Понятие природно технических системах

4. Природно-технические геосистемы

Различают геосистемы, состоящие только из природных элементов, – природные геосистемы и из элементов природы, населения и хозяйства – интегральные.

Природная геосистема – это участок земной поверхности, где отдельные компоненты природы и комплексы меньших рангов находятся в тесной связи друг с другом и который как целое взаимодействует с соседними участками, космической сферой и человеческим обществом. Природные геосистемы могут иметь различ­ные размеры, соответствующие порогам географической реальности.

В настоящее время на Земле почти не осталось абсолютно не затронутых воздействием человека природных геосистем. Поэтому на большей части земного пространства природная геосистема может быть рассмотрена лишь как природная составляющая более сложных интегральных геосистем, в том числе и природно-технических. Однако следует помнить, что, даже находясь под интенсивным влиянием человеческой деятельности, природная составляющая продолжает жить по природным законам, подчиняясь природным процессам обмена ве­ществом и энергией, сезонам года, времени суток, погодным и климатическим изменениям.

Интегральная геосистема – это сложное пространственно-времен­ное образование, состоящее из таких элементов или подсистем, как природа, население, хозяйство; последние два элемента обычно рас­сматриваются как представители подсистемы «общество» с его раз­личными видами деятельности: производственной, культурной, бы­товой, рекреационной. Интегральные геосистемы обладают двой­ственной качественной природой. С одной стороны, сохраняя при­родные свойства, они развиваются и живут по природным законам; с другой – они обрели качества социальные, общественные, которые определяются прежде всего законами развития общества. Интег­ральные геосистемы имеют различные размеры и разные уровни слож­ности.

Интегральной геосистемой глобального уровня можно считать всю суперсистему «природа–общество». К интегральным геосистемам ре­гионального или локального уровня могут быть отнесены производ­ственные, демоэкологические, рекреационные, природно-хозяйственные, природно-технические геосистемы. В послед­ние годы для описания сложных геосистем используются термины природно-антропогенная система, «антропогенно-техногенная гео­система, природно-хозяйственная система и другие, которые мы будем рассматривать как синонимы.

Природно-техническая геосистема (ПТГС) – вариант (вид) интегральной геосистемы, в которой на первый план выходит взаимодействие природы и техники.

Природно-технические геосистемы, или геотехсистемы, – ком­бинации орудий и средств труда, связанные единым технологическим циклом и выполняющие определенную социально-экономическую функ­цию. Технология, техника в природно-технической геосистеме (геотехсистеме) выступают как своеобразный механизм, позволяющий обществу (человеку), с одной стороны, приспосабливаться к при родной среде, а с другой – приспособить природу к удовлетво­рению своих потребностей.

В результате тесного взаимодействия между природными и техническими элементами в природно-технической геосистеме связи столь велики, что ни одна из них в отдельности не может выпол­нять возложенные на всю систему социально-экономические функции.

Под природно-техническими геосистемами понимаются не только, такие геосистемы, в которых технические устройства выступают как непосредственный элемент системы, например, в промышленных системах, но и такие, деятельность которых в значительной степени определяется условиями, создаваемыми в результате использования тех или иных технических средств.

Рассмотрение проектируемого объекта как системы, состоящей из двух крупнейших частей – технической и природной, делает системный подход не украшением, а обязательным условием работы, а природоведа: географа, эколога – союзником, соратником проек­тировщика. Проектировать, создавать среду, оптимальную для жизни человека, это значит проектировать системы, конструкции, технологии такими, чтобы они были максимально увязаны с существующими взаимо­связями в природе.

Источник

3. Природно-технические системы. Классификация природно-технических геосистем.

Природно-техническая система, по В. Д. Ломтадзе, — «природный комплекс, в пределах которого размещены искусственные объекты, созданные в результате выполнения строительных и других инженерных работ. В географии (а теперь и в инженерной геологии) такую систему рассматривают как модель, характеризующую взаимодействие природы (геологической среды) с сооружениями.»

Примерами природно-техногенных комплексов могут служить:

• судоходные пути, обустроенные на реках путем создания различных гидротехнических сооружений, таких как шлюзы, каналы, плотины и т.д.;
• сельскохозяйственные земли, так как представляют собой территории, преобразованные для производства сельскохозяйственной продукции путем создания систем орошения, осушения, путем планировки и выравнивания значительных площадей;
• водохранилища ГЭС, удовлетворяющие энергетические, транспортные и водно-ресурсные потребности общества.

По признаку локализации природно-техногенные комплексы можно подразделить

По уровню антропогенной нагрузки природно-техногенные комплексы можно подразделить на следующие категории:

1) малоосвоенные территории с низкой плотность населения, где техногенная (экономическая составляющая) либо совсем не представлена, либо исчезающе мала;

2) ландшафты, в пределах которых отсутствуют крупные населенные пункты, а также в которых велика доля территорий, вовсе не затронутых хозяйственной деятельностью;

3) ландшафты, в пределах которых преобладает сельскохозяйственное производство, а доля промышленности незначительна;

4) территории, на которых преобладает аграрный сектор экономики, но вместе с тем присутствуют отдельные крупные объекты промышленности;

5) природно-техногенные комплексы, в которых в примерно равной степени представлены как средней величины города с развитой промышленностью, так и аграрные территории;

6) природно-техногенные комплексы с присутствием крупных городов и сельскохозяйственных площадей;

7) наличие крупных городов с развитой промышленностью, окруженных индустриально освоенными территориями (например, Москва с Московской областью, Санкт-Петербург с Ленинградской областью).

Система – это предмет, состоящий из других предметов, которые находятся в определенных отношениях и обладают фиксированными свойствами.

ПТС – это любая комбинация из техногенного устройства и природного геологического тела. ПТС – это сооружения и геологическая среда, которая находится под его влиянием.

ПТС разделяются на несколько категорий( структурных уровней):

• ПТС, подсистемы: отдельное сооружение и сфера взаимодействия ГС с этим сооружением, следует считать элементарной;
• ЛокальнаяПТС, формирующаяся и функционирующая под влиянием взаимодействий комплекса сооружений (город, гидроузел, промышленный комплекс) с литосферой. Локальная ПТС состоит из элементарных, отношения, которые и составляют ее структуру;
• региональная. Подсистемы: локальные ПТС, находящиеся в регионе, и природные геосистемы, в которые вкраплены локальные ПТС. Главные взаимодействия региональной ПТС — управляющие, косвенные, иногда заранее не учтенные взаимодействия.
• Элементарные ПТСграничат с друг другом или пересекаются, так что на функционирование некоторой элементарной ПТС оказывают влияние соседние. Область ГС, взаимодействующая с комплексом сооружений, в большинстве случаев не имеет разрывов непрерывности, представляет собой связную область геологического пространства.

Примером локальной ПТСможет служить система в границах города, включающая все его сооружения, некоторую часть воздушного бассейна, реки и водоемы, фрагменты биосферы и область литосферы до глубины, в пределах которой проявляется взаимодействие с сооружениями (развиты инженерно-геологические процессы).

Региональные ПТС,как правило, не составляют связную область пространства и не могут непосредственно взаимодействовать между собой. Они приводят к изменению хода естественных процессов в регионе и к возникновению ИГ (техногенных) процессов.

Категорию ПТС определяет ее структура, а не занимаемая площадь. Например, такая элементарная ПТС, как водохранилище — сфера взаимодействия геологической среды, — может занимать площадь в сотни или даже тысячи квадратных километров. В то же время несколько отдельно расположенных сооружений, суммарная площадь которых не превышает 1-2 км2, а сферы взаимодействия не пересекаются, образуют региональную ПТС

Источник

53. Дать определение понятия «Природно-техническая система»

Природно-техническая система (ПТС) — целостная, упорядоченная в пространственно-временном отношении совокупность взаимодействующих компонентов, включающая орудия, продукты и средства труда, естественные и искусственно измененные природные тела, а также естественные и искусственные поля. Примером ПТС может служить гидроузел, в котором искусственные объекты — гидротехнические сооружения и водохранилище — взаимодействуют между собой и с окружающими их областями литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы. Взаимодействие проявляется в разнообразных геологических, гидрологических, атмосферных и биологических процессах. Компоненты природной среды, взаимодействующие с искусственными объектами, различны. Набор их зависит от класса ПТС. В одних ПТС с искусственными объектами активно взаимодействуют граничащие с ними области литосферы, атмосферы, биосферы (мелиоративные системы), в других — области гидросферы (портовые сооружения) или литосферы (подземные сооружения, котлованы и карьеры, эксплуатационные скважины).

54. Статическое и динамическое зондирование. Суть метода. Условия применения.

Динамическое зондирование — простота оборудования и сравнительно – быстрое получение данных. Сущность этого метода заключается в измерении сопротивления породы забивкой в неё свободно падающим молотом стального конуса (наконечника) с наибольшим диаметром и углом. При забивке конуса определяют число стандартных ударов, необходимых для погружения зонда на определенный интервал. Число ударов и является условным измерителем динамического сопротивления породы внедрению в неё конуса. После каждых 5 ударов молота производят замер нарастающей глубины погружения зонда и производят соответствующие расчеты.

Статическое зондирование- конус задавливается не ударами, а приложением статического давления. В отличии от динамического имеет ряд преимуществ: увеличение скорости задавливания наконечника, автоматическая регистрация результатов и др.

Зондирование значительно сокращает объемы картировочных разведочных работ и с достаточной для практических целей точностью решает задачи:

1. детально расчленяет геолог. Разрез
2. определяет отн. плотность песчано-глинистых пород
3. определяет плотность и модуль деформации песчаных разностей пород
4. определяет консистенцию глинистых пород

1. установки глубинного зондирования (до глубины нескольких десятков метров)
2. плотномеры и ударники для мелкого зондирования (1-1.5м)

55. В чем суть инженерно-геологической типизации. Какова цель?

Под инженерно-геологической типизацией территории понимается выделение на ней отдельных частей, которые соответствуют определенным заранее установленным типам регионов, характеризующимся наиболее общими и существенными признаками ИГУ. Проблема инженерно-геологической типизации территорий имеет большое практическое значение, так как от нее во многом зависит рациональное решение вопросов, и в частности рациональное построение детальных инженерно-геологических изысканий применительно к решению самых разнообразных задач. Инженерно-геологическая типизация поверхности земного шара построена на использовании двурядной перекрестной системы типологического районирования с построением двух независимых систем таксономических единиц: одной–по геолого-структурным (азональным), другой – по зонально-геологическим признакам. При инженерно-геологической типизации частей земного шара выделяются крупные геолого-структурные элементы, соответствующие разновозрастным тектоническим структурам (щиты, плиты, орогены и т. д.). Затем выделяются зоны и подзоны на основе зональных геологических признаков (например: зона многолетне-мерзлых горных пород и ледников, зона сильно увлажненных горных пород, зона слабо увлажненных засоленных горных пород и т. д.). В контурах совпадающих границ геолого-структурных элементов и зональных геолого-климатических признаков выделяются инженерно-геологические типы территорий. Для каждого из них предполагается единая методика инженерно-геологического изучения и полевых изысканий, строительные нормы и другие нормативные документы.

Источник