Еколого-геоморфологічне прогнозування і його методи

Прогнозування (від грец. prognosis – знання наперед) – важливий метод у вивченні сучасних геоморфологічних процесів, оскільки дає інструмент до розуміння їхніх впливів на довкілля.

Під еколого-геоморфологічним прогнозуванням розуміють передбачення характеру дії і ступеня активності сучасних морфодинамічних процесів стосовно навколишніх природних чи техногенних систем і безпеки людей. Прогноз спрямований на передбачування негативних наслідків дії на середовище сучасних ендоі екзогенних процесів.

Прогнозування – це науково обґрунтоване судження про майбутні стани об’єкта прогнозування і (або) альтернативні шляхи досягнення цього стану. Необхідність прогнозування зумовлена тим, що майбутні стани об’єкта мають важливе значення для рішень, прийнятих у цей момент. Є невизначеність, яка пов’язана з майбутньою ситуацією, яку повністю усунути неможливо. Головне завдання суб’єкта, який приймає рішення за наявності невизначеностей, – знаходження оптимального рішення з альтернативних. Прогнозування є інструментом пошуку такого рішення, яке треба приймати на підставі науково обґрунтованого, об’єктивного аналізу проблеми [58].

Еколого-геоморфологічне прогнозування можна означити як послідовну зміну станів геоморфосистеми в цілому за період часу. Це передбачення процесу руху геоморфосистеми чи її стану в деякий фіксований момент майбутнього часу 

Прогноз також виконують на підставі системних спостережень. Тоді його можна схарактеризувати так:

Прогноз має відповідати на питання:

1. де, коли і якої потужності (параметрів) може виявитися той чи інший генетичний тип морфодинамічного процесу;
2. з якою швидкістю будуть переміщуватися гірські маси, які руйнуються;
3. на яку відстань перемістяться або яку площу займуть переміщувані породи.

Послідовність проведення прогнозів така:

• формулювання цілі (мети) прогнозу;
• вироблення вимог до його точності та надійності;
• обґрунтування вибору моделі;
• аналіз, відбір і первинне опрацювання вихідної інформації;
• математичні операції з відібраною інформацією, моделювання проходження процесів;
• передбачувані зміни в просторі та часі.

Теоретичну основу еколого-геоморфологічного прогнозування становить загальна теорія ендоі екзогенних процесів, а з позицій системного підходу – теорія змінюваності геоморфосистеми.

Види прогнозів:

• за часом виявлення процесів: довгострокові, короткострокові та екстренні. Довгострокові прогнози розробляють на термін від 3-4 років до 10–15, орієнтовані на загальні тенденції розвитку процесів. Короткострокові – від 1 до 3-4 років (на п’ятиріччя), означають можливі активізації процесів у разі збігу багатьох чинників. Екстренні прогнози поділяють на різновиди:

1. 1. екстренне попередження – видають за декілька годин на підставі даних мережі спостережень, які свідчать про критичну ситуацію;
   2. оперативний прогноз – за добу – 10 днів;
   3. сезонний – 1-3 місяці;
   4. річний;
   5. випереджувальний (на наступний рік);

• за достовірністю: орієнтовні, уточнені й експертні. Орієнтовні прогнози – це наближені, приблизні передбачування, з якісною та елементами кількісної характеристики даних регіонального розвитку процесів. Уточнені прогнози – достовірніші прогнози, які ґрунтуються на детальних дослідженнях властивостей порід, даних режимних і розвідувальних спостережень, порівняння з подібними геоморфологічними обстановками. Експертні прогнози дають професійні експерти в галузі інженерної геології, геодинаміки, екології і залежать від їхнього досвіду та кваліфікації;
• за площею виявлення: глобальні, регіональні, локальні. Глобальні прогнози проводять для геосистем планетарного рівня (наприклад, прогноз 11-річного сонячного циклу активності та його впливу на земну поверхню). Регіональні прогнози розробляють для районів, областей з однотипними геолого-геоморфологічною будовою та розвитком рельєфотвірних процесів. Дають фонову характеристику процесів із загальними закономірностями їхнього розвитку. На підставі регіональних прогнозів виконують районування території за ступенем розвитку сучасних геоморфологічних процесів. Локальні прогнози висловлюють для певних гравітаційних, флювіальних чи інших процесів, характеру та можливого часу їхнього впливу на конкретні споруди чи життя людей. Локальні прогнози ґрунтуються на детальній глибокій оцінці механізму процесу і властивостей геоморфосистеми;
• якісні та кількісні прогнози. Якісний прогноз можна отримати через ланцюг дедуктивних або індуктивних висновків і за допомогою кількісного аналізу. Переважає словесна характеристика процесів із їхньою параметричною оцінкою. Кількісний прогноз пов’язаний з “можливостями”, з якими відбувається та чи інша подія в майбутньому, а також з деякими кількісними характеристиками цієї події (наприклад, його математичним очікуванням, найбільш імовірним значенням і т.д.). У цьому випадку результатом є числові значення розвитку процесу в просторі та часі [35].

Прогнози розробляють для різних стадій розвитку морфодинамічних процесів:

1. на стадії підготовки (яка може існувати тривалий час);
2. розвитку й активізації;
3. затухання, іноді трансформацію в інші процеси.

Методи прогнозування

1. Розрахункові: визначення стійкості схилів, напруг у схилі – для гравітаційних процесів; граничних глибин залягання ґрунтових вод, параметрів затоплення річкових заплав – для підтоплення і флювіальних процесів; хімічного складу ґрунтових і підземних вод – для карстових процесів; механічного складу відкладів – для еолових процесів тощо.
2. Моделювання: математична або матеріальна побудова моделей розвитку процесів.
3. Метод аналогій – порівняння досліджуваної території з подібною їй територією за геолого-геоморфологічними умовами та розвитком морфодинамічних процесів. Прогнози будують за розробленою схемою, застосованою для аналогічної території. Метод спрямований на те, щоб виявити схожість у закономірностях розвитку процесів і на цій підставі будувати прогнози.
4. Історико-геологічний метод. Побудований на вивченні умов розвитку процесів у минулі геологічні епохи або попередні періоди стану геосистеми.
5. Оціночні методи, зокрема, оцінка чинників розвитку процесів, морфометрії рельєфу, ураженості території процесами, їхньої інтенсивності, облік земляних мас у верхніх і нижніх частинах схилу (для передбачування зсувів) та ін.
6. Метод спостережень за передвісниками проходження процесів. Наприклад, зростання частоти слабких поштовхів, зміна відношення швидкостей пересування вздовж і поперек хвиль перед землетрусами, зміна електроопору гірських порід, рівня ґрунтових вод під землею, кількість радону у воді є передвісниками землетрусів. Утворення тріщин, осипання дрібнозему пророкують зсуви. Випадання значної кількості опадів чи інтенсивне сніготанення провокує розвиток флювіальних процесів тощо.

Прогнозування охоплює такі головні показники:

• місце виникнення, проходження та завершення процесу;
• час активізації;
• границі та розміри ураженої процесом території;
• швидкість розвитку процесу та його амплітуда;
• наступні в часі можливі активізації процесу.

Прогнозування – важливий аспект еколого-геоморфологічних досліджень, оскільки намічає перспективи, направленість розвитку сучасних морфодинамічних процесів, дає змогу наперед розробити заходи з безпеки людської діяльності, локалізувати негативний вплив цих процесів на довкілля.