CC BY
42
УДК 551.345
Пестов Владимир Михайлович Vladimir Pestov
Дегтярева Анастасия Владимировна Anastasiya Degtyareva
НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПОСТРОЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ОПАСНЫХ НАЛЕДНЫХ ПРОЦЕССОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИЙ АЭРОКОСМОМОНИТОРИНГА
SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS TO CREATE AN INTEGRATED REGIONAL SYSTEM OF MONITORING OF DANGEROUS ICE PROCESSES WITH THE USE OF AEROSPACE MONITORING TECHNOLOGY
Результаты практических исследований, непосредственно проведенных на территории Забайкалья в период с 1996 по 2006 гг. (В.Г. Кондратьев, В.М. Пестов), показали, что разрушительному воздействию наледей подвергаются в основном одни и те же объекты инфраструктуры территорий: населенные пункты, участки транспортных автомобильных и железнодорожных магистралей, другие линейные объекты. Объемы ущерба и затраты на аварийно-восстановительные работы составляют десятки и сотни миллионов рублей.
Защитные мероприятия часто проводятся без должного системного изучения опасных ледовых полей, без устранения причин и условий их вредного воздействия. Поэтому главная задача исследований — разработать комплекс мер системного мониторинга.
На основе исследований в 2006 г. разработана и предложена структура управления региональной системой защиты от опасных наледей.
В 2015 г. В.Р. Алексеев опубликовал статью «Криогенез и геодинамика наледных участков речных долин», в которой предложил создание опытно-экспериментальных исследовательских полигонов с применением методов наземного и космического мониторинга опасных ледовых полей на территориях, не вовлеченных в хозяйственный оборот.
Practical researches on the territory of the Baikal region in the period from 1996 to 2006 (V. Kondra-tiev, V. Pestov), have shown that settlements, roads, railways and other linear objects are annually destroyed by the impact of aufeis. The damage and costs of emergency repair work amount tens and hundreds millions of rubles.
Protective measures are often conducted without proper systematic study of dangerous ice fields, without addressing the causes and conditions of their harmful effects. Therefore, the main aim of the research is to develop a set of measures of system monitoring.
In 2006 a governance structure of the regional system of protection from hazardous ice accumulation was proposed.
In 2015 V.R. Alekseev has published a scientific article «Cryogenesis and geodynamics of icing valleys», where he proposed to establish an experimental platform for the study of dangerous ice fields in the areas not involved in the economic turnover, using the methods of ground and space monitoring.
Due to the suggestions of V.R. Alekseev the terrestrial and aerospace monitoring complex must be implemented at the expense of municipal and departmental target programs
Целесообразно предложения В.Р. Алексеева осуществлять в составе комплекса мониторинговых мероприятий, которые можно финансировать за счет муниципальных и ведомственных экономических программ
Ключевые слова: опасные наледи, инфраструктура территорий, ущерб, аэрокосмомо-ниторинг, система противоналедной защиты, муниципальные и ведомственные программы, экспериментальный исследовательский полигон
Анализ статистических данных МЧС России по оценке вероятностей возникновения некоторых видов природных чрезвычайных ситуаций на территории
Наибольшее влияние на инфраструктуру территорий из видов природных опасностей оказывают именно последствия на-ледеобразования.
Результаты практических исследований, непосредственно проведенных на территории Забайкалья в период с 1996 по 2006 гг. (В.Г. Кондратьев, В.М. Пестов), показали, что:
— разрушительному воздействию наледей подвергаются в основном одни и те же населенные пункты, одни и те же участки транспортных, автомобильных и железнодорожных магистралей и другие объекты инфраструктуры;
— частота повторения этих случаев постоянна и составляет: в южных и юго-восточных районах — 1 раз в 5 лет; в центральных районах — 1 раз в 2...3 года; на территориях, расположенных в стоках бассейнов крупных рек — практически ежегодно.
Так, соотношение природных опасностей, вызывающих разрушение линейных
Key words: dangerous aufeis, infrastructure of territories, damage, aerospace monitoring, system of protection against dangerous icings, municipal and departmental programs, polygon experimental research
Забайкалья показывает, что в общем числе ЧС выделяются в процентном отношении крупные лесные пожары и наледи (см. таблицу).
сооружений в Забайкалье, указывает на приоритетность влияния последствий именно на-ледеобразования (В.К. Лапердин, 2005).
В Забайкалье с периодичностью в 4...6, иногда 9...11 лет наледные процессы приносят ежегодные объемы ущерба хозяйствам и территориям в виде многомиллионных финансовых затрат на аварийно-восстановительные работы. Основные затраты несут региональный и местные бюджеты, ежегодно подвергаются разрушению более 150 зданий, свыше 200 км дорожного полотна муниципальных дорог и улиц в населенных пунктах, до 10 мостов и дорожных сооружений (В.М. Пестов, 2006).
Отмечено, что противоналедные защитные мероприятия разного уровня проводятся без должного системного исследования наледных полей, а значит, без искоренения причин и условий вредного воздействия наледей.
Поэтому главная задача исследований, проводимых в этом направлении: разрабо-
Частота возникновения некоторых видов природных чрезвычайных ситуации
на территории Забайкалья
Опасное событие Частота, раз в год
Крупные лесные пожары, в том числе (площадью 1000 га и более) Наледи Прочие 8...20 (4...8) 10...25 20.50
тать комплексную систему организационно-технологических мер противоналедной защиты хозяйственных объектов, включая организацию системного мониторинга, с научным обоснованием их состава и эффективности применения.
На основе исследований, проведенных в 2001-2006 гг., предложена модель региональной системы противоналедной защиты, в основу которой положена «Концепция системы мониторинга опасных наледных процессов (СМОН)» (рис. 1), разработанная В.Г. Кондратьевым в 2000 г. [1].
Кроме того, разработана и предложена структура управления региональной системой противоналедной защиты (рис. 2), представляющая собой комплекс управленческих решений по осуществлению мониторинга опасных наледных процессов, предупредительных защитных мер и оперативных действий в случае возникновения ЧС, связанных с опасными наледными проявлениями.
Причем, применение всего комплекса мер осуществлялось Правительством Читинской области программно-целевым методом. С участием представителей НИИ, вузов и мониторинговых структур Забайкалья в составе Научно-технического совета при областной Комиссии по чрезвычайным ситуациям в 2001 г. впервые разработана и принята Законом Читинской области целевая программа «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории Читинской области на 20022006 годы», в том числе с финансированием вопросов противоналедной защиты.
В дальнейшем программа была продлена на период 2007-2010 гг., и в настоящее время она переросла в Государственную программу Забайкальского края, включающую ряд подпрограмм по различным направлениям в области защиты населения и территории региона от ЧС различного характера.
Схема функционирования во времени системы мониторинга опасных наледных процессов (СМОН) (Кондратьев В.Г.)
Рис. 1. Схема функционирования во времени системы мониторинга опасных наледных процессов (СМОН) (Кондратьев В.Г.)
Разработанная и предложенная ранее структура управления региональном системой нротивоналедной защиты
Определение условий природопользования и жизнедеятельности
Возмещение ущерба
Механизмы государственного регулирования
Экономические и социальные факторы
ОПРЕДЕЛЯЮТ
Система мониторинга опасных наледных процессов
Установление
уровня приемлемого риска
Мони-
торинг
опас-
ностей
Анализ характера угрозы
Анализ уровня опасности для населения
Анализ уязвимости территории
Принятое решений с« иераж защиты
Превентивные профилактические меры
Реализация
мер ЗИЦЙГГЫ
Обоснование превентивных мер защоты
Рациональное ¡расгарвд&пеиие ^планирование) средств
Ликвидация (смягчение) последствий возникших чрезвычайных ситуации, связанных с наледями..
Восстановление, пе рвоочередное жизнеобеспечение
Экстренное реагарова! «
Чрезвычайная ситуация
Подготовка и поддержание б
готовности ¡Вил, создание резервов
Рис. 2. Структура управления региональной системой противоналедной защиты
В начале 2015 г. В.Р. Алексеев опубликовал научную статью «Криогенез и геодинамика наледных участков речных долин» [2], в которой для решения инженерных проблем, связанных с хозяйственным освоением участков территорий в долинах русел крупных рек, в том числе подверженных воздействию наледей, предложил создание опыгно-эксперименгальных полигонов с целью выявления особенностей поведения природно-технических систем (трубопроводов, земляных насыпей, мостов, подземных и наземных коммуникаций и пр.), функционирующих в особо сложных условиях; разработки принципов и методов проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в наледе-опасных зонах; проверки теоретических моделей и технологических схем обустройства ежегодно оледеневающих территорий
размером в сотни тысяч квадратных километров, не вовлеченных по этой причине в хозяйственный оборот.
Практически он поддержал идею функционирования, предложенной В.Г. Кондратьевым, системы мониторинга опасных наледных образований.
В.Р. Алексеев в статье отмечает, что для наиболее качественной оценки влияния наледей и наледного генезиса на развитие экономической и логистической инфраструктуры территорий, кроме обустройства наземных полигонов, «...требуется постановка специальных исследований, направленных на каталогизацию наледей, изучение их динамики, условий формирования и развития с учетом процессов взаимодействия ледяных массивов с подстилающими горными породами и внешней средой, совершенствование и разработка новых ме-
тодов выявления и оценки наледнои опасности для хозяйственной инфраструктуры с помощью дистанционного зондирования и наземных подспутниковых наблюдении...».
Считаем целесообразным предложения В.Р. Алексеева в дальнейшем осуществлять в рамках комплексных мероприятии по
противоналеднои защите, предложенных к реализации в 2006 г. (диссертационное исследование «Научно-технологические основы защиты народнохозяйственных объектов от опасных наледных процессов (на примере ЧитинскоИ области)», В.М. Пестов, 2006 г.).
Система мониторинга опасных наледных процессов (СМОН)
ЦУКСи ЦсптрМиП ГУ МЧС России
Уармлаии Роспотреб-надзора
научно-методический
Забайкальское региональное о тделение Российского паучпого обществ анализа риска
Лаборатории НИИ кафедры вузов
Существующи учреждения С H Л К системе мониторинга прогнозирования
е в и
ЗабМРТУ
по га я мое
Сомжщж к пабораггермн агрокомплекса
I Специализированное предприятие
«АИСИНГ»
Планируемая О Т Д Е
структура Л Ы
организации полевых режимных наблюдений
аэрокосмо-мониторинга
сбора, анализа и оценки информации
прогноза и выработки про-тивоналедных мероприятий
мониторинга реализации мер противона-ледной защиты
Рис. 3. Структура комплексной системы специализированных исследований наледных образований
В частности, рассматривать создаваемое мониторинговое учреждение, как орган управления системои мониторинга опасных наледных процессов ( СМОН ) в качестве базового в предлагаемои структуре с включением в схему комплекса исследовании (в том числе авиакосмомониторинговых) (рис. 3). Для чего в состав противоналедных мероприятии, ранее апробированных на территории ЗабаИкалья, кроме мероприятии капитального плана и временных (сезонных мер), предлагается включить авиакосмомониторинг.
Вопросы, которые, в связи с изложенным, необходимы для реализации: а) на региональном уровне:
— экономическое обоснование и экспериментальное внедрение системы противо-наледнои защиты на примере однои из территории;
— разработка методик просчета ущерба, наносимого наледями отраслям экономики, объема оптимальных затрат для принятия превентивных (предупредительных) мер и проведения защитных работ;
— создание в структуре мониторинговых учреждений СНЛК ТП РСЧС Забайкалья спецпредприятия типа «Айсинг» для организации полевыгх наблюдений и космомонито-ринга участков наледныгх полей (рис. 4);
б) на федеральном уровне:
— разработка и включение в ГОСТ Р-22 «Безопасность в ЧС» или соответствующий Технический регламент вида чрезвычайной ситуации — «Опасные наледные проявления»;
— внедрение системы противоналедной защиты (СМОН) в структуру единой государственной системы предупрежде-
ния и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС);
— создание в структуре Центра мониторинга и прогнозирования «Антистихия» МЧС России единой системы полевых и авиакосмических исследований по изучению опасных наледных образований на территории РФ и ведение их каталога в составе АИУС МЧС России;
— все мониторинговые и защитные мероприятия в рамках комплексной системы осуществлять в тесном научном взаимодействии с Академией наук Российской Федерации, её подразделениями на местах.
Комиссия по ЧС и ПБ Забайкальского края
ВЕДОМСТВЕННЫЕ (ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ) ЗВЕНЬЯ
Забайкальское региональное отделение Российского научного общества анализа риска
ТЕРРИТОРИЛЛЬТШТГ. ЗВЕНЬЯ
Краевые аварийные формирования Финансовые и материальные резервы
Заб межрег. ТУ по г гидрометеорологии в КОС
■шальные образования. Комиссии по ЧС и ПБ
Муниципальные формирования
Финансовые и материальные резервы
Территориальные учреяздепия на&тэдения н контроля
Лаборатории проекгно-изыскательские
Лаборатории ДРСУ
Станции и послы ГМС
Станцииш лаборатории агрокомплекс
Финансовые и материальные резервы
Аварийные " Ъ. . '.Я
Предприятий, организации. Объектовые комиссии поЧС
лаборатории предприятий и организаций
Отделы Аварийные
гочс формирования
лаборатории предприятий и организаций
Финансовые и материальные резервы
Система противоналедной защиты в составе территориальной подсистемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций Забайкальского края
Рис. 4. Учреждения системы мониторинга опасных наледных процессов
Подытоживая сказанное, в целях заинтересованности местных властей в развитии экономической и логистической инфраструктуры административных территорий, а также ресурсно-бюджетного
обеспечения муниципальных целевых программ, целесообразно:
1) предлагаемые мероприятия планировать и реализовывать под общим руководством соответствующих ведомств и
местных администраций как заказчиков этих программ;
2) реализовывать муниципальные и ведомственные подпрограммы (с участием заинтересованных структур регионального
Список литературы
1. Алексеев В.Р. Криогенез и геодинамика на-ледных участков речных долин // Геодинамика и тектонофизика, Иркутск, ИЗК. 2015. С. 171-224.
2. Алексеев В.Р. Влияние наледей на развитие русловой сети (наледный руслогенез) // Лед и снег. 2013. № 4(124). С.95-106.
3. Кондратьев В.Г., Пестов В.М Система про-тивоналедной защиты // Вестник МАНЭБ. 2004. № 3 (36). С. 106-111.
4. Кондратьев В.Г., Пестов В.М., Верхоту-ров А.Г. О целевой комплексной программе мониторинга опасных наледных процессов на территории Читинской области // Материалы междунар. конф. «Криосфера Земли как среда жизнеобеспечения». Пущино, 2003. С. 110-111
5. Кондратьев В.Г., Пестов В.М. Научно-методические и организационные основы защиты населения и территории Читинской области от опасных наледных процессов // Материалы Всеросс. совещания по подземным водам Востока России. Иркутск-Красноярск, 2003. С. 167-169.
6. Кондратьев В.Г., Пестов В.М. Об организации системы мониторинга опасных наледных процессов на территории Читинской области // Материалы 7-й Всеросс. научн. конф. «Современные методы математического моделирования природных и антропогенных катастроф» и 3-й Всеросс. научн.-практ. конф. «Проблемы защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера». Красноярск, 2003. С. 34.
7. Кондратьев В.Г., Верхотуров А.Г., Пестов В.М. Научно-методические и прикладные аспекты защиты населения и территории Читинской области от опасных наледных процессов / / Материалы Междунар. конф. «Экстремальные криос-ферные явления: фундаментальные и прикладные аспекты». Пущино, 2002. С. 113-114.
8. Кондратьев В.Г., Верхотуров А.Г., Пестов В.М. Научно-методические основы защиты населения и территории Читинской области от опасных наледных процессов // Тезисы Международного форума «Природная, техногенная, пожарная безопасность России». М., 2002. 12 с.
уровня) в рамках государственных региональных целевых программ, взаимно согласованных по мероприятиям и организационно входящих в единую тематическую федеральную программу.
_List of literature
1. Alekseev V.R. Geodinamika i tektonofizika (Geodynamics and Tectonophysics). Irkutsk, 2015 (5), pp. 171-224.
2. Alekseev V.R. Led i sneg (Ice and snow), 2013, no. 4 (124), pp.95-106.
3. Kondratiev V.G., Pestov V.M. Vestnik MANEB (Bulletin of MANEB), 2004, no. 13 (36), pp. 106111.
4. Kondratiev V.G., Pestov V.M., Verkhoturov A.G. Materialy mezhdunarodnoy konferentsii «Kri-osfera Zemli kak sreda zhizneobespecheniya» (Proceedings of the International Conference «Cryosphere Earth's life support as the environment»). Puschino, 2003. P.110-111
5. Kondratiev V.G., Pestov V.M. Materialy Vse-rossiyskogo soveshhaniya po podzemnym vodam Vostoka Rossii (Proceedings of the All-Russian meeting on groundwater of the Russian East). Irkutsk-Krasnoyarsk, 2003, P. 167-169.
6. Kondratiev V.G., Pestov V.M. Materialy 7-y Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii «Sovremennye metody matematicheskogo modelirovaniya prirod-nyh i antropogennyh katastrof» i 3-y Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Problemy zash-hity naseleniya i territoriy ot ChS prirodnogo i tehno-gennogo haraktera» (Proceedings of the 7th AH-Rus-sian scientific-practical conference «Modern methods of mathematical modeling of natural and man-made disasters» and the 3rd All-Russian scientific-practical conference «Problems of protection of population and territories from emergency situations of natural and man-made character»). Krasnoyarsk, 2003. P. 34.
7. Kondratiev V.G., Verkhoturov A.G., Pestov V.M. Materialy Mezhdunarodnoy konferentsii «Eks-tremalnye kriosfernye yavleniya: fundamentalnye i prikladnye aspekty» (Proceedings of the International Conference «Cryosphere Extreme effects: fundamental and applied aspects»). Puschino, 2002. P. 113-114.
8. Kondratiev V.G., Verkhoturov A.G., Pestov V.M. Tezisy Mezhdunarodnogo foruma «Prirodnaya, tehnogennaya, pozharnaya bezopas-nost Rossii» (Abstracts of the International Forum «Natural, technological, fire safety of Russia»). Moscow, 2002. 12 p.
9. Кондратьев В.Г., Пестов В.М. Наледная опасность на территории Читинской области и возможные пути ее снижения // Вестник МАНЭБ. 2001. № 10 (34). С. 154-158.
10. Кондратьев В.Г. Концепция системы мониторинга опасных наледных процессов на территории Читинской области. Чита: ЗабТранс, 2000. 112 с.
11. Hu X., Pollard W. The hydrologic analysi-sand modeling of river icing growth, North Fork Pass, Yukon Territory, Canada: Permafrost and Periglacial Processes. 1997. V. 8. P. 279-294.
12. Yoshikawa K., Hinzman L.D., Kane D.L. Spring and aufeis (icing) hydrology in Brooks Range, Alaska // Journal of Geophysical Research, 01/2007; 112, G04S43, doi:10.1029/2006JG000294.
Коротко об авторах _
Пестов В.М., канд. геол.-минер. наук, преподаватель, каф. «Техносферная безопасность», Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия
pestov_vladimir@maiI. ги
Научные интересы: организация управления мероприятиями по защите инфраструктуры территорий и населения в ЧС различного характера
9. Kondratiev V.G., Pestov V.M. Vestnik MANEB (Bulletin of MANEB), 2001, no. 10 (34), pp. 154158.
10. Kondratiev V.G. Kontseptiya sistemy monitoringa opasnyh nalednyh protsessov na territorii Chi-tinskoy oblasti [The concept of monitoring dangerous icing processes on the territory of the Chita region]. Chita: ZabTrans, 2000. 112 p.
11. Hu X., Pollard W. The hydrologic analysi-sand modeling of river icing growth, North Fork Pass, Yukon Territory (The hydrologic analysis and modeling of river icing growth, North Fork Pass, Yukon Territory) , Canada: Permafrost and Periglacial Processes. 1997. V. 8. P. 279-294.
12. Yoshikawa K., Hinzman L.D., Kane D.L. Journal of Geophysical Research (Journal of Geophysical Research), 01/2007; 112, G04S43, doi:10.1029/2006JG000294.
_Briefly about the authors
V. Pestov, candidate of geological-mineralogical sciences, teacher, Technosphere Safety, Transbaikal State University, Chita, Russia
Scientific interests: organization of management activities for the protection of infrastructure of territories and population in emergency situations of different nature
Дегтярева A.B., аспирант кафедры «Техносферная безопасность», Забайкальский государственный университет, г. Чита, Россия [email protected]
Научные интересы: геоэкологический мониторинг территорий
A. Degtyareva, postgraduate, Technosphere safety department, Transbaikal State University, Chita, Russia
Scientific interests: geo-ecological monitoring of territories
