Аэрокосмические методы геологического дешифрирования (на примере строительства космодрома восточный)

      Комментарии к записи Аэрокосмические методы геологического дешифрирования (на примере строительства космодрома восточный) отключены

Аэрокосмические методы геологического дешифрирования (на примере строительства космодрома восточный)

К.А. Боярчук, М.В. Туманов, Л.В. Милосердова 

С развитием индустриального и постиндустриального общества человечество заселило все удобные для проживания и осуществляет экспансию на неудобные (акватория, полярные широты, пустыни) территории. Причем с развитием науки и техники риски не уменьшились, а только дифференцировались. Для индустриального общества характерно развитие транспортной сети, горнопромышленного производства, строительства больших инженерных сооружений.

Вследствие этого появилась инженерная геология – прикладная наука, занимающаяся подготовкой площадок для будущего строительства, изыскания автострад железных дорог, мостов.

На данный момент разнообразные инженерные сооружения создаются фактически на всей поверхности Почвы, их размеры все возрастают, как и требования к надежности.

Человечество вынуждено все интенсивнее применять земную поверхность и строить на ней все более страшные и грандиозные сооружения. Туннель Громадного адронного коллайдера имеет длину окружности практически 27 км [1], Кольская сверхглубокая скважина превышает глубину 12 км [2], при разработке нужных ископаемых, а также артезианских вод, в почве создаются грандиозные полости либо нарушается гидростатическое равновесие, заполнение водохранилищ нарушает естественный гидродинамический режим и т. д.

Для противостояния природным силам предпринимаются разные инженерные ответы — укрепительная цементация, повышение глубины врезки цементных оснований, изменение конструкции сооружений. Но часто катастрофическими являются не яркие процессы в геосфере, опасность которых была предусмотрена, а цепная реакция на них в природе. Характерный пример: АЭС на Фукусиме была запланирована на противостояние землетрясению.

Станция и выдержала землетрясение. Но вызванное землетрясением в другом районе цунами стало причиной трагедию. [3]

При прогнозе геологической опасности, требования для различных инженерных сооружений разны. То, что возможно безопасно для сельских поселений, дорог и магистральных трубопроводов, страшно для типового и производственного строительства, а надёжное для типового строительства, может оказаться страшным для неповторимых сооружений с особенными требованиями к устойчивости (АЭС). [4]  Исходя из этого инженерно-геотектонические изучения обязана значительно различаться для массового строительства, ответственных и прецизионных сооружений .

Изучение тектонических движений и структур для инженерных целей требует внедрения новых способов. Серьёзным требованием к ним есть возможность регионального охвата территории и быстрота проведения.

Показавшиеся в арсенале геологов в середине прошлого века, но до сих пор не хватает оцененные, космические способы удачно дополняют другие, разрешая районировать изучаемые территории, нацеливать дорогие, трудоемкие и долгие детальные наземные изучения на оптимальные участки, увязывать между собой точечные наблюдения и вести мониторинг уже реализованных проектов.

Разглядывая главные комплексы инженерно-тектонических изучений, рекомендуемые при изучении разных страшных и вредных геологических процессов, [5] возможно считать, что космических способы являются самые универсальными.

С целью достижения оптимального результата возможно советовать:

  • применение разномасштабных материалов (материалов разного разрешения), потому, что каждое разрешение позволяет изучать разные по размеру объекты и использовать способ последовательной детализации изучения геологических структур;
  • применение изображений, выполненных в разных территориях спектра;
  • применение изображений с высоким разрешением, что разрешает определять современные тектонические смещения;
  • применение изображений разных лет с максимально дешёвым диапазоном времени съемок, что разрешает постараться распознать неравномерность тектонических смещений.

Кроме этого необходимо подчеркнуть, что на данный момент существует множество страшных процессов, для которых комплект инженерно-тектонических изучений пока не узнан, к примеру мерзлотные.

К важным сооружениям, занимающим огромные площади, относятся и космодромы, число которых неуклонно возрастает (рис.1).

Рис. 1. Космические изображения космодромов: а — Байконур (Казахстан), б — Плесецк (Архангельская область), в — Куру (Французская Гвиана), г — м. Канаверал, Флорида, США). Изображения Гугл Earth

Как видно на изображениях, не обращая внимания на различия в геологической позиции этих территорий, различия в ландшафтах и их антропогенной освоенности, и, следовательно, фотогеничность разломов, они смогут быть отдешифрированы на всех этих площадках.

На данный момент в тайге Амурской области строится еще один полигон — Восточный, расположенный рядом от военной базы (армейского города) «Вольный» (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент мозаики космического изображения района космодрома «Восточный» и результаты обработки снимков посредством программы LESSA

Данный полигон находится в междуречье Амур и Зея. Ближайший населенный пункт — Углегорск. Кроме того при беглом взоре на космические изображения данной территории видно, что тут имеются бессчётные разрывы, дешифрирующиеся по стандартным для них показателям, самый надёжный из которых — спрямленные элементы рельефа по большому счету и гидросети в особенности.

Так, субширотный разрыв проходит через самую середину полигона. Не вдаваясь в подробности геологического строения территории, ограничимся дешифрированием его разломно-блокового каркаса. Главным дешифрируемым изображением был фрагмент мозаики NASA [6].  Для дешифрирования употреблялись программа LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis — выделение линеаментов и штрихов статистический анализ). [7]  На рис. 2а приведено исходное изображение.

На рис. 2б продемонстрирована выстроенная по небольшим штрихам картодиаграмма роз-диаграмм. Разумеется, что различные по виду розы-диаграммы отражают разные в тектоническом замысле участки. Возможно убедиться, что на территории планируемого полигона розы-диаграммы разны. На рис.

2в приведена карта интенсивности штрихов, которая,  также отражает интенсивность вертикальных перемещений, в особенности в случае если большие градиенты этих перемещений выстраиваются в прямые линии, отражая перемещающиеся блоки. На рис. 2 г продемонстрирована карта линий удлинений роз-диаграмм (красные) и перпендикулярные им направления (светло синий).

Эти линии возможно с определенной долей допущения трактовать, как проекции на горизонтальную плоскость (поверхность рельефа) направлений ориентировки больших сжимающих и растягивающих напряжений. Конечно, что те участки, на которых ориентировка этих линий изменяется, либо линии обрываются, возможно трактовать, как узлы сочленения разных блоков.

На рис. 2д  приведена карта протяженных (в терминологии LESSA) линеаментов, выделенных программой. Видно, что часть их проходит конкретно через будущую площадку.

На базе приведенных схем была выстроена обобщенная схема дешифрирования (рис. 2е) линеаментов, каковые предположительно отражают разломы. Относительное сгущение сети линеаментов недалеко от строительства будущего космодрома обусловлено кроме этого субъективным причиной — бoльшим вниманием к этому участку и рассмотрением этого участка кроме этого в более большом масштабе.

Детальное рассмотрение данной территории демонстрирует разные врезы и картинки тальвегов небольших водотоков по различные стороны линеаментов, что разрешает трактовать их как живые (активные) разрывы.

Так, предварительное рассмотрение космических изображений территории будущего строительства космодрома «Восточный» заставляет пристально отнестись к возможности перемещений по разломам и учитывать их при его эксплуатации и строительстве.

Господствовавшее столетиями представление о незыблемости земной тверди выяснилось не в полной мере верным. В действительности земная кора разбита на блоки сетью разрывов, перемещающиеся относительно друг друга с большей, либо меньшей интенсивностью. Оптимальный материал для предварительного картирования разрывов – космические изображения, по которым возможно распознать их в соотношениях и естественных границах с другими объектами.

Изучение космических изображений территории разрешает локализовать страшные участки и разместить на них участки наземного мониторинга, предусмотреть конструктивные решения и защитные мероприятия.

Так, возможно сказать о том, что интеграция результатов обработки данных ДЗЗ с совокупностями принятия и управления ответов в организационных структурах, имеющих территориально распределенный имущественный комплекс это ответственный нюанс ответа вопросов информационного обеспечения управления.

Лишь на базе всесторонней и объективной информации вероятно адекватное принятие управляющих ответов, регулирующих хозяйственное освоение территории, проведение предупредительных операций и принятие ответов чрезвычайного характера.

 ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. http://lenta.ru/news/2010/02/28/lhc/
  2. http://lenta.ru/news/2011/04/12/drilling/
  3. Learning lessions from the Fukushima disaster / Physicsworld // Volume 24 №5 May 2011 p.12-13 /// IOP Publishing ЛТД, Dirac House, Bristol BS1 6BE, UK
  4. Боярчук К.А., Горшков А.И., Кузнецов И.В., Пиотровская Е.П., Милосердова Л.В., Малушина Н.И.. Применение спутниковых данных для идентификации и разведки недр тектонически неустойчивых структур // МНЖ «Проблемы авиационных и космических совокупностей: процессы, модели, опыт», № 1(28), т.14, 2009. С. 31-43.
  5. Несмеянов С.А. Введение в инженерную геотектонику./
    М.; Научный мир, 2004. – 216 с.
  6. http://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/mrsid.pl
  7. Златопольский А.А. Новые возможности разработки LESSA и анализ цифровой модели рельефа. // Современные неприятности дистанционного зондирования Почвы из космоса: Физические базы, технологии и методы мониторинга внешней среды, опасных явлений и объектов. Сборник научных статей. Том 8. Номер 3. – М.: ООО «ДоМира», 2011. –320 с.

Космодром «Восточный». Ключ на старт (фильм)


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: