CC BY
78
УДК 551.578
Э.Р. Семакова, С.И. Климов НИГМИ Узгидромета, Ташкент
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛАВИН
Описана методика построения карты частоты формирования лавин на примере бассейна реки Камчик (Западный Тянь-Шань). Исходными данными являлись цифровая модель рельефа и база данных, содержащая сведения о сходе лавин. Данную карту предполагается использовать для расчета дальности выброса лавин и построения карты частоты поражения лавинами для данного района.
E.R Semakova, S.I. Klimov Hydrometeorological Research Institute (NIGMI)
72, K. Makhsumov str., Tashkent, 100052, Uzbekistan
ABOUT POSSIBILITY OF GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEMS USING FOR SPATIAL PATTERN ASSESSMENT OF AVALANCHING FREQUENCY
The technique for avalanche formation frequency mapping is described (Kamchik river basin in mountain regions of Western Tien-Shan as an example). Input data were digital elevation model and database including information about avalanching cases. This map can be applied for avalanche runout distance computation and avalanche proned mapping for given region.
Снежные лавины обладают огромной разрушительной силой и наносят большой ущерб различным коммуникациям и другим объектам, расположенным в зоне их действия. Одним из важных объектов для народного хозяйства Республики Узбекистан является автомагистраль Ташкент - Ош. Наиболее уязвимая часть этой дороги с точки зрения лавинной опасности проходит через перевал Камчик. Для определения объектов, подверженных действию лавин в данном районе, использовались спутниковые карты с сервиса GoogleEarth.
В данном районе установлена стационарная снеголавинная станция, непрерывные наблюдения которой ведутся с 1982 г, хотя эпизодические экспедиционные наблюдения за сходом лавин проводились с 1965 г. Вся информация по результатам наблюдений собрана в Базе Данных «Лавины Узбекистана». Она включает сведения как о характеристиках зарегистрированных лавин (тип по влажности и генезису снега, размеры, наличие ущерба, состояние и толщина снега в зоне отрыва, транзита и остановки, метеорологические условия и др.), так и морфометрических показателях лавиносборов.
В работе использовался подход к определению частоты формирования и поражения лавинами, разработанный для Чимганской долины [1].
Распределение числа схода лавин по экспозиции и углу наклона склона в зоне формирования лавин района перевала Камчик представлено на рис. 1.
и С СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 СЗ
21-30° 5 0 7 0 4 0 0 0
I I30-40° 85 63 46 14 133 79 98 11
^*-40-55° 100 58 29 3 42 137 85 9
Рис. 1. Распределение числа схода лавин по экспозиции и углу наклона
склона в зоне их формирования
Цифровая модель рельефа (ЦМР) получена с космических снимков ASTER и разрешение ее составляет 30 м. На основе этой модели было рассчитано распределение площади района по тем же интервалам угла наклона склонов и экспозициям (рис. 2). Площадь дана количеством ячеек ЦМР.
30000
20000
10000
0 с СВ в юв ю юз 3 сз
21-30° 14488 16456 14161 10022 14936 26990 16635 10801
I 130-40° 20240 27376 18875 10668 12044 22018 22676 17508
—*—40-55° 1264 1441 1307 463 290 746 1224 1667
Рис. 2. Распределение площади района по экспозиции и углу наклона склона
Удельные вероятности формирования лавины (число лавин за год) с участка единичной площади с заданной экспозицией и углом наклона были получены последовательным делением числа лавин из таблицы рисунка 1 на соответствующие площади из таблицы рис.2 и число лет наблюдений (30). Результаты приведены на рис. 3. Для удобства они преобразованы в число лавин за 100000 лет с участка единичной площади.
Как видно из рис. 3, наиболее вероятными местами формирования лавин являются склоны с крутизной более 40°, имеющие экспозиции от южной до юго-западной. Ветер в этом районе преимущественно дует с севера, северо-востока (к концу снегопада) и вызывает перераспределение снега на склоны южной, юго-западной экспозиции. Это как раз те участки, которые традиционно рассматриваются как лавинные очаги, угрожающие дороге.
Рис. 3. Вероятность формирования лавины (100000-число лавин/год) с единичного участка в зависимости от его экспозиции и угла наклона
Для построения карты вероятности формирования лавин использовался модуль “Spatial Analyst” геоинформационной системы ArcGIS 9.3. Составлена следующая схема определения мест формирования лавин с различной ее частотой (рис. 4). Grid-ы экспозиции и крутизны классифицировались на участки по заданным интервалам. Для присвоения уникального значения частоты формирования лавин, соответствующей определенному классу экспозиции и крутизны склонов, использовалась функция Combine. Классифицированная по участкам с различной вероятностью формирования лавин территория района перевала Камчик представлена на рис. 4.
Данная карта может служить основой для определения участков, поражаемыми лавинами с различной частотой, например 1 раз в 5, 50 и 95 лет. Для этого необходимо рассчитать дальность выброса лавин. В норвежской а - в модели [2] для расчета остановки лавины использовались данные по лавинам, повторяемостью 1 раз в 100 - 300 лет. Эта модель показала свою эффективность (коэффициент корреляции 0,92; стандартная ошибка расчета составляет 2.3°) во многих горных странах: а = 0.96 Р- 1.4°,
где: Р - угол (град.) между горизонталью и направлением от точки отрыва лавины до точки на продольном профиле пути схода лавины, где угол наклона поверхности лотка равен 10°; а - угол (град.) между горизонталью и направлением от точки отрыва лавины до точки остановки лавины (рис. 5).
Рис. 4. Схема определения вероятности формирования лавин на примере района
перевала Камчик
Рис. 5. Схема определения точки остановки лавины
Исходными данными для расчета пути схода лавин, от мест, где возможно их формирование, будут являться Grid-ы вероятности формирования лавин, направления стекания воды (лавин) Flow Direction, крутизны склонов, высоты местности.
На примере карты территории, поражаемой лавинами 1 раз в 50 лет, планируется определить точки пересечения дороги с зоной поражения, и соответственно, обеспечить для таких участков необходимую защиту.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Р.С. Батыров, Е.Г. Какурина, Ф.И. Перцигер и др. Лавины Узбекистана / Ташкент: САНИГМИ, 2003. - 119 с.
2. K. Lied. Snow avalanche experience through 25 years at NGI // Norwegian Geotechnical Institute. - Oslo: NGI. - 1998. - Publication 203. - P. 7-14.
© Э.Р. Семакова, С.И. Климов, 2010
