Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву
Проанализированы современные методы определения потенциальной возможности схода оползней. Представлены основные положения технологии мониторинга оползнеопасных участков в режиме «Оnline» и оперативного оповещения о начале активизации процесса смещения. Приведены методы и оборудование для реализации...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2010 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2010
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99599 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву / М.Г. Тіркель, В.В. Туманов, В.Ф. Філатов, М.Ю. Богак // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 73-84. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99599 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Тіркель, М.Г. Туманов, В.В. Філатов, В.Ф. Богак, М.Ю. 2016-04-30T18:28:08Z 2016-04-30T18:28:08Z 2010 Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву / М.Г. Тіркель, В.В. Туманов, В.Ф. Філатов, М.Ю. Богак // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 73-84. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99599 624.131.537 Проанализированы современные методы определения потенциальной возможности схода оползней. Представлены основные положения технологии мониторинга оползнеопасных участков в режиме «Оnline» и оперативного оповещения о начале активизации процесса смещения. Приведены методы и оборудование для реализации этой технологии. Up-to-date methods to determine potentialities of landslide slipping down are analyzed. Main provisions of the technique for monitoring of landslide-hazardous areas in online mode and immediate warning of the start of landslide activation process are worked out. Methods and equipment for the implementation of this technique are described. uk Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| spellingShingle |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву Тіркель, М.Г. Туманов, В.В. Філатов, В.Ф. Богак, М.Ю. |
| title_short |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| title_full |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| title_fullStr |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| title_full_unstemmed |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| title_sort |
моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву |
| author |
Тіркель, М.Г. Туманов, В.В. Філатов, В.Ф. Богак, М.Ю. |
| author_facet |
Тіркель, М.Г. Туманов, В.В. Філатов, В.Ф. Богак, М.Ю. |
| publishDate |
2010 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| format |
Article |
| description |
Проанализированы современные методы определения потенциальной возможности схода оползней. Представлены основные положения технологии мониторинга оползнеопасных участков в режиме «Оnline» и оперативного оповещения о начале активизации процесса смещения. Приведены методы и оборудование для реализации этой технологии.
Up-to-date methods to determine potentialities of landslide slipping down are analyzed. Main provisions of the technique for monitoring of landslide-hazardous areas in online mode and immediate warning of the start of landslide activation process are worked out. Methods and equipment for the implementation of this technique are described.
|
| issn |
1996-885X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99599 |
| citation_txt |
Моніторінг і оперативне сповіщення про початок активізації процесу зсуву / М.Г. Тіркель, В.В. Туманов, В.Ф. Філатов, М.Ю. Богак // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2010. — № 6. — С. 73-84. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT tírkelʹmg monítoríngíoperativnespovíŝennâpropočatokaktivízacííprocesuzsuvu AT tumanovvv monítoríngíoperativnespovíŝennâpropočatokaktivízacííprocesuzsuvu AT fílatovvf monítoríngíoperativnespovíŝennâpropočatokaktivízacííprocesuzsuvu AT bogakmû monítoríngíoperativnespovíŝennâpropočatokaktivízacííprocesuzsuvu |
| first_indexed |
2025-11-25T12:04:18Z |
| last_indexed |
2025-11-25T12:04:18Z |
| _version_ |
1850511881985327104 |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
73
УДК 624.131.537
МОНІТОРІНГ І ОПЕРАТИВНЕ СПОВІЩЕННЯ ПРО
ПОЧАТОК АКТИВІЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ ЗСУВУ
Тіркель М. Г., Туманов В. В., Філатов В. Ф., Богак М. Ю.
(УкрНДМІ НАНУ, м. Донецьк, Україна)
Проанализированы современные методы определения по-
тенциальной возможности схода оползней. Представлены ос-
новные положения технологии мониторинга оползнеопасных
участков в режиме «Оnline» и оперативного оповещения о нача-
ле активизации процесса смещения. Приведены методы и обору-
дование для реализации этой технологии.
Up-to-date methods to determine potentialities of landslide slip-
ping down are analyzed. Main provisions of the technique for moni-
toring of landslide-hazardous areas in online mode and immediate
warning of the start of landslide activation process are worked out.
Methods and equipment for the implementation of this technique are
described.
Зсуви – це геодинамічні процеси, що виникають унаслідок
природних, гідрогеологічних і геоморфологічних особливостей.
Залежно від характеру проявів вони можуть мати трагічні наслід-
ки і призводити до надзвичайних ситуацій. Від зсувів потерпають
люди, пошкоджуються інженерні споруди, майно, культурні та
історичні цінності.
Україна – регіон із складною геолого-економічною і струк-
турно-технічною обстановкою, де відстежується стійка тенденція
до посилення впливу екзогенних геологічних процесів. Зсувні
процеси широко поширені в Закарпатській, Львівській, Івано-
Франківській, Чернівецькій, Одеській та інших областях, на
Азовському узбережжі і Криму, де ураженість цим процесом до-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
74
сягає 50 відсотків території. У районах активної господарської ді-
яльності (Предкарпаття, Крим, Донбас, Одеська, Дніпропетров-
ська, Хмельницька та ін. промислово-міська агломерація). зафік-
совано більше 20000 зсувних геосистем.
З метою визначення потенційної можливості зрушення зсу-
ву у кожній конкретній зоні рельєфу, а також часу настання цієї
події виконують комплекс робіт, що регламентуються діючими
нормативними документами [1], а саме:
– інженерно-геологічне обстеження району можливого об-
валу, включаючи буріння розвідувальних свердловин в тілі зсуву
з відбором керна для подальшого дослідження властивостей ґру-
нту і складання водного балансу схилу;
– геофізичні дослідження гірського масиву, які включають:
вертикальні електричні зондування за стандартною методикою
(ВЕЗ), магнітну зйомку підвищеної точності (МЗ), газо-
еманаційну зйомку (ГЕЗ), роботи методом природного імпульс-
ного електромагнітного поля Землі (ПІЕМПЗ) і сейсмічні роботи
кореляційним методом заломлених хвиль (КМЗХ).
В результаті узагальнення й аналізу одержаних матеріалів,
їх обробки та інтерпретації по кожному методу досліджень бу-
дують прогнозні карти аномальних зон в плані досліджуваної ді-
лянки, з виділенням межі розвитку зсувних процесів на найближ-
чій період.
Для визначення початку процесу активації зсуву, по його ті-
лу, у розрахунковій зоні передбачуваного розвитку закладають
мережу геодезичних реперів і кожні 3-4 місяця виконують заміри
їх зміщувань [2]. У випадку виявлення зсувів реперів вживають
заходи по запобіганню катастрофічних наслідків сходу зсуву –
евакуації людей, майна й обладнання з небезпечної зони.
Відомий спосіб моніторингу зсувонебезпечних ділянок по
космознімках. Над зоною передбачуваного зсуву з орбітального
космічного об’єкту виконують фотозйомку поверхні Землі. За ря-
дом фотознімків конкретної ділянки поверхні визначають дина-
міку змін її рельєфу і роблять висновок про можливість сходжен-
ня зсуву [3].
Відомий спосіб відстеження змін у рельєфі, що передують
зсувам, за допомогою радару – інтерферометру, розміщеного на
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
75
борту європейського супутника ERS [4]. Система дозволяє знахо-
дити міліметрові зміщення поверхні Землі.
Недоліки цих способів:
– про можливості сходження зсуву судять з динаміки змін
рельєфу, що не завжди відображає реальну картину стану зсуву,
оскільки зміна рельєфу може бути викликана вітровою ерозією
або вологопереносом;
– реєструють вже проявлений на земній поверхні процес, в
той час як початок зрушення зсуву йде від площини ковзання в
масиві до поверхні.
Таким чином, відомі способи не залишають часу на прийн-
яття превентивних заходів, включаючи евакуацію людей та кош-
товного майна із зсувонебезпечної зони.
У такі способи реєструють процес, що вже проявився на зе-
мній поверхні, розвиток якого відбувається від площині ковзання
до поверхні масиву з визначеним тимчасовим інтервалом, тобто
зрушення зсуву у масиві вже йде, а фіксується його проява через
деякий час. Часовий інтервал між активізацією зсуву на площині
ковзання і його проявою на поверхні землі та сходженням скла-
дає від декількох годин до тижнів. Циклічність таких спостере-
жень за зсувом визначає періодичність одержання інформації про
стан зсуву, у той час, коли можлива різка активація зсуву внаслі-
док зміни гідрогеологічних характеристик масиву викликаних ря-
сними опадами або техногенних факторів, з усіма наслідками, що
витікають з цього. До того ж такий дискретний метод контролю
стійкості схилів припускає моніторинг тільки однієї ділянки.
Для запобігання зсувам виконується комплекс заходів, який
найчастіше включає регулювання стоку поверхневих вод, дрену-
вання підземних вод, спорудження складних інженерних конс-
трукцій і застосування методів закріплення ґрунту палями, підпі-
рними стінками, цементацією і випалом. Ці заходи більшою час-
тиною мають пасивний характер і характеризуються недостат-
ньою ефективністю. На їх виконання витрачається багато грошей,
а потім ще більше на ліквідацію наслідків зсуву. Тому треба ви-
рішити задачу дистанційного безперервного контролю стану
зсувонебезпечних ділянок в масиві і оперативного сповіщення
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
76
про початок активізації зсувних процесів, щоб усунути ефект ра-
птовості при виникненні зсувів.
УкрНДМІ пропонує технологію моніторингу зсувонебезпе-
чних ділянок, що складається з методів і обладнання, які забезпе-
чують дослідження і оперативне сповіщення про початок активі-
зації процесу зсуву масиву.
Методи:
– створення бази даних для кожної зсувонебезпечної ділян-
ки;
– формування мережі сповіщення про початок активізації
процесу зрушення тіла зсуву.
Обладнання:
– геофізична апаратура для визначення у масиві зсуву зон
послаблених механічних контактів;
– мобільний буроаналітичний комплекс для інженерно-
геологічного обстеження масиву зсуву;
– автономне устаткування глибинної реєстрації початку ак-
тивізації процесу зрушення тіла зсуву, вироблювання й передачі
на центральній диспетчерський пункт (ЦДП) адресного радіосиг-
налу в режимі «Тривога!».
Створення бази даних для кожної зсувонебезпечної ділянки
передбачає наступне.
1. Виконання загальноприйнятих [1] заходів щодо інженер-
но-геологічного дослідження масиву, за допомогою розробленого
УкрНДМІ НАН України мобільного буроаналітичного комплеку
МБАК [5], рис. 1.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
77
Рис. 1. Мобільний буроаналітичний комплекс МБАК
2. Визначення в масиві зсуву зон послаблених механічних
контактів за допомогою розробленого УкрНДМІ НАН України
апаратури спектральної сейсморозвідки АСС-2 [6], рис. 2.
Рис. 2. Апаратура спектральної сейсморозвідки АСС-2
3. Підрахування об'ємів маси можливого зсуву в межах ко-
жної зони послаблених механічних контактів, з урахуванням змін
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
78
рельєфу, за допомогою лазерної скануючої системи «Riegl LMS
Z420i» (рис. 3).
4. Побудова прогнозних карт зсувонебезпечних зон.
Рис. 3. Лазерна скануюча система Riegl LMS Z 420i
Керуючись одержаною базою даних здійснюють формуван-
ня мережі сповіщення про початок активізації процесу зрушення
тілу зсуву таким чином.
1. В межах кожної із зон послабленого контакту, в тілі зсуву
встановлюють розроблені УкрНДМІ НАН України пристрої
УРАО [7] – глибинної реєстрації початку зрушення тіла зсуву ві-
дносно масиву корінних порід, вироблення й передачі радіосиг-
налу в режимі «Тривога», рис. 4.
2. Створюють регіональний ЦДП в межах зони активного
прийому радіосигналів від сітки УРАО, розташованих в числен-
них зсувах, формуючи за такий засіб моніторингову сітку.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
79
Рис. 4. Пристрій УРАО: 1 – електричний фіксатор зміщення;
2 – свердловина; 3 – тіло зсуву; 4 – корінні породи;
5 – коса; 6 – кондуктор; 7 – контактна плата; 8 – це-
ментний стовпчик; 9 – блок сигналізації; 10 – корпус;
11 – джерело живлення; 12 – контролер; 13 – транси-
вер; 14 – плата з пружинними контактами
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
80
3. Налагоджують систему сповіщення населення про поча-
ток активізації процесу зсуву.
Пристрій УРАО (рис. 4) містить електричний фіксатор та
блок сигналізації. Електричний фіксатор зміщення 1, виконано у
вигляді свердловини 2, влаштованої в тілі зсуву 3 і корінній по-
роді 4 гірського масиву. У свердловині 2 лінійно встановлена си-
стема одножильних дротів 5 (коса), а в усті розміщений кондук-
тор 6 із зовнішнім різьбленням, усередині якого розташована ко-
нтактна плата 7, сполучена з системою одножильних дротів 5.
Система одножильних дротів 5 по всій довжині свердловини 2
залита цементним розчином, що формує цементний стовпчик 8.
На кондукторі 6 електричного фіксатора зсуву 1 встановлено
блок сигналізації 9, що містить корпус 10 з внутрішнім різьблен-
ням, в якому розміщене джерело живлення 11, сполучене із вхо-
дом контролера 12, підімкнутого в свою чергу по двонаправленій
лінії до трансивера 13 і до плати з пружинними контактами 14.
УРАО працює в такий спосіб. У тілі гірського масиву спо-
руджують електричний фіксатор зміщення 1, для чого комплек-
сом МБАК бурять свердловину 2 так, щоб вона перетинала тіло
зсуву 3 і проникала в корінну породу 4. У пробуреній свердлови-
ні 2 розміщують впродовж неї систему одножильних дротів 5
(косу): один нульовий дріт і один фазовий. Встановлюють в усті
свердловини 2 кондуктор 6 різьбленням назовні і заливають в
свердловину 2 по всій довжині цементний розчин. Розміщують в
кондукторі 6 контактну плату 7 і сполучають її з системою одно-
жильних дротів 5. Після застигання цементного розчину в сверд-
ловині 2 і формування цементного стовпчика 8 на кондуктор 6
електричного фіксатора зсуву 1 встановлюють блок сигналізації 9
з розміщеними усередині його корпусу 10 джерелом живлення
11, контролером 12, трансивером 13 і платою з пружинними кон-
тактами 14. Корпус 10 блока сигналізації 9 нагвинчують на кон-
дуктор 6 до моменту повної взаємодії контактів плат (з пружин-
ними контактами 14 і контактної плати 7). При цьому контролер
12 блока сигналізації 9 замикає ланцюг: джерело живлення 11 –
контролер 12 – система одножильних дротів 5, приводячи, таким
чином, в робочий стан електричний фіксатор зміщення 1. При
зсовуванні тіла зсуву 3 відносно корінної породи 4 цементний
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
81
стовпчик 8 ламається, і дроти системи 5 в свердловині 2 обрива-
ються. В результаті контролер 12 перемикається і замикає лан-
цюг: джерело живлення 11 – контролер 12 – трансивер 13. Струм,
що проходить при цьому по ланцюгу від джерела живлення 11,
ініціює роботу трансивера 13. Трансивер 13 виробляє радіосиг-
нал, який надходить на пульт центрального диспетчерського пун-
кту й активує систему «Тривога».
Відстеження стану комплексу зсувів у режимі „Online” і
миттєва передача сигналу про початок зрушення зсуву на центра-
льний диспетчерський пункт дозволяють мати певний запас часу
на вживання превентивних заходів, включаючи евакуацію людей
і коштовного майна з зсувонебезпечної зони.
Ще більш ефективним , на наш погляд може бути створення
глобальної мережі моніторингу і оперативного сповіщення про
початок активізації процесу зсуву з використанням супутникових
систем [8], рис. 5. В межах ділянок ослаблених зон закладають
хвилепровідні елемент - фіксатори, з обов'язковим їх розміщен-
ням в тілі зсуву і в масиві. З орбітального космічного об'єкта по-
дають сигнал, що генерує коливання у хвиле провідних елемен-
тах, з подальшою реєстрацією на орбітальному космічному об'єк-
ті відбитого сигналу. У разі виникнення напружень в будь-якому
з хвилепровідних елементів, викликаних ослабленням контакту
зсуву з масивом по площині ковзання, змінюються параметри ві-
дбитого сигналу, що негайно реєструє апаратура дешифровки ро-
зташована на супутнику. Апаратура виділяє нестандартний сиг-
нал і передає його в режимі «Тривога» на ЦДП із зазначенням
координат хвилепровідного елемента, на якому виникали напру-
ження.
Таким чином формується всесвітня мережа контролю зсувів.
Стійка постійна генерація і реєстрація відбитого сигналу забезпе-
чується сіткою орбітальних космічних об'єктів.
На завершення треба відзначити, що використання сучасних
методів і засобів моніторингу та оперативного сповіщення про
початок активізації процесу зсуву в режимі „Online” дозволить
значно скоротити розміри людських втрат та матеріального збит-
ку від зсувів.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
82
Рис. 5. Глобальна сітка моніторингу і оперативного спові-
щення про початок активізації процесу зсуву: 1 –
зсув; 2 – зсувонебезпечна ділянка; 3 – ослаблена зона
контакту; 4 – масив; 5 – площина ковзання; 6 – хви-
лепровідні елементи; 7 – мережа контролю; 8 – орбі-
тальний космічний об'єкт; 9 – генеруючий сигнал;
10 – відбитий сигнал; 11 – сітка орбітальних косміч-
них об'єктів; 12 – центральній диспетчерський пункт
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
83
ВИСНОВКИ
Запропоновано нову технологію моніторингу і сповіщення
про початок активізації процесу зсуву. Вона базується на геофі-
зичних методах виявлення зон послаблених механічних контактів
в тілі зсуву, використанні пристроїв глибинної реєстрації початку
активізації тіла зсуву, що встановлюється в масиві в межах вияв-
леної зони. В момент активізації зсуву ці пристрої виробляють
радіосигналі передають його в режимі «Тривога» на центральний
диспетчерський пункт. Таким чином формується глобальна ме-
режа.
Використання даної технології дозволить мати певний запас
часу на евакуацію людей і майна з зсувонебезпечної зони, завдя-
ки чому значно зменшиться розмір людських витрат і матеріаль-
них збитків.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Руководство по инженерным изысканиям для строительства
[Текст]. – М.: Стройиздат, 1982. – 157 с.
2. СП11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строи-
тельства. Часть II. Правила производства работ в районах разви-
тия опасных геологических и инженерно-геологических процес-
сов [Текст]. – Введ. 2002-01-01. – М.: ПНИИС Госстроя России,
2001. – 23 с.
3. Седов А.В. Аэрокосмические методы в инженерной геодинами-
ке [Текст]. – М. : Недра, 1988. – 207 с.
4. Европейцы учатся предсказывать оползни [Электронный ре-
сурс] / Мировые новости. – Режим доступа: http:
//www.membrana.ru/lenta/ – 16.01.2008. – Загл. с экрана.
5. Тиркель М.Г. Мобильный буроаналитический комплекс МБАК
[Текст]:/ М.Г. Тиркель, Н.Н. Киселев, В.Ф. Филатов и др.// Нау-
кові праці УкрНДМІ НАН України: зб. наук. пр. – 2009. –
№ 4. – С. 87 – 93.
6. Розробка і виготовлення малогабаритної апаратури спектра-
льної сейсморозвідки для вивчення верхньої частини геологі-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 6, 2010
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 6, 2010
84
чного розрізу [Текст]. – звіт про НДР (заключний) / УкрНДМІ.
М.Г. Тіркель. – № 02150402000.– Донецьк, 2007. – 263 с.
7. Пристрій для сигналізації про початок зсуву гірського масиву
[Текст]: пат. 43363 Україна: МПК G01В 5/30 / Тіркель М.Г.,
Філатов В.Ф. Туманов В.В., Архипенко О.І.; заявник та
патентовласник УкрНДМІ НАН України. – № u200903117;
заявл. 03.04.2009; опубл. 10.08.2009, Бюл. № 15.
8. Спосіб моніторингу зсувонебезпечних ділянок [Текст]: пат.
35238 Україна: МПК Е02Д 33/00. / Анциферов А.В., Тіркель
М.Г., Філатов В.Ф., Туманов В.В. заявник та патентовласник
УкрНДМІ НАН України. – № u200804250; заявл. 04.04.2008;
опубл. 10.09.2008, Бюл. № 17.
|