Полевые исследования — важнейший этап инженерно-экологических изысканий (ИЭИ), требующий особой тщательности. В отличие от камеральной стадии, где недостаток информации всегда можно восполнить, полевые работы должны быть выполнены безупречно сразу.
Виды исследований и их классификация
Существует множество классификаций экологических исследований.
Одна из них представлена ниже:
1. Рекогносцировочное обследование
Этап предварительной оценки территории с использованием спутниковых снимков и карт для выявления потенциальных опасностей:
- природных: оползни и др.,
- антропогенных: заводы, свалки, стоки и др.
2. Маршрутное наблюдение
Основной этап полевых исследований с комплексным описанием природной среды и ландшафта.
В процессе специалисты проводят:
- Ландшафтное, почвенное и геоботаническое обследования:
описывается состояние растительного покрова, почв, ландшафта. - Обследование животного мира:
изучается фауна исследуемой территории. - Исследование опасных природных и природно-атропогенных процессов:
Гидрогеологические наблюдения: - оценивается состояние подземных водных экосистем,
- выявляются опасные гидро-геологические явления (подтопления и др.).
Геологические наблюдения:
- исследуются опасные экзогенные геологические процессы (оползни и др.).
- Выявление загрязнений:
- фиксируются визуальные признаки загрязнения (свалки, разливы нефтепродуктов и др.),
- определяются границы зон воздействия, источники и степень их влияния на исследуемый участок.
3. Отбор проб:
Опробование компонентов среды:
- почвы,
- грунтов,
- поверхностных и подземных вод,
- донных отложений
для последующего лабораторного анализа.
4. Радиационные обследования:
гамма-съемка и замеры мощности эквивалентной дозы (МЭД) на выбранных участках для оценки радиологической обстановки.
5. Оценка физических воздействий:
измерение шума, вибрации, электромагнитного излучения.
Планирование полевых исследований: учет сезонных факторов
В соответствии с СП 502.1325800.2021 запрещено проводить ряд изысканий в неблагоприятный период года, сочетающий температуру ниже нуля и снежный покров более 10 см.
Что нельзя делать?
Определение почвенных условий
В промерзшей почве выкопать разрез необходимого размера (70-80 см в глубину и 0,5 м в ширину) крайне затруднительно.
Также невозможно оценить такие свойства почвы как:
- структура,
- влажность,
- гранулометрический состав (в некоторых случаях).
Радиологическое обследование
Снег препятствует измерению гамма-излучения от поверхности земли, деформируя результаты.
Визуальное обследование наземных и водных экосистем
Высокий снег не только скрывает признаки загрязнения, но и опасен при обследовании, маскируя ямы и другие препятствия.
Анализ почвы на микробиологические показатели
Из-за низких температур многие микроорганизмы погибают, приводя к получению неточных данных.
Что можно делать?
Зимой возможно проведение ряда предварительных или частичных исследований.
Отбор проб:
- почв и грунтов для санитарно-химического анализа (например, на тяжелые металлы);
- подземных вод из скважин;
- донных отложений;
- воды, в том числе в виде льда.
Визуальное изучение
Зимние исследования флоры и фауны требуют летнего дополнения. Например, изучение однолетних растений возможно только в период вегетации. Зимой же эффективно исследовать следы животных и определять породы деревьев.
Измерение физических факторов
шум и электромагнитное излучение.
Методы маршрутных наблюдений
Другие виды полевых исследований выполняются в соответствии с установленными нормативами, а вот в маршрутных наблюдениях возможны 2 типа их организации:
1. Использование маршрутного метода
Создание сетей маршрутов, по которым возможно изучить и определить:
- ландшафт,
- почвенные условия,
- животный и растительный мир.
- Для линейных объектов маршруты прокладываются вдоль их оси, позволяя оценить воздействие на прилегающую территорию.
- Для площадных объектов — образуют сетку, покрывающую всю исследуемую площадь.
2. Выявление ключевых точек
Цель этого метода — выявить характерные точки, описав каждую из которых, возможно охарактеризовать территорию целиком.
Специалисты заполняют бланк комплексного обследования ландшафтов, описывая:
- расположение,
- рельеф,
- растительность
- фауна,
- источники загрязнения,
- общее состояние экосистемы.
“Гектар Групп” использует сочетание этих методов для более подробной картины исследований.
Проблемы и ограничения полевых исследований
Полевые исследования сталкиваются с рядом ограничений, одно из них — высокая стоимость и временные затраты на их повторное проведение.
Специалисты должны обладать знаниями в следующих областях:
- Ботаника
- Зоология
- Почвоведение
- Ландшафтоведение
Квалификация сотрудника играет ключевую роль в качестве получаемых данных.
Кроме того, при проведении замеров (радиологические исследования и измерение физических факторов) требуется аккредитация экологической лаборатории.
Реконструкция санатория в Подмосковье, кейс “Гектар Групп”
В рамках изысканий использовался маршрутный метод для оценки состояния ландшафта, включая прибрежную зону Москвы-реки.
Оценивались почвенные условия, растительный и животный мир, степень техногенного воздействия и источники загрязнения.
Был выполнен комплекс работ:
- Отбор проб:
воды, донных отложений, почвы (для определения агрохимических свойств и плодородности в случае потенциального использования при рекультивации, например, при прокладке трубопроводов). - Бурение инженерно-геологических скважин:
с отбором проб грунта для определения категории их загрязненности и проведения микробиологических исследований. - Отбор проб подземных вод.
- Радиологическое обследование:
территории и реконструируемых помещений с целью определить концентрации радона для оценки радиационной безопасности. - Измерение физических факторов:
уровня шума, электромагнитного излучения и вибрации.
Заказчик получил отчет по результатам экологических изысканий, включающий:
- Описание маршрутных наблюдений с фотофиксацией.
- Характеристики почвенных разрезов.
- Полное описание флоры и фауны участка, выполненное с привлечением специалиста-ботаника для повышения качества исследований. Описание включает видовую идентификацию и представлено в соответствии с протоколами.
- Результаты всех анализов и замеров, проведенных в ходе изысканий.
Эти материалы будут использованы для разработки раздела "Перечень мероприятий по охране окружающей среды" в проектной документации.
Перспективы развития полевой экологии
Сейчас многие исследования, например, почвенные, проводятся традиционными методами, буквально с помощью лопаты. Однако новые технологии могут повысить эффективность исследований:
Автоматическая идентификация видов:
Приложения для распознавания растений по фотографии упрощают работу экологов, избавляя от необходимости использовать гербарии или привлекать узких специалистов для каждого исследования.
Для подготовки и проведения полевых исследований полезны следующие онлайн-ресурсы:
платформа, где пользователи отмечают на карте наблюдения различных видов, что помогает оценить их распространение.
- Plantarium.ru, приложения PlantNET, PictureThis
онлайн-определитель растений по морфологическим признакам с фотографиями и картами распространения видов. Полезен для идентификации растений в полевых условиях.
Флористические списки
содержат перечни видов, зарегистрированных на конкретной территории. Изучение таких списков перед началом полевых работ позволяет составить предварительное представление о флоре исследуемого района. Пример.
Распознавание птиц по голосам BirdNET:
приложение, использующее ИИ для анализа записей птичьих голосов, помогают идентифицировать виды даже на большом расстоянии или в условиях плохой видимости.
Такие программы требуют перепроверки, но облегчают определение семейства птиц.
Мониторинг с помощью беспилотников:
метод, способный дополнить традиционные способы мониторинга, например, космический, часто предоставляющий данные с задержкой.
Полевые специалисты “Гектар Групп” используют приложение Reportum, они отмечают точки отбора проб и наблюдений в режиме реального времени. Это ускоряет получение информации и её последующую обработку, исключая потери данных.
Несмотря на все преимущества технологий, полная замена человека в полевой экологии пока нереалистична. Окончательное интерпретация данных и принятие решений остаются прерогативой специалистов.