CC BY
217
О РАЗВИТИИ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОГНОСТИЧЕСКИХ ПОЛИГОНАХ В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН
Ангелина Валентиновна Земцова
кандидат технических наук, доцент кафедры маркшейдерское дело и геодезия, Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева, 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, Республика Казахстан, тел. +7 (727) 278-17-22, e-mail: [email protected]
Жаксыбек Джакубекович Байгурин
доктор технических наук, профессор кафедры маркшейдерское дело и геодезия, Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева, 050013, г. Алматы, ул. Сатпаева, 22, Республика Казахстан, тел. +7 (727) 732-30-18, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрены вопросы развития геодезических работ на геодинамических прогностических полигонах в Республике Казахстан. Отражены вопросы реконструкции Алмаатинской городской сети на основе геодинамической сети на базе спутниковой технологии.
Ключевые слова: прогностические геодинамические полигоны, реконструкция
городских сетей.
ON THE DEVELOPMENT OF GEODESY AT THE GEODYNAMIC PROGNOSTIC TEST SITES IN THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Angelina V. Zemcova
Kazakh National Technical University K.I. Satpayev, 22 Satpayev , Almaty 050013, Republic of Kazakhstan, candidate of technical sciences, associate professor, department of surveying and geodesy tel. +7(727)278-17-22, e-mail: [email protected]
Zakubek D.Bajgurin
Kazakh National Technical University K.I. Satpayev, 22 Satpayev , Almaty 050013, Republic of Kazakhstan, doctor of technical sciences, hrofessor, department of surveying and geodesy, tel. +7 (727) 732-30-18, e-mail: [email protected]
This article contains information about what the development of Geodesy at the geodynamic prognostic test sites in the Republic of Kazakhstan. Reflected issues of reconstruction of Almaty city network on the basis of geodynamic network based on satellite technology.
Key word: predictive geodynamic test sites, reconstruction of urban networks.
Среди потенциально опасных стихийных бедствий для Казахстана, по данным Агенства по чрезвычайным ситуациям РК, землетрясения занимают первое место. Этой опасности подвержено около 6 миллионов казахстанцев и около 450 тысяч квадратных км территории республики. В сейсмоопасной зоне расположено 27 городов и более 400 населенных пунктов. На этой территории находится около 40 % промышленного потенциала республики. Угрозе разрушительных землетрясений постоянно подвержены Алматинская,
Восточно-Казахстанская, Жамбылская, Южно-Казахстанская области и город Алматы. Земная кора Тянь-Шаня, у северного подножия которого находится город Алматы, является одной из наиболее сейсмоопасных во всей Центральной Азии. За сто с небольшим лет здесь произошло около десяти разрушительных землетрясений, два из которых - Чиликское 1889 г. и Кеминское 1911 г. имели магнитуду более 8 баллов и вошли в ранг мировых сейсмических катастроф [1].
В последние годы произошли 5-6 бальные землетрясения в Атырауской, Западно-Казахстанской и Карагандинской областях, 7-бальное Зайсанское землетрясение. В Западном Казахстане происходят интенсивные
геодинамические процессы. Ситуация усугубляется тем, что здесь осуществляется добыча углеводородного сырья, которая в ряде случаев может привести к достаточно интенсивным техногенным землетрясениям. Поэтому проблемы прогноза землетрясений и снижения ущерба от этих катастроф и вызываемых ими вторичных геологических и техногенных факторов, имеют жизненно важное значение для обеспечения безопасности населения и объектов.
На территории Республики Казахстан планомерные исследования
современной геодинамики геодезическими методами ведутся также на Талгарском и Жамбылском геодинамических полигонах. В административном отношении последний расположен на территории города Тараз и его пригородах, часть линий проходит по территории Кыргызской Республики. В 2006 г. в Восточно-Казахстанской области создан Зайсанский геодинамический полигон. В середине 1973 г. в эпицентральной зоне Чиликского (1889 г.) землетрясения была заложена линейная сеть - Шелекский (Алгабасский) полигон.
Вероятность возникновения деформаций земной поверхности для крупных мегаполисов, каковым является Алматы, достаточно велика. Деформации могут быть вызваны как техногенными, так и вполне естественными факторами: давлением на грунт зданий и сооружений, масштабным многоэтажным строительством, интенсивным освоением подземного пространства,
нарастанием транспортных потоков и пр.
Кроме выше сказанного, территория Южного и Юго-Восточного Казахстана, в том числе и район Алматы, одна из наиболее сейсмоопасных в СНГ. НА геологической основе, дополненной элементами новейшей тектоники и сейсмодислокацией, распределением эпицентров крупнейших землетрясений прошлого и проявлением современной сейсмичности, проведен
целенаправленный выбор площадей для создания геодезических сетей с целью изучения движений земной поверхности в различных геолого-тектонических условиях.
Исследования по прогнозу землетрясений в Казахстане начались со второй половины 70-х годов XX в. созданием экспериментальной базы (Малого) Алматинского геодинамического прогностического полигона, территориально совпадающего с городом Алматы [2]. На полигоне систематически ведутся
наблюдения за вертикальными и горизонтальными движениями широким арсеналом средств.
Геодезическая сеть города уникальна тем, что в период с 1967 по 1971 годы здесь была создана линейно-угловая сеть Алматинского геодинамического полигона по программе 1 класса.
Данная сеть охватывает южную часть Илийской впадины, предгорную наклонную долину, прилавки Заилийского Алатау и характерные тектонические структуры. Два геодезических четырехугольника сети расположены в зоне Верненского (1887г.) землетрясения.
Итог многолетних исследований сводится к тому, что сейсмическая активность на территории города Алматы остается повышенной, что требует постоянного мониторинга геодезических данных, позволяющих изучать предвестники землетрясений.
В настоящее время в систему наблюдательных пунктов на Алмаатинском геодинамическом полигоне входят и станции спутниковых наблюдений.
В последние несколько лет наряду с традиционными геодезическими наблюдениями используются методы спутниковой геодезии. Комбинирование традиционных наземных и спутниковых измерений позволяет достаточно успешно решать задачи определения современных движений земной поверхности (СДЗП). Спутниковые технологии, благодаря своей высокой производительности, позволили с высокой периодичностью получать информацию о деформациях земной поверхности на базах от первых метров до нескольких десятков километров, что было затруднительным при использовании традиционных методик измерений [3].
Опорная геодезическая сеть современного города должна отвечать его постоянно растущим потребностям: обеспечивать получение полных и
достоверных сведений о состоянии земель, природных объектов, построек, коммуникаций и других элементов городской инфраструктуры. Геодезические сети являются исходной основой не только кадастровых, но и всех топографогеодезических, проектно-изыскательских и строительных работ на территории города. От их точности и плотности напрямую зависит качество указанных работ. Современная сеть города не способна решить все эти задачи.
Кроме того, значительное число геодезических пунктов утрачено или находится в непригодном состоянии. Необходима инвентаризация сети. Также назрела острая необходимость комплексной реконструкции геодезической сети города. Реконструкция городской геодезической сети в этом регионе будет первым шагом к обновлению геодинамической сети города Алматы.
Достичь требуемой точности и автоматизировать работы по построению этой сети позволяет применение спутниковых технологий при ее реконструкции. При этом спутниковые сети обеспечат единую систему координат на территории города, свяжут все объекты в одно целое, что позволит объединить топографо-геодезические и картографические данные в единую геоинформационную систему.
Современное высокоэффективное геодезическое обеспечение мониторинга земель в крупных городах открывает перспективу прогнозирования
недопустимых деформаций различных зданий, а также наземных и подземных инженерных сооружений, что позволяет принимать соответствующие меры по предотвращению разрушения этих объектов. По результатам спутниковых и высокоточных нивелирных измерений на пунктах геодинамической сети может быть построена карта современных движений земной поверхности с выделением зон с аномально высокими скоростями движений.
Для обеспечения надежной связи часть пунктов новой сети совмещается с пунктами существующих геодезических сетей. В новой сети каркасом может служить геодинамическая сеть, необходимая для повышения точности. Пункты такой сети по возможности должны совмещаться с пунктами повторного нивелирования I и II классов, входящими в состав Малого (Алматинского) геодинамического полигона, и стать основой для модернизации геодинамической сети города. С целью выявления активности отдельных участков геологической среды, выбранные пункты сети привязываются к различным структурным зонам. При этом в сеть включается часть пунктов, достаточно удаленных от зон активного техногенного воздействия на среду. Такой подход позволяет более объективно оценить значения возникающих деформаций. Желательно несколько пунктов привязать к международной спутниковой сети с целью определения их абсолютных координат в системе WGS- 84.
Медленные тектонические движения на территории города могут быть выявлены в результате повторных измерений на пунктах высокоточной спутниковой сети. Возникающие при этом деформации будут оказывать влияние на стабильность опорной геодезической основы, в связи с этим возникает необходимость периодических контрольных наблюдений на пунктах сети. При проведении таких измерений следует отделять реальную величину смещения от остаточного влияния систематических ошибок.
В городах, подверженных сейсмической опасности, а к таким и относится город Алматы, создаются также сети базовых станций вдоль основных линий разломов. Управление сетью таких базовых станций обычно выполняется с единого вычислительного центра. Величины и скорость изменения этих координат позволяют определить и проанализировать смещения и деформации точек расположения базовых станций. Подобные сети также могут быть использованы для наблюдения за смещениями природных и искусственно созданных объектов, например, ледников, оползней, плотин, высотных зданий и других сооружений.
Таким образом, задача реконструкции Алматинской городской сети - это создание на базе спутниковой технологии высокоточной опорной сети, определяющей единую метрику города и обеспечивающей основу для ее дальнейшего сгущения как спутниковыми, так и традиционными методами.
В Алматы каркасными пунктами новой сети могут служить пункты уже существующей линейно-угловой сети 1 класса Алмаатинского геодинамического полигона, которые должны быть обследованы на сохранность.
1. Постановление Правительства Республики Казахстан от 31 .12. 2003 г. № 1383 «Программа развития государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на 2004 - 2010 годы». [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ru.government.kz/docs/p031383 20031231.htm
2. Атрущкевич П.А., Остропико П.А. Геодинамические исследования на Алма-Атинском полигоне //Современные движения земной коры. М.: Наука. - 1984. - С.23-28.
3. Генике А.А., Побединский г.Г. Глобальные спутниковые системы определения местоположения и их применение в геодезии.- М.:Казгеоцентр.. - 2010. - 355 С.
© А.В. Земцова, Ж.Д. Байгурин, 2012
