Введение

Региональные инженерно-геологические исследования обычно охватывают широкий круг вопросов, связанных с различными науками о Земле. Эти сведения необходимы как для общего территориального планирования и размещения на местности различных зданий и сооружений, так и для детализированной разработки любого строительного проекта. Чем сложнее проектируемый объект, тем глубже должен быть региональный анализ природных особенностей, обеспечивая многовариантное рассмотрение возникающих задач.

В региональных исследованиях важнейшие задачи заключаются в сборе, обработке и обобщении всей географической и геологической информации, обеспечивающей развитие и осуществление любых инфраструктурных проектов. Полнота и достоверность информации играют здесь решающую роль, определяя эффективность всею комплекса исследований, направленных на то, чтобы оценить возникающие риски и построить прогноз существования новой природно-техногенной реальности. Простого описания природной обстановки явно недостаточно, необходим не только наглядный и убедительный анализ всех природных и техногенных факторов, но и теоретическое осмысление получаемых результатов. Это осмысление должно носить концептуальный характер и должно быть направлено на прогноз эволюции природно-техногенной среды. Такой прогноз должен соответствовать современной методологии исследования больших систем, к которым относится Геологическая Среда любой территории. Однако современная парадигма Инженерной Геологии всё ещё слабо связана с теоретической работой, особенно в части разработки общей методологии региональных исследований.

Региональная Инженерная Геология (как самостоятельный раздел Инженерной Геологии) для указанной цели пока может предоставить произвольно систематизированное описание инженерно-геологических условий но различным регионам

России и сопредельных стран (см. монографии «Инженерная геология СССР», «Гидрогеология СССР» и г. п.), поддержанное соответствующим картографическим материалом. В основе такого рода описаний лежат заимствованные теоретические построения и обобщения, базирующиеся, например, на формационном учении в геологии, на геотектонической и гидрогеологической структуризации. Различные инженерно-геологические, гидрогеологические и специальные карты служат фактически теоретическими обобщениями, но в силу специфики и составления, и интерпретации таких карг, субъективной фактовки картографического материала, такие обобщения слабо и противоречиво используются при разработке проектов. Обобщающих положений, тем более глубоких теоретических разработок, в накопленной региональной информации чрезвычайно мало. Они зачастую представлены текстовыми описаниями, случайными классификациями и типизациями. В технических отчётах но изысканиям использование региональных материалов носит просто формальный характер, закреплённый в нормативных документах. Поскольку получение фактического материала в геологии, тем более в Инженерной Геологии, всегда трудоёмко и затратно, даже поверхностные обобщения фактических наблюдений чрезвычайно консервативны и устойчивы, несмотря на появление нового материала и на очевидной прогресс в смежных областях науки и техники. В этом отношении отрицательную роль играют догматические представления строителей, имеющих весьма слабую геологическую подготовку. Именно в борьбе с этими представлениями, закреплёнными в нормативных документах, складывается новая парадигма Инженерной Геологии [21, 22].

Под парадигмой в её классическом понимании примем совокупность научных достижений, которые в данный момент дают профессиональному сообществу модель и постановки проблем, и их решений (по Т. Куну) [30]. В настоящее время содержание парадигмы Инженерной Геологии существенно меняется и определяется переходом к развёрнутому понятию Геологической Среды и возможностям её исследований с широким применением геоинформационных технологий в грёхмерном иросфанстве [20, 22]. Это касается исследований сфуктуры и организации, как горных пород на уровне отдельно взятого образца (микроуровень), так и различных объёмов Геологической

Среды (макроуровень). В дальнейшем будем говорить о Геологической Среде, в соответствии с точным определением термина «среда», как о земной коре или её части, рассматриваемых в специальном аспекте хозяйственного использования и строительства, предполагая противопоставление среде некоторого объекта или комплекса объектов вплоть до всей технологической цивилизации, функционирующей на нашей планете.

Под рациональным использованием и охраной Геологической Среды будем понимать комплекс мероприятий экономических, правовых, общественных, строительных, технологических, направленных на экономически целесообразное использование земных недр и земной поверхности. Очевидно, что такой комплекс мероприятий должен обеспечить [31]:

> рациональное извлечение и использование минеральных ресурсов и утилизацию отходов горнодобывающей промышленности;

> строительство и хозяйственное использование территорий, соответствующие инженерно-геологическим условиям и рискам, связанным с природными и техногенными процессами;

> охрану уникальных геологических памятников;

> минимизацию отрицательного воздействия на хозяйственную инфраструктуру от процессов, связанных с освоением Геологической Среды.

К этим, сформулированным ещё в советское время императивам, добавим ещё один аспект глобальной проблемы:

> бережное отношение к земной поверхности как не возобновляемому природному ресурсу, данному человеку’ для гармоничного развития.

Все названные проблемы в большей или меньшей степени связаны с производством инженерно-геологических исследований, в том числе регионального характера.

Комплексное и всестороннее решение отмеченных проблем должно опираться на современный исследовательский процесс, который должен интегрировать в себе как накопление нового знания, так и на эффективное внедрение результатов научных разработок. В ходе этого процесса необходимо осуществлять разносторонний, многомодальный и альтернативный подход к решению проблем освоения Геологической Среды. Обеспечить реальный синтез подобных подходов представляется чрезвычайно сложным. В гаком синтезе должны быть сплавлены как элементы теоретического знания, так и элементы искусства, заключающиеся в умении исследователей наблюдать, описывать и оценивать очевидные факты окружающей природы, относимые к чрезвычайно широкому комплексу сведений о пространственно-временном положении физических, химических и иных параметров природной или природно-техногенной среды, составленной элементами геотона (атмосфера, гидросфера, литосфера), биогона (флора, фауна, мир микробов и бактерий) и техносферы (здания и сооружения, инженерные сети). В рамках этого синтеза необходимо обеспечить и прогноз дальнейших изменений проектируемых зданий, сооружений и инженерных работ.

Проблемы рационального использования и охраны природной среды во всех науках о Земле в равной степени ставят вопрос о параллельном обсуждении и анализе как широких природоведческих аспектов, так и более узких теоретических основ отдельных научных разделов, полагая, что теоретическая составляющая должна обеспечить необходимую полноту и эффективность научных исследований, в том числе получение наиболее значимых практических результатов.

Необходимость теоретических разработок испытывают все разделы Инженерной Геологии, но в высшей степени это касается регионального раздела, ибо именно региональные инженерно-геологические исследования дают материал, на основе которог о могут быть созданы общие теории и законы Инженерной Геологии, может быть создана и оггробовагга нормативная база для различных видов исследовательской и строительной деятельности гго различным регионам страны. При этом необходимо развивать теоретическую базу Инженерной Геологии гго трём направлениям: предметных (конкретно-научных), методических и методолог ических теорий. Последняя особенно важна для Инженерной Г оологии, которая является междисциплинарной наукой, в которой существует пересечение предметных областей, в частности, с геотехникой, геоэколог ией и др.

Методолог ическая теория должна включать в себя:

  • 1) систему исходных понятий и постулатов, с помощью которых формулируются основные определения и представления;
  • 2) определение главных направлений исследований и подходов к объекту и предмету;
  • 3) операциональное изложение принципов получения объективных знаний о предмете исследований и обоснование конкретных задач;
  • 4) анализ возможных решений и правил интерпретации результатов.

Образно говоря, методологическая теория должна играть роль развитого кровообращения в теле науки, обеспечивая развитие научною процесса, который опирается на современную парадигму и развёртывается в пределах от фундаментальных исследований до проектных разработок. При этом такая теория должна опираться на взаимосвязанные определения объекта, предмета исследований и структуры научною метода, как в Инженерной Геологии в целом, так и в Региональной Инженерной геологии, в частности. Исходными для Региональной Инженерной Геологии будут положения о том, что: объект региональных исследований это территория как невозобновляемый природный ресурс, находящийся в одном ряду с различными полезными ископаемыми (твёрдые, жидкие, тазо- образные);

предмет (предметная область) - императивный комплекс знаний, охватывающий широкий перечень структурированных разделов теологии и смежных дисциплин естественнонаучного и технического характера, объединяемых в современных социально-экономических условиях для постановки задач и выбора решений по рациональному использованию и охране Геологической Среды, при этом в основе такого синтеза знаний должны лежать экологические требования, сформулированные Б. Ком- монером ещё в 1972 году - «Всё связано со всем» и «За всё надо платить», в том числе за безопасность, комфорт и эстетику возникающей в результате строительства техногенной среды [32];

методология - прикладная логика выбора и использования научных подходов к изучению инженерно-геологических условий различных территорий, т. е. рационального сочетания историзма, системности и многоаспектного моделирования, и разработка соответствующего знакового языка, позволяющего всестороннее использование результатов научных разработок;

теория - построение научного объяснения организации гео- пространства, ст о структуры и связей, в рамках которых возможен переход к моделям взаимодействия зданий и сооружений с горными породами различного состава, состояния и свойств;

практика - региональные исследования — это обособленный и самостоятельный этап инженерных изысканий для обоснования и выбора наилучших архитектурных и строительных решений. Важно подчеркнуть, что региональные исследования - эго лишь начальный этап инженерных изысканий, т. е. предпроектных проработок, когда необходимо выбрать район строительства, принять принципиальные решения по размещению объектов строительства, обосновать генеральные и ситуационные планы компоновки сооружений, генеральные схемы инженерной защиты территории, выбрать направления трасе линейных сооружений и т. и. Региональные инженерно-геологические исследования, как и весь процесс инженерных изысканий, должны рассматриваться как целенаправленный научно-производственный процесс получения, накопления, обработки и передачи различным потребителям пространственной геоинформации, необходимой и достаточной для проектирования и строительства. Этот процесс должен выполняться по принципу «от общею к частному» и обеспечивать всю полноту пространственной геоинформации для характеристики и оценки инженерногеологических условий строительства и производства инженерных работ, в том числе для составления прогноза изменений природной среды в период строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений.

Обозначенное содержание парадигмы имеет достаточно ясную позитивистскую направленность и базируется на принципах классической рациональности, но вопрос, отвечает ли она духу и вызовам времени, остаётся открыт ым и требует постоянного внимания. Для своего практического воплощения она требует поддержания на соответствующем уровне систематизированных и структурированных знаний в области наук о Земле, в том числе специального раздела, названного в XX веке Инженерной Геологией, дополняемого в XXI веке бурно развивающей Геотехникой, представляющей сплав геологии и фундаменто- строения на платформе многостороннего моделирования и компьютеризации [23]. Однако понимание и принятие такой парадигмы профессиональным сообществом складывается далеко неоднозначно. Для её реализации в науке и практике нужны соответствующие общественно-экономические условия и целенаправленная работа но преодолению чисто технократического унифицированного и нормированного подхода к сложным нриродным явлениям, а также учёт субъективных факторов в отношениях участников строительного процесса, количество которых по направлениям базового образования насчитывает несколько десятков специальностей.

Существует представление, что научное содержание Инженерной Геологии связано исключительно с её прагматическими аспектами, с поисками рациональных инженерных решений в деле освоения Геологической Среды. В этих представлениях теоретическая область выступает просто как совокупность знаний и достижений, суммированных но всем разделам, включая сами теории различного ранга, концепции, гипотезы, принципы, законы, понятия, методы исследований и т. и. Однако в современную эпоху нс следует переоценивать значимость практических императивов. Ещё в 1979 году Б. М. Кедров, рассматривая перспективы научно-технической революции, провидчески писал: «На современном уровне развития науки и техники практика уже нс может строго определить, чётко сформулировать конкретные задачи для науки, но как свой социальный заказ определяет лишь общее направление научных поисков. И практика толкает науку но новому пути сначала познать всё более широкие, всё более глубокие области материального движения в природе безотносительно к их практической значимости... Успех поступательного движения научно-технической революции теперь целиком зависит от того, насколько полно и всесторонне будет изучен объект природы, и, следовательно, трудно рассчитывать на то, что большинство или хотя бы многие из процессов, изученных теоретически и экспериментально, найдут сейчас или в скором времени какое-либо практическое применение» [33].

Вторая часть утверждения уважаемого философа сейчас вызывает возражение, поскольку в целом наблюдается явный процесс интенсификации в деле внедрения в практику последних научных достижений. Препятствие здесь видится только в одном - излишней забюрократизированное™ внедренческих процессов на государст венном уровне и в недостатке финансовых средств, особенно значительных на первом этапе внедрения.

Практика региональных исследований, соотнесённая с положением дел в системе инженерных изысканий, жёстко привязанной к ограничениям на законодательном уровне (см. Градостроительный кодекс РФ, система государе 1 венных стандартов в области строительства и недропользования, строительные нормы и правила (СНиПы и СП)), показывает насущную необходимость дальнейшего развития научного ядра Инженерной Геологии и Региональной Инженерной Геологии, в частности, при этом в центре внимания должны находиться четыре основных направления.

  • 1. Разработка и совершенствование представлений о структуре и законах организации геонространства, непосредственно влияющих на рациональное использование и охрану Геологической Среды. Эти представления должны выводиться из анализа геологической истории местности, особенно в новейшее геологическое время, при этом увязывать между собой в единый информационный продукт сведения о рельефе местности, о горных породах, о подземных водах, о геодинамической обстановке в разрезе актуального и геологического времени, об особенностях взаимодействия созданной хозяйственной инфраструктуры с Геологической Средой. Эти представления следует привязать к таксономической системе пространственных единиц раздела геонространства, основанной на чётких критериях логической и пространственной связности [16].
  • 2. Разработка операционального содержания регионального инженерно-геологического анализа, основанного на морфодинамическом подходе, который позволяет формализовать и минимизировать информацию об основных этапах геологического развития, определяемою налеотектоническим, палеоклиматиче- ским режимами и современными региональными геологическими и климатическими особенностями [34].
  • 3. Разработка моделей пространственной изменчивости состава и свойств различных комплексов пород с выделением главных направлений изменчивости и увязка этих направлений с морфологией геонространства [35].
  • 4. Создание единой методологической теории, позволяющей формировать информационный продукт региональных исследований на базе системного подхода, исторического подхода и многопрофильного моделирования для интерпретации инженерно-геологической обстановки различных по площади территорий. Ведущую роль в этом направлении должно сыграть картографическое моделирование с использованием компьютерных технологий.

Основой всей научной работы служит убеждение, что мир представляет упорядоченную и познаваемую сущность.

А. Эйнштейн

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >