геоэкологический мониторинг за оползневыми процессами

Предложение по созданию системы геоэкологического мониторинга за оползневыми
процессами на территории г.Барнаула
В настоящее время для крупных муниципальных образований немаловажную роль
играют вопросы обеспечения безопасного проживания населения и безаварийного
функционирования инженерных объектов. Территория г.Барнаула имеет специфические
инженерно-геологические условия и характеризуется сложной геоэкологической и
инженерно-геологической обстановкой. Наиболее актуальные и значимые проблемы
техногенеза на территории города связаны с оползневыми деформациями, подтоплением,
просадочностью лессовых пород.
Необходимость прогнозирования геодинамических процессов на территории города
отмечалась еще в 1994 г. при составлении Схемы инженерной защиты г. Барнаула от
опасных геологических процессов и явлений, однако до настоящего времени научно
обоснованной, отвечающей современному уровню требований системы мониторинга
оползневых процессов на территории города не существует. Создание такой системы
потребует решения как научно-методических, так и организационных задач.
Система
должна включать в себя мониторинг компонент как природной среды, так и рукотворной
или антропогенной. Геоэкологический мониторинг предполагает наличие системы
наблюдения за состоянием объекта, оценку полученной информации, ее анализ и на основании полученных данных прогноз дальнейших возможных изменений объекта.
Главными условиями, определяющими проведение тех или иных видов работ, служат
особенности геологической среды, виды, продолжительность и интенсивность
антропогенного воздействия в пределах наблюдаемых участков городской территории.
Технология ведения мониторинга зависит от особенностей территории, в том числе от
природных факторов и испытываемых техногенных нагрузок. Ниже приводится описание
системы геоэкологического мониторинга.
Мониторинг (как система наблюдений):
1. Объект мониторинга – территория распространения склоновых процессов; физикомеханические свойства пород; грунтовые воды.
2. Наблюдаемый, контролируемый параметр, показатель (база данных) - площадная
поражённость территории, %; площадь проявления на одном участке, м2; объем
сместившейся массы, тыс. м3; скорость смещения, м/с; частота проявления, ед/год; уровни
грунтовых вод, м, фильтрационное поле; физические свойства пород, анизотропия
физических свойств.
3. Метод наблюдения, контроля – визуальное обследование; гидрогеологический метод с
использованием режимных скважин; геодезический метод с использованием спутниковых
измерений, технологии наземного лазерного сканирования и определение деформаций с
использованием глубинных реперов; анализ временных рядов быстроменяющихся
факторов; анализ сейсмических, геодинамических и техногенных событий.
4. Частота наблюдений - регулярные наблюдения с опросом не реже одного раза в год для долгосрочного прогноза; не реже одного раза в месяц - для среднесрочного прогноза.
Прогнозирование:
1. Прогнозируемый показатель (параметр) - аномальные и критические значения
контролируемых параметров, превышающие безопасный уровень фоновых значений и
отвечающие существующим моделям развития оползневого массива.
2. Метод, способ прогноза
2.1. Долгосрочный прогноз (от 5 до 10 лет):
Районирование территорий по степени опасности проявления оползневых процессов во
времени; по характеру режима быстроменяющихся факторов; по степени
геодинамической активности на текущий период; по степени устойчивости склонов и
откосов к оползневым явлениям; интегрированный анализ пространственно-временного
распределения аномалий контролируемых параметров на локальном уровне.
2.2.Среднесрочный прогноз (от 1 года до 5 лет):
Детальное районирование по степени оползневой опасности; детерминированные расчеты
устойчивости, объемов и дальности перемещения разрушенных пород; интегрированный
анализ пространственно-временного распределения аномалий контролируемых
параметров на локальном уровне и на уровне отдельных форм проявления процесса.
3. Критерий принятия экспертного решения об опасности геологического явления
(условия принятия решения): а) обозначение места, времени и степени риска ожидаемого
оползневого события;
б) комплексность прогнозной оценки; в) обоснование
необратимости или оценки вероятности ожидаемого события, когда интегральная оценка
вероятности превышает для долгосрочного прогноза —0,3 года, для среднесрочного — 0,5
месяца.
Для построения прогноза следует использовать данные обработки полной и
всеобъемлющей информации о состоянии системы и ее изменениях на основе моделирования (в том числе постоянно действующие модели — ПДМ). ПДМ — это система
упорядоченно-взаимосвязанных, постоянно уточняющихся в ходе мониторинга
условий и факторов, отражающих состояние части территории, трансформированное в
логическое, картографическое или математическое изображение для прогнозирования
или управления.
Прогноз изменений состояния системы в рамках мониторинга базируется на
результатах анализа всей периодической информации, различных видов наблюдений,
данных ПДМ, на комплексе оценочных и прогнозных карт, а также карт техногенной
нагрузки.
Коллектив ученых кафедры «Основания, фундаменты, инженерная геология и
геодезия» строительно-технологического факультета АлтГТУ им.И.И.Ползунова готов
предложить проект создания системы геоэкологического мониторинга в оползневой зоне
г.Барнаула с целью выработки рекомендаций по предотвращению аварийных ситуаций и
усилению несущих конструкций расположенных в ней инженерных сооружений и
объектов.
Такая система позволит контролировать развитие оползневых деформаций,
предупреждать чрезвычайные ситуации, принимать своевременные меры по
предупреждению последствий оползней. Общеизвестно, что восстановление несущей
способности конструкций зданий, подвергшихся воздействию оползневых деформаций,
требует затрат в размере от 10 до 15% балансовой стоимости объекта, тогда как затраты
на предотвращение аварийных ситуаций и усилению несущих конструкций сооружений
составляют максимум 3-5%, т.е. в 3-5 раз меньше.