Разработка элементов системы оперативного реагирования при возникновении чрезвычайных ситуаций на территории города Новосибирска

Дубровский Алексей Викторович; Никитин Вячеслав Николаевич; Малыгина Олеся Игоревна

УДК 004:528.91

РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО РЕАГИРОВАНИЯ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ГОРОДА НОВОСИБИРСКА

Алексей Викторович Дубровский

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, зав. научно-производственным центром «Дигитайзер», тел. (383)361-01-09, e-mail: avd5@ssga.ru

Вячеслав Николаевич Никитин

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент, тел. (383)361-01-09, e-mail: vslav.nikitin@gmail.com

Олеся Игоревна Малыгина

Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры кадастра и территориального планирования, тел. (383)361-01-09, e-mail: 131379@mail.ru

В статье рассматривается три сценария развития чрезвычайных ситуаций на территории города Новосибирска: катастрофическое наводнение в результате аварии на Новосибирском гидроузле, сезонный паводок и подтопление части городской территории, а также аварии на химически опасных промышленных предприятиях, с выбросом сильнодействующих ядовитых веществ. Выполнены специальные расчеты и подготовлено картографическое и специализированное геоинформационное программное обеспечение для оперативного реагирования при возникновении перечисленных выше чрезвычайных ситуации.

Ключевые слова: геоинформационное обеспечение, чрезвычайные ситуации, паводок, наводнение, химическая авария, цифровой картографический материал.

DEVELOPMENT OF ELEMENTS OF SYSTEM OF RAPID RESPONSE AT EMERGENCE OF EMERGENCY SITUATIONS IN THE TERRITORY OF THE CITY OF NOVOSIBIRSK

Alexey V. Dubrovsky

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Assoc. Prof., Department of Cadastre and Territorial Planning, tel. (383)361-01-09, e-mail: avd5@ssga.ru

Vyacheslav N. Nikitin

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Assoc. Prof., tel. (913)712-37-50, e-mail: vslav.nikitin@gmail.com

Olesya I. Malygina

Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Senior lecturer, Department of Cadastre and Territorial Planning, tel. (383)361-01-09, e-mail: 131379@mail.ru.

The article considers three scenarios for the development of emergency situations: catastrophic flooding as a result of the accident at the Novosibirsk hydroelectric complex, seasonal flooding and flooding of part of the city territory, as well as accidents at chemically hazardous industrial enterprises. Special calculations have been made and cartographic support has been prepared for prompt response in the event of an emergency.

Key words: geoinformation support, emergency situations, flood, flood, chemical accident, digital cartographic material.

Представленные в статье результаты научных исследований были получены благодаря финансовой поддержки Правительства Новосибирской области выделенной в виде гранта по теме «Разработка программного обеспечения системы оперативного реагирования и оповещения при возникновении чрезвычайных ситуаций на территории города Новосибирска».

Задачи прогнозирования, моделирования, предотвращения и ликвидации чрезвычайных ситуаций являются наиболее актуальными с позиций обеспечения безопасного проживания населения на территории населенных пунктов. Геоинформационные технологии дают мощный инструментарий для изучения пространственных взаимосвязей между объектами реального мира и позволяют проводить анализ и моделирование сложных процессов в географической, геологической и космических средах, влияющих на человека. Рост числа техногенных аварий, природные катастрофические события и явления говорят о необходимости создания автоматизированных средств для оперативного реагирования и оповещения населения при возникновении чрезвычайной ситуации.

Масштаб решаемых с помощью геоинформационных систем задач в области моделирования и предотвращения чрезвычайных ситуаций (ЧС) огромен. В качестве примеров можно привести решенные специалистами СГУГиТ задачи обеспечения кризисного центра концерна «Росэнергоатом» геоинформационной системой для эвакуации населения города при АЭС; задачи разработки системы противопаводковых мероприятий для предотвращения затопления пойменной зоны территории Советского и Первомайского районов города Новосибирска; задачи создания картографического обеспечения на территорию населенных пунктов в зоне паводка на территории Новосибирской области и уточнения зон затопления и др. [1-4].

Для Новосибирской области и города Новосибирска задача разработки и внедрения системы оперативного реагирования и оповещения при возникновении чрезвычайной ситуации является стратегической, так как высокая концентрация населения на 30 % городской территории требует применения современных высокоэффективных и оперативных средств обеспечения безопасности. Совместное представление прогнозных моделей с реальными данными, характеризующими геопространство чрезвычайной ситуации, с точностью от 1 см до нескольких метров в зависимости от характера и локализации чрезвычайной ситуации позволит обеспечить все этапы работ, связанные с предотвращением или ликвидацией последствий, достоверной, оперативной информацией.

На территории города Новосибирска особую опасность представляют три сценария развития чрезвычайных ситуаций: катастрофического наводнение в результате аварии на Новосибирском гидроузле, сезонного паводка и подтопления части городской территории, а также аварии на химически опасных промышленных предприятиях [5].

Для реализации проекта геоинформационного обеспечения оперативного реагирования и оповещения при катастрофическом наводнении в результате чрезвычайной ситуации на Новосибирском гидроузле выполнен сбор картографических данных на территорию города Новосибирска: цифрового адресного плана города, цифровой модели рельефа масштаба 1 : 2 000 (на пойменную зону реки Обь в черте города) и масштаба 1 : 10 000 (на всю территорию города), цифровая модель распределения населения на территории города. Цифровые картографические материалы показаны на рис. 1.

а)

б)

в)

Рис. 1. Цифровые картографические материалы для моделирования и анализа последствий чрезвычайных ситуаций:

а) цифровой трехмерный адресный план города; б) цифровая модель рельефа; в) цифровая модель распределения населения на территории города

Для выполнения специальных расчетов выполнен сбор исходной статистической информации о территории города Новосибирска (информация была предоставлена Единой дежурной диспетчерской службой Новосибирска) [2]:

- по потенциально опасным объектам на территории города Новосибирска;

- получены данные о численности жителей и их количественном распределении по жилому фонду города Новосибирска;

По результатам обработки и геокодирования статистических данных получены следующие карты:

- цифровая карта расположения потенциально опасных объектов на территории города Новосибирска;

- цифровая компьютерная модель распределение жителей на территории города Новосибирска;

- цифровая компьютерная модель распределения школ и больниц на территории города Новосибирска, включающая телефонную базу данных.

Выполнен сбор и анализ данных о паводковой обстановке на территории города Новосибирска (информация получена от Верхне-Обского бассейнового управления). Составлена модель сброса воды Новосибирской ГЭС и ее влияние на изменение уровня реки Обь в нижнем бьефе.

Моделирование выполнялось с использованием специализированных программных продуктов, позволяющих выполнять интерполяцию отметок высоты рельефа и производить расчеты зон затопления по заданным уровням.

ж) з) и)

Рис. 2. Геоинформационное обеспечение моделирования зоны затопления территории Ленинского района Новосибирска при различных уровнях воды:

а) затопление по отметке X; б) затопление по отметке X метров + 1 метр; в) затопление по отметке X метров +2 метра; г) затопление по отметке X метров +3 метра; д) затопление по отметке X метров +4 метра; е) затопление по отметке X метров +5 метров; ж) затопление по отметке X метров +6 метров; з) затопление по отметке X метров +7 метров; и) затопление по отметке X метров +8 метров

При моделировании последствий наводнения в результате аварии на Новосибирском гидроузле были составлены подробные планы зон затопления на территорию города Новосибирска, а также детальный план на территорию Ленинского района, который по прогнозам больше всего пострадает от чрезвычайной ситуации.

При моделировании сезонного паводка и подтопления территории города Новосибирска, произведены расчеты и получены данные об уровнях затопления территории города при различных значениях сброса воды с Новосибирского гидроузла.

Для моделирования и анализа последствий химических аварий на территории города было разработано специализированное геоинформационное программное обеспечение (ГПО). ГПО позволяет определять границы распространения чрезвычайной ситуации, количество зданий и сооружений в зоне чрезвычайной ситуации, количество населения, попадающего в зону влияния чрезвычайной ситуации. Для расчета можно задавать следующие параметры: тип сильнодействующего ядовитого вещества, объем выброса, толщину слоя выброса (для жидких отравляющих веществ), направление и силу ветра, температуру. Программа определяет зону загрязнения относительно любой исходной точки заданной пользователем. Интерфейс работы программы показан на рис. 3.

Рис. 3. Специализированное геоинформационное программное обеспечение для расчета зоны загрязнения при химической аварии

В качестве математического аппарата для расчета модели загрязнения были использованы известные формулы, приведенные в «Методике прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте» [6].

Таким образом, представленные результаты научно-исследовательской работы формируют геоинформационное обеспечение процессов моделирования, прогнозирования и разработки планов предотвращения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Карпик А. П., Дубровский А. В., Ким Э. Л. Анализ природных и техногенных особенностей геопространства чрезвычайной ситуации // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск : СГГА, 2012. Т. 3. - С. 171-177.

2. Дубровский А. В., Иванов А. Е., Никитин В. Н. Структура программного обеспечения оперативного реагирования и оповещения при возникновении чрезвычайных ситуаций // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : 7-я Междунар. конф. «Раннее предупреждение и управление в кризисных ситуациях в эпоху "Больших данных"» : сб. материалов (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. - С. 38-44.

3. Дубровский А. В., Малыгина О. И. Геодизайн - новое направление геоинформационного проектирования // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 2. - С. 40-45.

4. Дубровский А. В., Мишустина Я. К. Опыт подготовки картографического обеспечения системы мониторинга паводковой обстановки на территории сельских населенных пунктов Новосибирской области // Информационные технологии, системы и приборы в АПК.: материалы 6-й Международной научно-практической конференции «АГРОИНФО-2015 (Новосибирск, 22-23 октября 2015 г.) / Сибирский физико-технический институт аграрных проблем. - Новосибирск, 2015. Ч. 1. - С. 405-409.

5. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера : Федеральный закон от 21.12.1994 № 68 // Российская газета. - 1994. -24 дек. (№ 250).

6. Методике прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. РД 52.04.253-90. - М. : ГосСтандарт, 1991. - 13 с.