Геология и геофизика, 1974, № 5, с.49-56.

80. Круть И.А. Исследование оснований теоретической геологии. М.: Наука, 1973, 225 с.

81. Кульбак С. Теория информации и статистика. М.: Наука, 1967, 408 с.

82. Куренной В.В., Кураев Б.И. Современные автрматизированные системы оценки подземных вод. Обзор ВИЭМС. Гидрогеология и инженерная геология. Выпуск 4, 43 с.

83. Лапин А.И. Наука и природа. Наш современник, № 8, 1991, с.135-142.

84. Латалин Д.А., Туманян В.З., Паршаков Н.С. Литомониторинг: задачи и структура. Разведка и охрана недр, 1990, К. 3, с.14-16.

85. Ленченко H.H., Лисенков А.Б., Кожетев В.В. Методика составления краткосрочных прогнозов режима работы водозабора. Сб. "Тезисы докладов 1У Московской городской конференции молодых ученых и специалистов", М., ВСЕГИНГЕО, 1974, с.15-17.

86. Либих Ю. Химия в приложении в земледелию и физиологии. М.-Л., ОГИЗ Сельхозгиз, 1936, 325 с.

87. Линзы пресных вод пустыни. Сб. под ред. Кунина В.Н., Морозова А.Т., Шестакова В.М. М., АН СССР, 1963, 380 с.

88. Лисенков А.Б. Реконструкция моделированием палеонапоров альб-сеноманского водоносного комплекса. Южно-Мангышлакского бассейна. В кн. Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии. М.: Недра, 1980, с.332-343.

89. Лисенков А.Б. Реконструкция палеогидрогеологических условий артезианских бассейнов /на примере Южно-Мангьшшакского артезианского бассейна/. Изв.вузов. Геол. и разв. 1984, № 5, с.19-21.

90. Лисенков А.Б. Информационный v: подход к анализу гидрогеохимических систем. Изв. вузов. Геол. и разв., 1990, № 3, с.117-122.

91. Лисенков А.Б. Использование информационного подхода и алгоритма "распознавания образов" для оценки эколого-гидрогеологических условий. Изв.вузов. Геол. и разв., 1992, № 4, с.112-116.

92. Лисенков А.Б. Эколого-гидрогеологическое картирование с использованием факторного анализа /на примере Ташаузского региона Туркменистана/. Геоэкология, 1993, ü 6, с.100-106.

93. Лисенков А.Б. Опыт решения неформальных задач в экогидрогеологии. М.: Геоинформмарк , 1993, 74 с.

94. Лисенков A.B. Информационный подход к распознаванию образов при решении эколого-гидрогеологических задач. Геоэкология, М.: РАН, № 4, 1994, с.и9-Ш.

95. Лисенков A.B. Методология решения диагностических задач в гидрогеологии. Геоэкология. М.: РАН, № 6, 1994, C.Í07-H8.

96. Лисенков A.B. Реализация принципа Эшби при обучении информационных эколого-гидрогеологических моделей. В сб. Геоэкологические исследования и охрана недр. Геоинформмарк, № 3-4 , 1994, с.

97. НО. Лисенков A.B., Гавич И.К., Угорец В.И. Краткосрочные гидрогеологические прогнозы. В кн. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения. М.: Недра, 1985, с.305-313.1. А О П НОС

98. Лисенков А.Б., Денисов В.А. Генетические связи зоддеитов химического состава подземных вод Южного Мангышлака, изученные с помощью факторного анализа. Изв. ВУЗов, Геол. и разв., 1977, № 8, с.83-92.

99. ИЗ. Лисенков А.Б., Пиньера Касе X. Распознавание образов, как метод оценки гидрогеологической информации. В сб. тезисов докладов I Всесоюзного съезда инженеров-геологов, гидрогеологов и геокриологов, ч.1, Киев, 1988, c.III-112.

100. Лисенков А.Б., Фисун Н.В., Донерьян Л.Г., Муравьева H.H. Системный подход при изучении процесса доочистки городских сточных вод при условии их фильтрации через песчаные коллекторы.

101. В сб. Гигиенические аспекты опреснения воды /м-лы Ш Всесоюзного совещания/, Шевченко, 1988, с.195-197.

102. Марченко В.В. Человеко-машинные методы геологического прогнозирования. М., Недра, 1988, с.231.

103. Методические рекомендации по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды. М.: ИМГРЭ, 1982, 66 с.

104. Методические рекомендации по геохимической оценке состояния поверхностных вод. М.: ИМГРЭ, 1985, 46 с.

105. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. М.: ИМГРЭ, 1986, 98 с.

106. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982, 112 с.

107. Методические рекомендации по организации и ведению мониторинга подземных вод. /Изучение режима химического состава подземных вод/. М., ВСЕГИНГЕО, 1985, 76 с.

108. Методы системного анализа в мелиорации и водном хозяйстве. Л., Гидрометеоиздат, 1983, 261 с.

109. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения /под ред. И.К. Гавич/. М., Недра, 1985, 320 с.

110. Мироненко В.А. 0 концепции государственного гидроэкологического мониторинга России. Геоэкология, М.: РАН, 1993^1?с.19-29.

111. Мовшович Э.Б., Кнепель М.Н., Черкашин М.С. Формализация геологических даннх для математической обработки. М., Недра, 1987, 189 с.

112. Натапов Л.М., Спомиор Ю.Н., Уфлянд А.К. и др. Опыт системного анализа при прогнозе и поисках оловяного оруденения. Советская геология, 1983, № 8, с.3-11.

113. Николаев Ю.В. Классификация гидрометеорологических процессов с помощью ЭВМ. Л.: Гидрометеоиздат, 1976, 36 с.

114. Никитин А.А. Основы комплексной интерпретации геофизических данных. В кн. Комплексирование методов разведочной геофизики. М.: Недра, 1984, с.42-56.

115. Окунь Я. Факторный анализ. М., Статистика, 1976, 257 с.

116. Оноприенко В.И. Взаимосвязь структурного, генетического и системного подходов в геологических исследованиях. В кн. Методологические вопросы геологических наук. Киев: Наукова думка, 1974, с.67-81.

117. Осипов В.И. Геоэкология междисциплинарная наука о экологических проблемах. Геоэкология, 1993, № I, с.4-18.

118. Островский В.Н., Островский В.Н. Принципы моделирования эколого-гидрогеологических систем. В сб. Гидрогеологические аспекты в экологии. М.: ВСЕГИНГЕО, 1991, с.127-134.

119. Островский Л.А., Фомин В.М. Подземные воды равнинной части Средней Азии. М.: Недра, 1969, 211 с.

120. Осуга С. Обработка знаний. М.: Мир, 1989, 159 с.

121. Павлов А.Н. Основы системного подхода в геологии. Л.: Изд. Политехнического института им. М.И. Калинина, 1981, 84 с.

122. Пендин В.В. Комплексный количественный анализ информации в инженерной геологии /теория, методология, приложения/. Авт.диссертации на соискание ученой степени д.г.-м.н. М.: 1992, 42 с.

123. Пендин В.В. Изоморфизм и изомерность инженерно-геологических условий. Геоэкология, М.: РАН, 1994, № I, с.44-48.

124. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М., Высшая школа, 1989, 367 с.

125. Перельман А.И. Процессы миграции селей на равнинах восточной Туркмении и западного Узбекистана в неогене. М., Изд-во АН СССР, 1959, 109 с.

126. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975.

127. Пересунько Д.И., Сычев К.И. Литомониторинг СССР система оценки, контроля и прогноза состояния геологической среды. Сб. Геоэкологические исследования в СССР. Докл.сов.геол. Между-нар.геол.конгресс ХХУШ сессия. - М., 1989, с.68-78.

128. Питьева К.Е., Гвоздева И.Е. Современное состояние теориии методики гидрогеологического прогноза загрязнения подземных вод. В сб. Теоретические основы и методика гидрогеологического прогноза загрязнения подземных вод. М., МГУ, 1990, с.5-6.

129. Плотников Н.И., Карцев A.A., Рогинец И.И. Научно-методические основы экологической гидрогеологии. M«: МГУ, 62 с.

130. Положение "0 государственном мониторинге подземных вод Российской Федерации". /Проект первая редакция/, М.: Изд. Рос-комгеология, 1992, II с.

131. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., Прогресс, 1986, 430 с.

132. Прохоров Ю.В., Родионов Д.А. Формальная постановка задач геологического прогнозирования. М., ВИМС, 1977, с.17-23.

133. Райе Р.Дж. Основы геоморфологии. М., Прогресс, 1980, 574 с.

134. Роговская Н.В., Морозов А.Т. Статистический и гидродинамический анализ влияния орошения на грунтовые воды. М., Недра, 1964, 233 с.

135. Роговская Н.В. Гидрогеологическое картирование /обзор отечественного и зарубежного опыта составления гидрогеологических карт/.-М.: Наука, 1981, 132 с.

136. Розенблатт Ф. Принципы нейродинамики и теория механизмов мозга. М.: Мир, 1965, 275 с.

137. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М.: Наука, 1974, 279 с.

138. Сает Ю.Е., Ревич В.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей ср.еды. М.: Недра, 1990, 333 с.

139. Смирнова A.C. Информационный анализ в геологии. М.: Недра, 1985, 156 с.

140. Советский энциклопедический словарь, М.: Советская энциклопедия, 1985, 1599 с.

141. Справочник по математическим методам в геологии. М.: Недра, 1987, 335 с.

142. Сычев К.И. Геоэкологическое изучение территории СССР. Разведка и охрана недр.-1990.-№3.-с.3-10.

143. Тимофеев-Ресовский Н.В., Тюрюканов А.Н. Об элементарных биохорологических подразделениях биосферы. Вюл. М0Ш1 Отд. биол., 1966, т.71, вып.1, с.50-57.

144. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:1000000, I:500000,-М.,-Мингео СССР, 1990, 41 с.

145. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:200000, 1:100000,-М.: Мингео СССР, 1990, 86 с.

146. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию. Масштаб 1:50000, 1:25000.-М., Мингео СССР, 1990, 127 с.

147. Трофимов В.Т., Богданов М.И. О классификации систем и методов инженерно-геологического районирования. Вестник МГУ, Сер. 4, Геология, 1988, № 5, с.55-62.

148. Трофимов В.Т., Герасимова A.C., Красилова Н.С. Устойчивость геологической среды и факторы ее определяющие. Геоэкология, 1994, № 2, сЛ8-28.

149. Уемов А.И. Системный подход и ойцая теория систем. М.: Мысль, 1978, 272 с.

150. Урманцев Ю.А. Опыт аксиологического построения общей теории систем. В кн.: Системные исследования: Ежегодник, 1971, М.: Наука, 1972, с.128-152.1. ZL3'7 1. AU ■

151. Урсул А.Д. Информационный критерий развития в природе. Философские науки, 1966, № 2, с.57-68.

152. Федоров В.Д., Гильманов Т.Г. Экология. М.: МГУ, 1980. 463 с.

153. Фролов Н.М. Методологические проблемы гидрогеологии. М., Изд. Центрального правления научно-технического горного общества, 1987, 74 с.

154. Харман Г. Современный факторный анализ. М.: Статистика, 1972, с.474.

155. Хаустов А.П. Многомерный анализ гидрогеологических систем горноскладчатых областей. Новосибирск: Наука, 1986, НО с.

156. Ходжибаев H.H. Естественные потоки грунтовых вод Узбекистана, Ташкент, Изд-во ФАН, 1970, 175 с.

157. Чесалов С.М., Шмагин Б.А. Статистические методы решения гидрогеологических задач на ЭВМ. М.: Недра, 1989, 174 с.

158. Чумаченко Б.А., Власов Е.П., Марченко В.В. Системный анализ при геологической оценке перспектив рудоносности территории. М.: Недра, 1980.

159. Шапиро С.М., Лавличенко JI.M., Подольный О.В. Гидрогеологические прогнозы подземного стока в озеро Балхаш. Алма-Ата: Наука, 1982, с.75-83.

160. Шарапов И.П. Метагеология. М.: Наука, 1989, 208 с.

161. Швецов П.Ф., Киселев П.А. К систематизации объектов региональной гидрогеологии. Бюл.Моск.о-ва испыт. природы. Отд. геол., 1979, т.54, вып.1, с.110-120.

162. Швецов П.Ф. К системе гидрогеологических понятий. Водные ресурсы, № 3, 1984, с.91-95.

163. Шевченко Н.Г. Закономерности распространения и формирования линз пресных вод пустынь и опыт их рациональной эксплуатации. Ашхабад: Ылым, 1982, 207 с.

164. Шеннон К. Математическая теория связи. В кн. Работы по теории информации и кибернетике. М.: ИЛ, 1963, с.243-332.

165. Шестаков В.М. Мониторинг подземных вод принципы, методы, проблемы. Геоэкология, М.: РАН, 1993, N 6, с. 3-11.

166. Шипунов Ф.Я. Организованность биосферы. М., Наука, 291 с.

167. Шрейдер Ю.А., Шаров А.А. Системы и модели. М., Радио и связь, 1982, 151 с.

168. Экзарьян В.Н., Ковалева О.Н. Автоматизированная информационная система для решения геолого-экологических задач. Обзорная инф. ВИЭМС. Математические методы и автоматизированные системы в геологии. Вып.7, 67 с.

169. Элланский М.М. Петрофизические связи и комплексная интерпретация данных промысловой геофизики. М.: Недра, 1978, с.125.

170. Зшби У.Р. Введение в кибернетику. М.: ИЛ, 1959, 432 с.

171. Яглом A.M., Яглом И.М. Вероятность и информация. М.: Наука, 1973, 511 с.

172. Armstrong М.Р., Bennett D.A. A bit mapped classifier for graund gualiti assessment. Computers and Geosciences. Vol.16, No 6,, 1990, pp.811-832.

173. Bachmat U. The role of data in the management of graund-water. Graundwater Contamination; Use of Models in Dicision -Making , 645-650.

174. Bertolanffi L. An Outlint of General Sistem Theoriy. "Bri-tissh for Phil, of Sci", 150 vol.1. N 2, 134-165.

175. Buchanan B.G. New resseach on ecxpert sistems. Machine1 n r>. doV1.telligence; vol.10, ed by I.E. Hayes etal.,1983.

176. Gates G.W.B., Verhoeven T.I. Graundwater quaaaliti mange-ment network design for New South Wales hidrologi and water resources simposium 2-4 october, 1991, pp.537-541.

177. Hoang van Hung, Nguyen Kim Ngoe, A.B. Lisencov.On the problem of chemical compsition of graundwater in unconsolidated deposits of the Mekong river delta. Sekond Conference on Geologi of Indochina, 11-13 November, 1991, Hanoi, p.435-445.

178. Horton R.E. Erosional development of streams and their drainage basins; hydrophysikal approach to guantitative morfologi; Bull.geol. Soc. Am.,56, 1945, 275-370.

179. Mc Dermott I. Extacting Knowledge from expert systems. Proc. of IGCAI-8,1983.

180. Mc Cammon. Rese it dewelopments in PROSPECTOR and future expert systems in regional resenree evaluation. IEEE Computer secietety reprint, 1984, c.2432248.

181. Meyer F.D. Graund water monitoring at wellhead protection areas. Ground water mon toring review, t.10, N 4, 1990, c.102-109.

182. Riley I.A., Steinhorst R.K., Winter O.V., Williams R.E. Statistikal analisis of the hidrochemistri of ground water in Columbia River basalts Gournal of Hydrologi, 119 (1990), 245-262.

183. Rosenblatt F. Tho Perceptron: a probabilistik model for information storade and organisation in brain. Psychol. Rev, 1958, vol.65., p.386-408.

184. Roy A., Dasgupta A.K., Iain K.C., Lahiri D. Hidrogeochi-mikal factor model for shallow guaternary aguifer system in the Ahmedabad urban cjmplex, guiarat and its environmental impact. Indian minerals. Vol.44, No.4 (October December 1990) 287-302.

185. Ruiz F., Gomis V., Blasko P. Application of factor analisis to the hydrogeochemikal study of a coastal Aguifer. Gournal of Hydrologi, Amsterdam, 119 (1990), 169-177.

186. Sepe P.M., Landim P.M.B. Aplicacao da analise diserimi-nante no estudo hidroguimico dos rios corumbataie piracicaba (SP). Geociecias, Sao Paulo, (esp), 1990, 215-222.

187. Shelford V.E. Laboratori and field ecology. Baltimore, Williams and Wilklns, 1929.

188. Smyth I.D., Istok I.D. Multivariat geostatistical analisis of groundwater Contamination by pesticide and nitrate: a case history. Geostatistis, 1990, vol.2., 713-724.

189. Tanslay A.D. Introduction to plant ecjljgy. Aguide for beginners in the study of plant communities. L., 1946, 435 p.

190. Thompson Wetal. Recognitionbased diagnostic reasoning. Prog, of IGCAI-8, 1983.

191. Varsanyi I. Tracing graundwater flow using chemikal data. Hidrologikal Sciances Iournal, 31,3. 6/1989. pp.265-275.

192. Zadeh L.A. Outline of a New Approach to the Anflise of Complex Sistems and Decision Processes, IEEE Trans, on Systems, Man and Cybernetics SMC 3. (1973), 28-44.

Информация о работе

Лисенков, Александр Борисович
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 1995
ВАК 04.00.06

Диссертация

Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы