МЕТОД ВИДЕОТЕПЛОВИЗИОННОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ МУХАМЕДЯРОВА

МЕТОД ВИДЕОТЕПЛОВИЗИОННОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ
МУХАМЕДЯРОВА
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ
И ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ЗАВЕРШЕННЫХ
СТРОИТЕЛЬСТВОМ ОБЪЕКТОВ
Технология МВТГМ
Закрытое акционерное общество «Институт аэрокосмического
приборостроения» (ЗАО «ИАКП») г. Казань, Россия, разработало
технологию Метода видеотепловизионной генерализации Мухамедярова
(МВТГМ), основанную на прикладных следствиях двух лемм-гипотез:
-ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ПОМНИТ О СВОЕМ ПРОИСХОЖДЕНИИ;
-ГЛУБИННАЯ СТРУКТУРА ЗЕМЛИ ПОЛУПРОЗРАЧНА В ОПТИЧЕСКОМ
ДИАПАЗОНЕ ДЛИН ВОЛН;
МВТГМ позволяет проникнуть в глубину Земли от нескольких
сантиметров до сотен километров, строить объемное картирование
термогеодинамических ситуаций в пространствах 2D, 3D и 4D,
ранжированных в ракурсе задач исследований и услуг, позволяет вести
поиск аномалий температурного поля Земли на глубинах от одного
сантиметра до 400 километров, то есть определять области аномалий
массаэнергетического обмена в глубинных геолого-геофизических слоях
Земли.
2
Технология МВТГМ
Процесс технологии делится на три этапа:
1-й этап - получение наземных, авиационных и космических видеотепловизионных
снимков избыточной информации за счет использования:
- нескольких спектральных диапазонов видеотепловизора;
- видеотепловизора с повышенным пространственным разрешением;
- видеотепловизора с повышенным температурным разрешением;
- многоспектральной аппаратуры, позволяющей определение состояния поляризации
исследуемого объекта и т.д.
2-й этап - вычисление в 2D, 3D и 4D пространстве объемной пространственной цифровой
модели теплового поля исследуемого объекта "послойно", вплоть до заданной глубины.
Используя технологию МВТГМ, повышающую температурную чувствительность более
глубинного слоя от первоначальных 0,3К до 0,000001К. При этом ухудшается пространственное
разрешение каждого слоя по мере увеличения глубины. Таким образом, происходит послойное
проникновение вглубь исследуемого объекта, далее определяем области аномалий исследуемого
температурного поля объекта и формируем критерии распознавания различных образов.
3-й этап - отраслевая интерпретация синтезированных по технологии МВТГМ
видеотепловизионных снимков с использованием критериев распознавания различных образов и
априорной информации различных отраслей техники: геологии и инженерно-геологических
изысканий для нового строительства железных и автомобильных дорог, а также для диагностики
состояния завершенных строительством объектов; геофизики, гидрологии; экологии; прогнозов
стихийных и техногенных катастроф; разведки природных ресурсов (полиметаллов,
углеводородов, водных ресурсов; урановых месторождений); диагностики состояния объектов
теплоэнергетики (ТЭЦ), гидроэнергетики (ГЭС), трубопроводного транспорта и энергетических
станций и сетей.
3
Состав работ по инженерно-геологическим изысканиям
В целом, работы по инженерно-геологическим изысканиям включают в себя целый
ряд исследований, по результатам которых и будут сделаны выводы и прогнозы:
1. Сбор и обработка исследовательских материалов прошлых лет. На этом этапе
дается характеристика изученности района и его геологических условий, анализируются
возможные изменения рельефа и отслеживается динамика его изменения с учетом
природных и техногенных воздействий. От степени изученности территории напрямую
зависят сроки проведения инженерно-геологических изысканий
2. Дешифрование аэро- и космоматериалов. Здесь проводится уточнение границ
ландшафтов и генетических видов четвертичных отложений. Очерчиваются границы
геоморфологических элементов и распространения в них подземных вод
3. Рекогносцировочные обследования и стационарные наблюдения. Они
представляют собой визуальную оценку рельефа и описание существующих строек,
карьеров или исследования грунтов. Проводятся для выяснения или уточнения физикомеханических свойств грунтов, для возможности дальнейшего проектирования оснований и
фундаментов сооружений
4. Оценка рисков
и опасности от геологических процессов в районах
сейсмоактивных или имеющих сложные условия с возможными оползнями, карстами или
селями. Составление водопроявлений вблизи площадки исследования, и отслеживают
динамику развития сложных геологических процессов типа карстов, оползней или
сейсмоактивности
4
Состав работ по инженерно-геологическим изысканиям
5. Изучение геологического строения территории (проходка горных выработок).
Цель этого исследования – установить или уточнить геологические разрезы данной
территории, выявить уровень грунтовых вод и выполнить отбор образцов грунтов на
лабораторный анализ, где будут выявлены их свойства и минералогический состав.
6. Геофизические и гидрогеологические исследования. Выявление литологического
состава горных пород и наличие водоносных горизонтов. Это необходимо для
последующего расчета дренажа в период производства строительных работ
7. Лабораторные прогнозы на возможное изменение геологических условий
территории
8. Камеральная обработка материалов. В процессе изысканий она проводится для
контроля качества проведения работ, по их завершению, все промежуточные результаты
собираются в отчет, на основании которого делают прогнозы и выводы, необходимые для
подготовки строительства в период разработки проекта и рабочей документации
9. Составление технического отчета по набранным материалам исследований.
5
Организация инженерно-геологических изысканий
Для проведения комплекса работа по проведения изысканий, заказчику необходимо
иметь пакет документов, включающий в себя:
- Техническое задание на изыскания. В нем должны отражаться объем необходимых
изысканий и их состав. Иногда достаточно в задании указать параметры проектируемого
объекта, тогда организация самостоятельно определит объем геологических изысканий и
оценит их необходимый состав.
- Топографический план (геоподоснова) с указанием подземных сооружений и
существующих коммуникаций. Он необходим для выбора места разработки скважин, их
правильного указания на карте при построении геологических разрезов и последующего
безопасного бурения. Если топосъемка отсутствует, то это не является причиной отказа для
проведения изысканий. Но повышается риск повреждения существующих подземных
инженерных сетей.
- Договор, это обязательный документ, в котором прописываются сроки проведения
инженерных работ, устанавливается их порядок, фиксируется их стоимость и
прописывается ответственность сторон.
В результате проведенных инженерно-геологических исследований заказчик
получает полный отчет, включающий в себя сведения по физико-географическим и
техногенным условиям площадки строительства, инженерно-геологические условия со
всеми характеристиками грунтов и оценкой основания, геологические и топографические
карты районирования участка со всеми необходимыми данными и таблицами.
Стоимость работ будет определяться в соответствии с техническим заданием и
комплектацией изысканий. Она напрямую зависит от сложности инженерно-геологических
условий застроечной площадки. Порядок цен на проведение комплекса работ по
изысканиям в области традиционной геологии напрямую зависит от объема буровых работ.
Сроки проведения исследований будут зависеть от изученности площадки
строительства и также зависят от количества буровых скважин.
6
Наши геологические изыскания
Предлагаемая
вам новая технология МВТГМ при проведении
геологических изысканий при проектировании и строительстве объектов
энергетики гарантирует безусловную компетентность всех действий и
достоверность полученных результатов.
Способности наших специалистов в исследованиях геологии под
строительство многократно доказаны на практике, так что эта сложная работа
будет доверена опытным экспертам с серьёзной профессиональной репутацией.
Новая
технология
МВТГМ
позволяет
проводить
необходимые
исследования в кратчайшие сроки, существенно экономя время, необходимое для
разработки и составления финального отчёта, а также существенно экономя
средства (по сравнению с использованием традиционной технологии проведения
инженерно-геологических изысканий).
Пятнадцатилетний опыт успешной работы нашей организации в области
строительной экспертизы – лучший аргумент для самого взыскательного
заказчика.
7
Перечень предлагаемых услуг для нового строительства
объектов энергетики
•проведение геологического и геофизического картирования с построением
объемной термодинамической модели:
•зон разрывов и трещиноватости, зон проницаемости,
•зон оползней и гидрогеологической обстановки,
•зон карстово-суффозионным проявлением;
•обнаружение и картирование оползней и карстовых пустот, провалов
территории строительства объектов энергетики;
•решение задач инженерной геологии при мониторинге состояния территории
завершенных строительством объектов энергетики;
•решение задач геолого-геофизической подосновы и экологической безопасности
территории строительства объектов энергетики;
•картирование местоположения объектов энергетики, включая объекты
транспортной и объектовой инфраструктуры (линий электропередач, водоводов,
теплотрасс и т.д.), с привязкой их к активным разломным зонам;
•обследование и анализ технического состояния завершенных строительством
объектов энергетики;
•обследование и анализ технического состояния гидротехнических сооружений
объектов энергетики.
8
Выбор промышленной площадки при строительстве
ГРЭС на Сахалине
На стадии локальных инженерно-геологических исследований технология
МВТГМ необходима как одна из составляющих научной основы для планирования
и мониторинга мероприятий по использованию геологической среды для
производственных нужд, гражданского строительства и решения в комплексе
геотехногенных и геоэкологических задач при выборе промышленной площадки
при строительстве ГРЭС на Сахалине.
Не заменяя традиционные геофизические методы и контактную геотермию,
технология МВТГМ показывает инженерно-геологическую среду в новом ракурсе
и выявляет некоторые ранее неизвестные ее особенности, дополняет и уточняет
известные. В этой системе удается показать существенную роль неотектоники в
инженерно-геологическом районировании всех масштабных уровней и
возрастающую необходимость изучения разрывных структур и блоковых
сочленений с укрупнением масштаба районирования.
По мнению ряда исследователей, современная структура острова Сахалин носит
мозаичный характер, так как она во многом определялась глыбовой (блоковой)
раздробленностью мезо-палеозойского основания.
9
Выбор промышленной площадки при строительстве
ГРЭС на Сахалине
С точки зрения тектоники мы рассматриваем
Сахалин как особую, весьма своеобразную
узкую (кинжалообразную) геосинклиналь,
расположенную между двумя платформами:
«Дальневосточной» на западе и «Охотской» на
востоке.
В
настоящий
момент
вся
геосинклинальная область испытывает общее
поднятие
и
находится
в
стадии
складкообразования, которое происходит
неравномерно, но в пределах всей области.
На
изображених
представлены
синтезированные
по
алгоритму
среднеарифметических геоструктур снимки
южной части центра острова Сахалин
(блоково-разломные структуры) с глубинами
310 м (рис. 3) и 975 м (рис. 4) соответственно.
Синтезированный снимок по среднеарифметическому алгоритму геоструктура. Глубина проникновения 310 м
10
Выбор промышленной площадки при строительстве
ГРЭС на Сахалине
С разломами на Сахалине связана сейсмичность, то есть подверженность всего
Сахалина или отдельных районов землетрясениям, которые по разрушительным
последствиям не имеют себе равных среди опасных природных процессов.
Разломы эти активизировались неоднократно в течение кайнозойского времени
и сохраняют свою активность в настоящее время. Широтные, относительно
крупные разломы встречались на Сахалине редко, и изучены они пока явно не
достаточно. В этой работе впервые делается попытка их изучения по технологии
МВТГМ по космическим снимкам в центральной части острова Сахалин.
С точки зрения расположения ГРЭС нас интересует амплитуда новейших
тектонических движений в центральной части Сахалина, а еще подробнее в
районе Углегорска (Краснополья) и Ильинского, куда приходятся максимальные
градиенты движения и максимальные поднятия со скоростью 2,5-3,5 мм в год.
Важнейшими компонентами мониторинга опасных геологических процессов в
центральной части острова Сахалин по технологии МВТГМ является предсказание
мест возникновения опаснейших сейсмических процессов – землетрясений и
цунами (подводных землетрясений) и соответственно выбор площадки будущей
ГРЭС в наибольшем удалении от их эпицентров
11
Выбор промышленной площадки при строительстве
ГРЭС на Сахалине
Региональная разломная линия на глубине
2,1 км, проходящая почти параллельно
западному побережью центральной части
острова Сахалин в Татарском проливе,
значительно коррелирует с эпицентрами
подводных землетрясений – очагов цунами, а
эпицентры
землетрясений
на
суше
в
значительной части находятся в области между
двумя локальными разломами с востока,
проходящими севернее и южнее г. Поронайска,
упирающимися на два эпицентра уже
проявившихся землетрясений. Вероятность
появления новых землетрясений вдоль этих
двух локальных разломов исключается. Отсюда
следует, что место расположения будущей ГРЭС
на центральном Сахалине необходимо выбрать
вдали от региональных и локальных разломов,
в особенности не попадать на концы
локальных разломов.
Наложенное изображение очагов землетрясений
на геоструктуру с глубиной проникновения 2100 м.
12
Выбор промышленной площадки при строительстве
ГРЭС на Сахалине
Вероятнее всего, что уже на глубине 7-10 км они сливаются в один достаточно
мощный локальный разлом, накапливающий энергию упругой деформации,
работающий в некой генетической связи с региональным разломом, находящимся
в океане, Татарском проливе. В связи с вышесказанным наиболее благоприятен с
точки зрения геотектоники и мест появления землетрясений и цунами район
Ильинского, менее всего - район севернее г. Углегорска (Шахтерск). Районы п.
Вахрушево (Восток) и г. Долинск занимают промежуточное положение, но они в
основном находятся на меловых отложениях.
С точки зрения минимального действия землетрясений на суше и море и
близости угольного месторождения и транспорта рекомендуется выбрать
площадки будущей ГРЭС южнее или восточнее г. Углегорск, на блоковой
структуре, чем дальше, тем лучше. Наилучший вариант - район южнее п.
Ильинского.
В районе южнее п. Ильинский находятся достаточно мощные две локальные
широтные разломные зоны на глубинах 400-500 м, протянувшиеся с востока на
запад на расстоянии не менее 2,5 км между собой. Место привязки будущей ГРЭС
следует наметить на блок между этими разломными зонами.
13
Проблема предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
техногенного и природного характера
на объектах энергетики в Пермском крае
Территории
нефтеперерабатывающего
завода ОАО «Пермьнефтеоргсинтез» и ТЭЦ-9
являются зоной разгрузки подземной реки
«Палео Кама», текущей на глубине 1380
метров, зоной водозабора является ВерхнеКамское водохранилище в районе реки
Чусовая.
Через территорию ТЭЦ-9 и прилегающую к
ней территорию нефтеперерабатывающего
завода на глубине 150 метров проходят
разломные
зоны
Земли,
пронизанные
подземными водами реки «Палео Кама».
Так
как
инженерно-строительные
сооружения,
в
частности
градильные
установки ТЭЦ-9, построены на поверхности
разломных зон и находятся в напряженнодеформированном
состоянии,
то
они
подвержены предразрушениям.
Космический снимок территории Пермнефтеоргсинтез и ТЭЦ-9 с
наложением на блоково-разломную структуру земли на глубине
1380 м.
14
Проблема предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
техногенного и природного характера
на объектах энергетики в Пермском крае
В разломных зонах под территорией
ТЭЦ-9
за
период
эксплуатации
нефтеперерабатывающего
завода
образовались подземные резервуары
больших
объемов
нефтешламовых,
нефтеэмульсионных
и
газовых
образований, которые двигаются в
сторону реки Мулянка.
Разломные зоны на территории ТЭЦ-9 на
глубинах от 10 до 30 метров являются
зонами
проницаемости
и
имеют
несколько выходов на наземную реку
Мулянка. В то же время на этих разломных
зонах находятся объекты инженерных
сооружений ТЭЦ-9.
Авиационный снимок территории ТЭЦ-9 и прилегающей к ней
территории с наложением на блоково-разломную структуру
земли на глубине 150 м.
15
Проблема предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
техногенного и природного характера
на объектах энергетики в Пермском крае
Напряженность фундаментов объектов инженерных строительных сооружений
создают силы растяжения и сжатия блоковых структур, постоянно действующие в
разломных зонах. Динамика напряженностей усиливается флюидоперетоками в
верхнюю часть разломов и на поверхность земли. В зонах раздвига разломов
земной коры происходит разуплотнение среды, ослабление прочности грунта,
образование провалов и обводнений и, как следствие, проседание фундаментов. В
этих условиях возрастает
вероятность
нарушения прочностных свойств
объектов инженерно-строительных сооружений, подземных и наземных
коммуникаций.
Территория ТЭЦ-9 является геотермодинамически активной зоной и пока
находится в фазе устойчивости. Однако активность этой зоны возрастает с
каждым годом.
Решение проблем предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
техногенного и природного характера на объектах энергетики в Пермском крае
сегодня является важным направлением работ по обеспечению безопасности
населения Пермского края.
Наиболее целесообразными путями решения проблем чрезвычайных ситуаций
является мониторинг территорий, в первую очередь наиболее опасных объектов.
ЗАО «ИАКП» готово к проведению данных работ.
16
Развитие строительного комплекса при создании
крупных городских агломераций на примере г. Казани
Развитие строительного комплекса особенно при создании крупных городских
агломераций и сохранения объектов культурного наследия, требует проведения
комплекса специальных исследований тектонических структур и их движений,
как самостоятельного вида опасных геологических объектов и процессов.
Особенность данных исследований заключается в том, что они практически не
нашли должного отражения в нормативно-методической литературе по
инженерным изысканиям для строительства.
Методология
(система
и
последовательность
конкретных
методов
геологических, геоморфологических, аэрокосмических, геофизических и
геодезических исследований) их не разработана и соответствующие направления
исследований не нашли должного внедрения в практику инженерных изысканий.
До настоящего времени считалось, что регионы выделяются по структурнотектоническому, области – по геоморфологическому, а районы – по литологогенетическим признакам.
Новейшие аэрокосмические исследования по технологии МВТГМ выявили
общность и единство, что многие геоморфологические и даже литологогенетические элементы являются структурно обусловленными, и все основные
элементы рельефа обусловлены неотектоникой. Таким образом, являются
новейшими тектоническими структурами.
17
Развитие строительного комплекса при создании
крупных городских агломераций на примере г. Казани
Все это можно учесть при разработке дробной системы таксономических единиц
инженерного геологического районирования, включающей последовательность
при развитии больших мегаполисов, как город Казань, основанный на
предложенной автором технологии МВТГМ.
В этой системе, удается показать существенную роль неотектоники в
инженерно-геологическом районировании всех масштабных уровней и
возрастающую необходимость изучения разрывных структур и блоковых
сочленений с уточнением масштаба районирования.
Комплексное изучение района г. Казани, подверженных воздействию природнотехногенным силам, имеет как историческое значение, так и новейшее
практическое прикладное значение.
Интенсивность сейсмического воздействия природно-техногенных сил
определяется
особенностями
локальной
тектоники,
грунтовогидрогеологическими и геоморфологическими условиями. Изменение
поверхности акватории Куйбышевского водохранилища прямо сказывается на
положение уровня грунтовых вод в Татарской слободе, да и в центре г. Казани (на
кольце), так как гидравлическая связь акватории Куйбышевского водохранилища
и водосодержащей толщи отложений прямая и сказывается на состоянии
подземных и наземных инженерных сооружений г. Казани, в том числе
энергетических коммуникаций.
18
Развитие строительного комплекса при создании
крупных городских агломераций на примере г. Казани
Снимок синтезированного изображения г. Казани (исторический центр), наложенный на снимок высокого разрешения.
Слой 05, Н=50 м
19
Развитие строительного комплекса при создании
крупных городских агломераций на примере г. Казани
Разломная зона, проходящая через президентский дворец в Кремле, по зданию
Арбитражного суда, между зданием мэрии города и Кремлем по улице
Кремлевской, парка Черного озера может проявить себя в ближайшие полгода.
Проявление этого разлома в виде провала между зданием мэрии города и
Кремлем по улице Кремлевской диаметром 10 м и глубиной 8 м произошло 9
декабря 2010 г. несмотря на проведенные ремонтно-восстановительные работы,
зона разлома продолжается как в сторону территории Кремля, так и здания
мэрии.
Эти примеры показывают работоспособность и практическую значимость
технологии МВТГМ для решения геотехногенных проблем.
Используя технологию МВТГМ можно построить объемный портрет 3D геологогеофизической подосновы исторического центра г. Казани, также выбора новых
строительных площадок в пригородах, которые, как известно, относятся к зоне
неустойчивого увлажнения, характеризуется неустойчивым соотношением
прихода и расхода влаги.
Таким образом, очень конспективно на примере геотехногенных проблем
строительства и сохранения культурного наследия г. Казани показаны
геологические структуры 2D, 3D и 4D по технологии МВТГМ.
20
Технология МВТГМ при разработке схем сетей водо- и теплоснабжения
и канализации на примере г. Казани
МВТГМ применим для:
• геологического и геофизического картирования с построением объемной
термодинамической модели:
• зон разрывов и трещиноватости, зон проницаемости,
• зон оползней и водоносных горизонтов,
• зон с карстово-суффозионным проявлением;
• анализа геологического и геофизического состояния по трассам строящихся и
эксплуатируемых шоссейных и железных дорог, улиц и мостовых переходов с
построением объемной термодинамической модели на трассах и совмещение
пересечений с сетями: тепловыми, горячего водоснабжения, питьевого и
технического водоснабжения, канализации;
• обнаружения и картирования оползней и карстовых пустот, провалов дорог и
зданий;
• поиска и картирования подземных рек и подземных хранилищ воды, зон
обводнения и подтопления известных рек, озер и прудов;
• мониторинга местоположения и состояния тепловых сетей и источников
генерации тепловой энергии;
• обнаружения и оценки возможных разрушений зданий, дорог и подземных
коммуникаций, вызванных геологическими разломами;
21
Метод МВТГМ при разработке схем сетей водо- и теплоснабжения
и канализации на примере г. Казани
МВТГМ применим для:
• постановки
задач геолого-геофизической подосновы и экологической
безопасности застройки новых жилых массивов и транспортной
инфраструктуры;
• обнаружения мест предразрушения и утечек воды из водоводов, водоканалов и
канализационных сетей;
• картирования местоположения зданий, дорог, подземных и канализационных
сетей, водоводов, теплотрасс и подземных коммуникаций, линий
высоковольтных передач и т.д. (обзорная съемка) с привязкой их к активным
разломным зонам;
• оценки технического состояния мостов, путепроводов и транспортных
развязок;
• поиска источников загрязнений в гидрографии городского хозяйства;
• поиск источников водоснабжения.
22
Примеры организации сетей теплоснабжения на площадках
перспективного строительства г. Казани с учетом данных МВТГМ
Кировский район, «Заречье»
Приволжский район,
«Старый ипподром»
Приволжский район,
«Березовая роща»
23
Перспективные площадки строительства объектов теплоснабжения
г. Казани с учетом оценок по технологии МВТГМ
24
Наложение блоково-разломной структуры
на схему теплоснабжения г. Казани на глубине 68 метров
25
Наложение блоково-разломной структуры на схему теплоснабжения
г. Казани на глубине 68 метров в районе КТЭЦ-2
КТЭЦ-2
26
МЕТОД ВИДЕОТЕПЛОВИЗИОННОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ
МУХАМЕДЯРОВА
420079, Российская Федерация,
Республика Татарстан г.Казань, ул.Зинина д.9/23
Тел/факс: +7(843)238-37-38
+7(843)238-55-66
E-mail: m.robert17@mail.ru