• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2023

Share "МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ"

Copied!
82
0
0

Толық мәтін

(1)

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КОКШЕТАУСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

№2(6), 2012

ВЕСТНИК

КОКШЕТАУСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА МИНИСТЕРСТВА ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КОКШЕТАУ 2012

(2)

ББК 68.69 (5Каз)

Вестник Кокшетауского технического института Министерства по чрезвычайным ситуациям Республики Казахстан № 2(6) – К.: КТИ МЧС РК, 2012. – 82 с.

Журнал зарегистрирован Министерством культуры и информации Республики Казахстан. Свидетельство о постановке на учѐт СМИ № 11190-Ж от 14.10.2010 г.

РЕДАКЦИЯЛЫҚАЛҚА

Бас редактор – СҰЛТАНҒАЛИЕВ А.М.; бас редактордың орынбасары техника ғылымдарының докторы ШӘРІПХАНОВ С.Д.; редакциялық алқа мүшелері: техника ғылымдарының докторы, професор ИГБАЕВ Т.М.; техника ғылымдарының докторы, професор МУКАНОВ А.К.; техника ғылымдарының докторы, професор КОШУМБАЕВ М.Б.; физика – математика ғылымдарының кандидаты РАИМБЕКОВ К.Ж.; филология ғылымдарының кандидаты КӘРІМОВА Г.О.; техника ғылымдарының кандидаты КӘРМЕНОВ Қ.Қ.; техника ғылымдарының кандидаты КӘРДЕНОВ С.А.; филология ғылымдарының кандидаты ШАЯХИМОВ Д.Қ.; филология ғылымдарының кандидаты ҚАСЫМОВА С.К.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

Главный редактор – СУЛТАНГАЛИЕВ А.М.; заместитель главного редактора доктор технических наук ШАРИПХАНОВ С.Д.; члены редакционной коллегии: доктор технических наук, профессор ИГБАЕВ Т.М.; доктор технических наук, профессор МУКАНОВ А.К.;

доктор технических наук, профессор КОШУМБАЕВ М.Б.; кандидат физико-математических наук РАИМБЕКОВ К.Ж.; кандидат филологических наук КАРИМОВА Г.О.; кандидат технических наук КАРМЕНОВ К.К.; кандидат технических наук КАРДЕНОВ С.А.; кандидат филологических наук ШАЯХИМОВ Д.К.; кандидат филологических наук КАСЫМОВА С.К.

«Вестник Кокшетауского технического института МЧС РК» - периодическое издание, посвящѐнное вопросам обеспечения пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Тематика журнала – теоретические и практические аспекты предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций; обеспечение пожарной и промышленной безопасности; методы, методика, аппаратура, техника; проблемы обучения.

Предназначен для курсантов, магистрантов, адъюнктов, профессорско- преподавательского состава образовательных учреждений, научных и практических сотрудников, занимающихся решением вопросов защиты в чрезвычайных ситуациях, пожаровзрывобезопасности, а так же разработкой, созданием и внедрением комплексных систем безопасности.

Издано в авторской редакции

ISSN 2220-3311 © Кокшетауский технический институт МЧС Республики Казахстан, 2012

(3)

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ И ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Р.Д. Мухамедяров – д.т.н., генеральный директор-главный конструктор ЗАО «Ин- ститут аэрокосмического приборостроения», научный руководитель ТОО «Казгеозонд», профессор Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева, ака- демик РАЕН (РФ г. Казань)

А.И. Дабаев - к.т.н., директор ТОО «Казгеозонд», (РК г. Алматы)

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ «МВТГМ» ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МОРЕННЫХ ОЗЕР: БЫСТРЕЕ, ТОЧНЕЕ, ДЕШЕВЛЕ

В статье изложены проблемы природных чрезвычайных ситуаций и способы их про- гнозирования из космоса. Приведен пример реализации проекта по обследованию и оценке реального состояния высокогорного моренного озера № 6 вблизи города Алматы и вновь об- разовавшегося моренного озера с уловным названием «Капкан» в верховьях реки Хоргос в районе строящегося Международного центра приграничного сотрудничества «Хоргос» с по- мощью инновационной технологии «метод видеотепловизионной генерализации».

Бұл мақалада табиғи тӛтенше жағдай мәселелері баяндалады және оның ғарыштан бо- лжау әдістері қарастырылған. "Бейнежылыу генерализациясы" иновациялық технологиясы кӛмегімен Алматының жанындағы биік тауда орналасқан № 6 кӛлінің және Хоргос ӛзенінің бойында жаңадан пайда болған, «Капкан» кӛлінін текселурілуі және жағдайы мысалдап келтірілген.

The article highlights problems related to natural emergencies and techniques of their forecast- ing from space. As an example we provide an implementation of a project on research and evalua- tion of high-mountain proglacial lake no. 6 near the city of Almaty. The lake having a "trap" code name is located in the upper reaches of the Khorgos River in an area adjacent to construction site of

"Khorgos" International Centre of Trans-Border Trade. The state of the lake was examined with the help of an innovation "video thermovision generalization" technology.

Актуальность проблемы

В 2010-2011 годах несколько месяцев подряд представители научного мира, служб экс- тренного реагирования Казахстана, инженеры-энергетики, географы и экологи вели «горя- чие» споры по поводу состояния высокогорного озера № 6, расположенного недалеко от го- рода Алматы. После работ, проведенных ГУ «Казселезащита» МЧС РК, проблема угрозы озе- ра № 6 безопасности южной столицы была снята с повестки дня.

(4)

Рисунок 1- Озеро № 6 (съемка лето 2010 г. ДЧС г. Алматы) и с воздуха по данным [3]

В начале февраля 2012 года в СМИ [6,7] была опубликована информация о том, что МЧС РК оповестило о реальной угрозе вновь образовавшегося моренного озера в верховьях реки «Хоргос» с условным названием «Капкан», безопасности строящегося международного центра приграничного сотрудничества «Хоргос», который находится на расстоянии 361 км от г. Алматы в Панфиловском районе Алматинской области.

Река Хоргос это крупнейшая водная артерия Джунгарского Алатау, имеющая статус трансграничной реки. Она разделяет не только обширную горную долину, но также является естественной преградой между территориями Казахстана и Китая.

По данным [3] на высотах свыше 3-х тысяч метров над уровнем моря находятся около 20-ти потенциально опасных ледниковых озер (рисунок 2). От них берут начало притоки Хор- госа. Если произойдет прорыв такого озера, или выпадет большое количество осадков, по до- лине реки может пройти крупный селевой поток. Нечто подобное, только в миниатюре имело место в 2007-м году. Из-за наводнения и паводков размыло временные дороги, затопило тер- риторию строящихся и других объектов. Восстановительные работы обошлись в 31 миллион тенге. После этого происшествия руководство центра приграничного сотрудничества выдели- ло небольшую сумму денег для строительства защитных дамб, прикрывающих стройплощад- ку. Однако в 2010-м по Хоргосу прошел паводок в два раза превышающий расчетную вели- чину. Дамбы были разрушены, канал в русле реки был забит. По мнению специалистов ин- ститута «Казгидропроект» [4] цитируем: «когда температура воздуха поднимается выше 30 градусов, в высокогорье идут ливневые дожди, моренные озера переполняются и прорывают- ся. В верховьях Хоргоса 18 таких моренных озер! Плюс ко всему на пути горных рек есть озеро наподобие озера Иссык. Если возникнет сель, то он снесет все на своем пути!»

По мнению геолога А.Кокарева [3] в Хоргосе по данным космических снимков на 2000 год было около 130 ледников. Сейчас их, видимо, меньше сотни осталось. Т.е. многие ледни- ки просто-напросто исчезли полностью.

Общая площадь МЦПС «Хоргос» составляет 528 га, из которых 185 га – казахстанская часть, 343 га – китайская часть. По данным из сайта МЦПС «Хоргос» [7] общая стоимость реализации инвестиционного проекта, включая проектирование и строительство его объектов, вспомогательную инженерную инфраструктуру составляет 382 882,83 млн. тенге.

(5)

Рисунок 2-Одно из моренных озер в верховьях реки «Хоргос» и ледники по данным [3]

Учитывая, что МЦПС «Хоргос» является одним из наиболее крупных инвестиционных проектов, осуществляемых на территории Казахстана, строительство инфраструктуры финан- сирует государство. Коммерческие объекты планируют построить за счет привлечения част- ных инвестиций.

Затраты на проектирование и строительство объектов (комплексов) Центра за счет част- ных инвестиций составят 309 154,37 млн. тенге. Инвестировать в проект МЦПС «Хоргос»

имеют намерения, в частности, японские, российские и южно-корейские компании.

Таким образом, только бюджетные расходы на строительство инфраструктуры МЦПС

«Хоргос» оцениваются в 2,5 млрд. долл. США.

Инвестиционный этап включает в себя период с 2006 по 2018 годы. С 2012 года плани- руется завершение строительства объектов Центра первой очереди (внутренняя и основная часть внешней инженерной инфраструктуры, частичный ввод в эксплуатацию объектов про- чей инфраструктуры). С 2013 по 2018 гг. предусматривается поэтапное завершение строи- тельства объектов, финансируемых за счет частных инвестиций. С 2018 г. планируется начало полномасштабного функционирования Центра.

Вместе с тем, впервые проведенная за последние 20 лет экспедиция сотрудников ГУ

«Казселезащита» в верховья реки Хоргос дала очень тревожный результат. Там отмечается значительная деградация ледников, один из которых привел к образованию моренного озера, которое условно назвали «Капкан», объемом более миллиона кубических метров воды, кото- рое висит значительной угрозой над центром «Хоргос».

В этой связи МЧС РК разрабатывает проектно-строительную документацию (ПСД) на строительство защитных сооружений, обеспечивающих безопасность международного центра приграничного сотрудничества «Хоргос».

В пункте 45 Распоряжения Премьер-министра РК от 1 февраля 2012 г. № 22-р указано:

«Первому Заместителю Премьер-Министра Ахметову С.Н. совместно с Министерством по чрезвычайным ситуациям, акимами областей, городов Астаны и Алматы до 15 февраля 2012 года обеспечить подготовительные работы к весеннему таянию снегов, паводкам, а также по укреплению дамб, плотин и других гидросооружений».

Таким образом, мероприятия МЧС РК в части разработки ПСД на строительство защит- ных сооружений, обеспечивающих безопасность МЦПС «Хоргос» правильные и своевремен- ные.

Пути решения

Известно, что намного легче подготовиться к возможному стихийному бедствию, чем потом восстанавливать страну. Так, по оценкам экспертов 1 доллар бюджетных расходов на профилактику стихийных бедствий помогает предотвратить потерю 5-10 долларов из-за при- родных аномалий [8].

(6)

Но как эффективно (с меньшими затратами и в сжатые сроки) можно подготовиться и спрогнозировать возможное стихийное бедствие или ЧС техногенного характера? Какие тех- нологии для этого надо задействовать?

Как известно, 7 ноября 2005 г. в ходе рабочей проездки в Алматы Президент Казахста- на встретился с сотрудниками Института сейсмологии МОН РК и посетил объекты строяще- гося метрополитена.

По итогам встречи Президент поручил Правительству разработать с участием всех НИИ программу по предупреждению землетрясений, а также комплекс мер по координации деятельности всех организаций на случай возникновения опасности стихийного бедствия.

Также Президент определил пути и механизмы реализации данного поручения:

1. Продолжить дальнейшее развитие фундаментальных и прикладных исследований в области сейсмологии;

2. Разрабатывать и внедрять новые методы прогноза землетрясений;

3. Объединить возможности всех профильных научных центров и проводимых учены- ми исследований в целях достижения реального эффекта;

4. Провести кардинальную модернизацию республиканской системы сейсмических наблюдений, программного, математического и информационного обеспечения;

5. В рамках программы поддержки научных исследований выделить средства для тех- нического перевооружения и переоснащения устаревших технических станций на базе высо- котехнологичных коммуникационных продуктов;

6. Все вновь строящиеся дома не должны сдаваться в эксплуатацию без прохождения соответствующей экспертизы на сейсмическую прочность;

7. Подробнейшим образом изучать международный опыт в области прогнозирования землетрясений, не ограничиваясь констатацией и исследованием происшедших форс- мажорных ситуаций, чтобы как можно больше знать о возможных землетрясениях.

При этом особое внимание Глава государства обратил на дистанционное зондирование Земли из космоса. И это не случайно. Информация, получаемая в результате дешифрования аэрокосмических снимков, обладает уникальной насыщенностью. При этом стоимость и сроки выполнения работ с использованием космических методов ДДЗ в десятки раз ниже, чем, к примеру, сейсмические, а результат при этом практически одинаковый.

К сожалению, в Казахстане космические методы дистанционного зондирования для ре- шения многочисленных народнохозяйственных задач пока используются не в полной мере.

Космосъѐмка делает различные процессы (природные, техногенные) более видимыми, понятными. Повсеместное внедрение технологий спутниковой съѐмки приводит к глобальной прозрачности. Кроме того, внедрение инноваций — сам по себе процесс трудоемкий. Он тре- бует и квалификации персонала и политической воли, организационной настойчивости для того, чтобы инновационные технологии стали повседневной «пищей», а не экзотикой.

В развитие этого поручения Главы государства 23 ноября 2005 года постановлением правительства № 1154 была одобрена «Концепция предупреждения и ликвидации чрезвычай- ных ситуаций природного и техногенного характера и совершенствования государственной системы управления в этой области».

23 мая 2007 года руководство МЧС РК по итогам совещания с руководящим составом территориальных органов Министерства также акцентировало особое внимание на необхо- димости использования космического мониторинга и передовых прогнозных технологий для предупреждения и ликвидации ЧС.

10 сентября 2010 года по итогам встречи вице-министра по ЧС РК Петрова В.В. с гене- ральным директором ЗАО «Институт аэрокосмического приборостроения», научным руково- дителем ТОО «Казгеозонд» академиком Мухамедяровым Р.Д. была отмечена актуальность и практическая значимость аэрокосмической технологии «МВТГМ» для оценки реального со- стояния мореных озер, угольных шахт, гидротехнических сооружений и иных потенциально опасных объектов. Была одобрена инициатива ТОО «Казгеозонд» об установлении долго-

(7)

срочного стратегического сотрудничества с ГУ «Казселезащита» МЧС РК, Институтом гео- графии, Институтом сейсмологии и иными заинтересованными организациями Республики Казахстан по созданию в Республике Казахстан «Комплексной государственной системы наземно-космического контроля промышленной и экологической безопасности для преду- преждения ЧС природного и техногенного характера».

Чтобы обеспечить не формальную, а реальную физическую безопасность любого за- данного объекта, в том числе такого опасного, как моренное озеро, его, в первую очередь, необходимо досконально обследовать. Причем, не визуально «на глазок», а инструменталь- но, с помощью специального диагностического оборудования (ультразвуковые дефектоско- пы, тепловизоры, толщиномеры и пр.) и специальных научно обоснованных методик, чтобы в итоге на «выходе» «выдать» МЧС РК и другим заинтересованным организациям надежную и главное своевременную информацию о его опасности (или безопасности) и в дальнейшем на регулярной основе контролировать его состояние в динамике и в режиме реального време- ни (on-line).

Одним из надежных, оперативных и сравнительно не дорогих методов инструменталь- ного обследования потенциально опасных объектов, в т.ч. моренные озера, угрожающие без- опасности близлежащих населенных пунктов, являются методы космической съемки задан- ных объектов с обработкой полученных данных ДДЗ с использованием различных современ- ных методов дешифровки полученных данных ДДЗ, в частности, предлагаемого нами метода

«МВТГМ» («Метод видеотепловизионной генерализации»).

Простыми словами суть метода «МВТГМ» заключается в том, что мы установили взаи- мосвязь между плотностью пород и температурой Земли. Проще не скажешь. В разных ме- стах температура отклоняется на мизерные величины, но их фиксирует наша сверхчувстви- тельная аппаратура. Компьютер вычерчивает на снимке линии одинаковых температур. Там, где линии сгущаются, выше плотность вещества в недрах (скальные породы, залежи металли- ческих руд). А разрежаются линии там, где породы разуплотнены (разломы земной коры, кар- стовые пустоты, линзы подземных озер, залежи угля, нефти, газа). Дешифровав тепловизор- ные снимки, компьютер выдает цветные изображения местности, на которых, как на ладони, видно глубинное строение недр.

Подробно о технологии «МВТГМ» можно прочитать в [1,2].

Главное преимущество технологии «МВТГМ» по сравнению с наземными геофизиче- скими методами, это возможность за один «прием» отснять огромные территории (5-10 тыс.

кв. км и более) и за короткие сроки (3-4 месяца) выдать результат с рекомендациями (что нужно делать, чтобы эффективно устранить то или иное ЧС).

Если в целом по Казахстану, занимающего 9 место в мире по площади (2,7 млн.кв. км) около 600 мореных и ледниковых озер и за ними надо вести постоянные наблюдения, то для этого наиболее оптимально задействовать космический мониторинг или же проводить их съемку с имеющихся у МЧС РК вертолетов или самолетов, которые можно оборудовать са- молетными или вертолетными видеотепловизионными комплексами высокого разрешения

«СКВР-Ан» и «ВКВР-Т» (разработка ЗАО «Института аэрокосмического приборостроения»).

С вертолета МЧС РК, оснащенного сканирующей аппаратурой высокого разрешения, в практически непрерывном режиме можно показывать, что происходит «под» городом и др.

населенными пунктами на глубине до 200 – 300 м. А со спутников можно осуществлять мо- ниторинг по космическим снимкам, которые позволяют просматривать недра на глубине до 6- 12 км. В итоге мы можем четко отслеживать состояние не только моренных озер и других опасных природных объектов, но и всю инженерную инфраструктуру.

Полученная со спутников (вертолетов) и дешифрованная по методу «МВТГМ» инфор- мация будет оперативно доводиться руководству МЧС РК. В этом случае можно будет суще- ственно сократить количество выставляемых постов наблюдения в селеопасный период.

Последовательность операций с исходными космическими снимками по методу

«МВТГМ» в упрощенном виде следующая:

(8)

1.покупка космических снимков и (или) тепловизионные съемки с летательных аппаратов;

2. преобразование инфракрасного изображения поверхности в цифровое видимое;

3.вычисление объемной пространственной цифровой модели поля теплового излучения до заданной глубины;

4.выделение наиболее существенных формальных элементов в структуре теплового поля;

5. сопоставление этих элементов с эталонной априорной информацией;

6. тематическая комплексная интерпретация данных;

7. целевое объемное картирование термогеодинамических ситуаций, ранжированных в ра- курсе задачи исследований

8. тематический прогноз и рекомендации по теме исследований.

Примерный алгоритм работы по моренным озерам По моренным озерам мы предлагаем следующее.

Главные вопросы, на которые в ближайшее время, нужно получить научно обоснованные ответы по озеру № 6 и «Капкан»:

1) Отколется при землетрясении ледник от озера № 6 или нет?

2) Как обследовать плотину в условиях почти вечной мерзлоты?

3) Прорвет или нет моренное озеро «Капкан»?

Дать оперативные подкрепленные инструментальными измерениями ответы на эти во- просы можно с помощью нашей технологии «МВТГМ». Для этого нам нужно координаты озера № 6 и «Капкан». Мы отснимем их со спутника и, обработав космические снимки через 1,5-2 месяца выдадим информацию, из которой будут наглядно видны места (точки) возмож- ных предразрушений ледника, а также выявлены все имеющиеся дефекты в теле плотины, а также места возможных прорывов этих озер.

В перспективе мы согласны с МЧС РК, что нужно будет провести глубокие исследова- ния и определиться с процессами, которые могут произойти высоко в горах и по результатам исследований выработать меры, которые следует срочно принимать.

Чтобы результаты были более объективные, на наш взгляд, эффективно комплексирова- ние наземных и космических методов исследований. Чем больше различных методов будет задействовано для прогнозирования ЧС, тем точнее и надежнее результат.

В итоге МЧС РК получит следующие данные:

1. Будет построен принципиально новый гидрогеологический и термодинамический портрет одного из моренных озер (например, озера «Капкан», № 6 или иного другого на выбор МЧС РК) и ледников, нависших над ним на сегодняшний день.

2. Будет четко показано, как идет процесс по времени, то есть каким этот «портрет»

моренного озера был 10 лет назад, 5 лет назад и какой он сегодня.

3. Будут выявлены пути миграции подземных вод и вод моренного озера, мест аккумуляции под землей, гроты, карстово-суффозионные процессы под Землей.

4. Выданы рекомендации и план работ по обследованию всех имеющихся 600 моренных озер Казахстана.

В целях обеспечения безопасности населенных пунктов, расположенных вблизи морен- ных озер, 17 февраля 2012 года был подписан протокол рабочего совещания в ГУ «Казселе- защита» МЧС РК по рассмотрению предложений ТОО «Институт гидрогеологии и геоэколо- гии им.У.М. Ахмедсафина» и ТОО «Казгеозонд» по вопросу использования оригинальной гидрогеологической методики и инновационной космической технологии «МВТГМ» для натурного обследования и оценки опасности прорывов моренных озер Казахстана.

Быстрее, лучше, дешевле — неуловимое триединство, лежащее в основе эффективной работы. Каждый мечтает достичь его, но это так сложно! Если мы выполняем работу быстрее и за меньшую цену, то вряд ли сможем обеспечить лучшее качество. Если мы работаем лучше и не берем за это дополнительную плату, то едва ли сможем делать это быстро. И наконец, если мы выполняем задачу быстро и обеспечиваем высочайшее качество, то как же обеспе- чить при этом низкую стоимость? Казалось бы, достичь одновременно всех трех показателей

(9)

эффективности почти невозможно. Но теперь это не так. Все изменится, если вы поверите и начнете использовать инновационную технологию «МВТГМ».

Учитывая сравнительно невысокую стоимость, сжатые сроки выполнения работ, надежность и точность, целесообразность применения технологии «МВТГМ» для решения задач в области предупреждения ЧС, на наш взгляд, очевидна.

Список литературы:

1. Мухамедяров Р.Д. «Око Земли» - аэрокосмическая система мониторинга. Аэро- космический курьер. 2006. № 3 (45). С. 44-45; 2007. № 2 (50). С. 74-75.

2. Мухамедяров Р.Д. Метод видеотепловизионной генерализации аэрокосмиче- ских съемок для решения геотехногенных задач. Сборник докладов V Международной науч- но-практической конференции «Актуальные проблемы урановой промышленности», Алматы, 18-20 сентября 2008, с. 319-334.

3. Григорий Беденко http://yvision.kz/post/196066

4. http://www.zakon.kz/198328-khorgos-pojjdet-pod-snos.html

5. http://www.zakon.kz/4470832-morennoe-ozero-ugrozhaet-mcps-khorgos.html 6. http://www.zakon.kz/198328-khorgos-pojjdet-pod-snos.html)

7. (http://mcps-khorgos.kz/investors/investment_project__1

8. Ю. Погорелова «Цена катастрофы» Ежемесячный деловой журнал «РБК» де- кабрь 2011г. с.19-22

(10)

Акимбаев Е.Ж.к.т.н., начальник управления гражданской обороны и обучения населе- ния МЧС Республики Казахстан

Шарипханов С.Д. - д.т.н., заместитель начальника Кокшетауского технического ин- ститута МЧС Республики Казахстан

Булкаиров А.Б. – начальник кафедры пожарно-спасательной и физической подготовки Кокшетауского технического института МЧС Республики Казахстан

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЗАДАЧЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

По оценкам отечественных и зарубежных исследователей число различных методов, приемов и методик исследования превысило сотню [1]. Однако число базовых методов, по- вторяющихся в различных вариациях с другими методами, не превышает десятка. Специфика исходной информации и объекта исследования требует выбора адекватного метода модели- рования [2,3,4].

Методы моделирование наиболее часто используемые в исследованиях можно класси- фицировать в первом приближении по следующим направлениям (рисунок 1)

Рисунок 1 - Часто применяющие методы моделирования

Сравнительная классификация методов моделирования показывает, что методы модели- рования представляет собой процесс со значительной долей эвристики и ориентированы на выбор или синтез условно-оптимального метода (алгоритма) моделирования систем (объек- тов). Результаты анализа сведены в табл. 1., в которой рассматриваемые методы проверяются на предмет соответствия требованиям, необходимым для осуществления достоверного полу- чения результата. Требования сформулированы на основе анализа типичных моделируемых систем, подсистем и объектов системы государственной системы по предупреждению и лик- видации чрезвычайных ситуаций.

Характеристики методов рассмотрены по двухбалльной шкале.

По результатам анализа можно убедиться в предпочтительности использования имита- ционного метода в условиях пространственной экстраполяции сложных систем (рисунок 2).

Методы модели- рования

Физическое

(натурное) Эвристическое Математическое Имитационное

(11)

Таблица 1 Требования, предъявляемые к методу

моделирования сложного объекта Эврист-ие

модел-ие Имитац- ое модел-

ие

Матем-ое

модел-ие Физич-ое модел-ие Способность проводить многопарамет-

рический анализ с учетом эмерджентно- сти явлений

+

- + + +

Возможность оперативной обработки информации на ЭВМ последовательного

типа

- - +

- +

Нечувствительность к недостатку апри-

орной информации о динамике + + - +

Возможность обработки данных, пред-

ставленных в разнотипных шкалах + + + -

Возможность моделирования не наблю-

давшихся ранее событий в динамике + + - +

Возможность строгой формализации и алгоритмизации методик моделирования

- +

-

+ -

+ Возможность учета старения информа-

ции в соответствии с принципом непре- рывности моделирования

+ +

-

- Возможность решения слабо формали-

зованных задач процедуры моделирова- ния

+ - - +

Трудности реализации метода с учетом затрат на разработку и эксплуатацию

системы моделирования

- +

- - -

Возможность аппаратной реализации методик встроенными средствами в со-

ответствии с эксплуатационно- техническими требованиями

-

+ + -

Суммарный показатель предпочтения 1 4 -2 2

Основные недостатки данного подхода: сравнительно низкая оперативность обработ- ки информации на ЭВМ последовательного типа, невозможность решения слабо форма- лизованных задач процедуры моделирования сложных систем (объектов) и относитель- но низкая точность результатов.

В целом в мировой практике можно привести большое число примеров экспертных си- стем, решающих разнообразные задачи в рассматриваемой области, разработка реальных прикладных систем для автоматизированной информационно-управляющей системы по пре- дупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций требует решения уникальных задач, как правило, связанных с поддержкой принятия организационных решений [5,6]. Проблемы про- гнозирования и ликвидации чрезвычайных ситуаций трудно поддаются формализации, тре- буют применения эвристических методов работы с неточной, нечеткой и ненадежной инфор- мацией.

(12)

Рисунок 2 - Сравнительная классификация методов моделирования

Преимущества, которые можно получить от использования технологии экспертных си- стем можно сформулировать как конструктивную поддержку процесса принятия решений на разных этапах анализа риска и формирования рекомендаций по управлению, а именно: ин- формационно-координирующие функции, помощь в формировании и выборе решений, воз- можность при сравнительно несложных моделях представления знаний максимально эконо- мить время принятия решений.

Применение имитационного моделирования при решении задач прогнозирования и управления логично приводит к использованию так называемых нейронных сетей. Развивае- мая в настоящее время новая информационная технология моделирования поведения слож- ных объектов, опирается на теорию нейронных сетей [3,4,5].

Включение ее в систему исследования поведения объектов позволяет устранить субъек- тивность и противоречивость в логике решений поставленной задачи. Внедрение в практику моделирования нейронных сетей, не требует значительных денежных затрат. При нейросете- вом имитационном моделировании появляется возможность проведения намного большего количества опытов или экспериментов по сравнению, например, с методами планирования эксперимента [1]. Такая модель позволяет учитывать внешние факторы, а главное, путем их изменения (при проигрывании ситуации) судить о степени влияния тех или иных факторов на протекание процесса, тем самым, разделяя важнейшие и второстепенные факторы.

Список литературы:

1. Амосов Н.М. и др. Нейрокомпьютеры и интеллектуальные роботы. Киев, 1991 г. – 365 с.

2. Елохин А.Н. Анализ и управление риском: теория и практика. - М.: Страховая группа

«ЛУКОЙЛ», 2000. – 186 с.

3. Перспективы развития вычислительной техники: в 11 кн.: Справ. пособие /под. Ре- дакцией Смирнова. М.: Высш. Шк., 1989. – 159 с.:ил.

4. Васильков Ю.В., Васильков Н.Н. Компьютерные технологии вычислений в математи- ческом моделировании: Учеб. Пособие. – М,: Финансы и статистика, 2002. – 256 с.: ил.

5. Ноженкова Л.Ф. Интеллектуальная поддержка прогнозирования и ликвидации чрез- вычайных ситуаций. // Интеллектуальные системы. – Красноярск, изд. КГТУ, 1997. – с.83-99.

6. Ефимов А.В., Марюха В.П. «Информационные технологии управления. Часть 1. Вве- дение в информационные технологии. Новогорск. АГЗ МЧС России, 2000.

(13)

УДК 550.34

Нұрмағамбетов Ә.- геол.-мин..ғ.д., Қ.И.Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ профессоры.

Күлдеев Е.И. –т.ғ.д., Қ.И.Сәтбаев атындағы ҚазҰТУ ғылым және инновациялық қызметі бойынша проректоры.

ЦУНАМИ – СУ АПАТЫ

Мақалада кейінгі кезде Үнді және Тынық мұхиттары жағалауында болған цунами апаттары туралы айтылады. Цунами толқындарының себеп-салдарына, оны алдын-ала болжау мақсатында құрылатын жүйелерге қысқаша түсініктер берілген.

В статье приведены сведения о крупных цунами, происшедщие в последние годы в Индийском и Тихом океанах, возникновение которых связаны с сильными подводными земле- трясениями. Обсуждается вопрос о причинах возникновения и распространении цунами-волн и роль службы раннего предупреждения.

Кӛпшілік халық табиғи апаттарды кенеттен (күтпеген жерден) болатын оқиғаға жатқызады. Тіпті, жылда қайталанатын қыстың қара суығын да, оның аязы мен қарлы боранын, қатып қалған жылу құбырларын қоса, осы категорияға кіргіземіз. Ал, бұларға қарағанда, тым сирек болатын, болса да біздің елден қашықта орналасқан мұхит жағалауларында кездесетін, апатты құбылыстардың бір түрі – цунами, біз үшін табиғаттың экзотикалық құбылыстарының бірі сияқты болып кӛрінеді.

Дегенмен, кейінгі жылдары Азия континентінде болған екі жойқын цунами апаты - 2004 жылдың 26 желтоқсанында Суматра аралында (Индонезия) және 2011 жылдың 11 наурызында Жапония аралында - бүкіл Жер шарын дүрліктірді. Бірнеше сағаттар арасында мұхит жағалауында орналасқан елдерде мыңдаған адам қаза болып (Индонезия апаты – 300 мыңдай, Жапония апаты – 17 мыңдай), ел экономикасы аса жоғары мӛлшерде шығынға ұшырады.

Сурет 1 - 2011 жылғы Жапонияда болған цунами апатына дейінгі (а) және кейінгі (б) кӛрініс (ғарыштан түсірілген)

Цунами апаты жайлы деректер адамзатқа ертеден белгілі. Археологиялық деректер бойынша, біздің эрамызға дейінгі екі мың жыл бұрын қазіргі Сирия жерінде Рас-Шамра атаулы елді мекен болған. Кейінгі кезде осы жерде кӛне кӛмбелерді қазу жұмыстары нәтижесінде араб кітапханасының тақтасы табылып, онда осы аймақта орналасқан ескі

(14)

Угарит мемлекетінің астанасын бұрын-соңды болмаған ӛте биік толқын басып, толық қиратқаны туралы деректер табылған. Мұндай деректер басқа да ескі хабарларда кездеседі.

Цунами (жапон. цу – қойнау, нами – толқын) деп мұхит түбіндегі тектоникалық қозғалдыстардың әсерінен туындайтын апатты толқынды айтады

«Цунами» атаулы сӛз басқа да халықтар тілдердінде кездеседі: flutwellen (неміс), vloedgolven (дат), хай-и (қытай), maremoto (испан), vagues sismigues (француз), tidal waves (ағылшын). Орыс тіліне «цунами» атаулы сӛз ӛткен ғасырдың екінші жартысында енген.

Цунами толқындарының пайда болу себептері

Цунами толқындары суасты жер сілкінісінен, суасты жанартау атқылауынан, суасты кӛшкінінен, суға жартастардың құлауы әсерінен, судағы жарылыстардан туындайды.

Дегенмен, апатты цунами толқындары, негізінен, ірі суасты жер сілкіністерінен пайда болады. Суасты жер сілкінісі кезінде жарылым боймен мұхит түбінің бір бӛлігі тӛмен лықсып

Сурет 2- Цунами толқынының пайда болу механизмі

түсіп, мұхит түбінің бедері бұзылып, мұхит суының кӛлемі күрт ӛзгереді. Бұл құбылыс ашық мұхитта биіктігі ондаған сантиметр (50 см-ге дейін), жоталары бір-бірінен алшақ (ӛйткені, оның ауданы аса зор – ондаған шаршы километрге тең), толқындар тудырады (ашық мұхитта білінбеуі де мүмкін). Жан-жаққа тараған толқын саяз жерлерге (жағаға) жақындағанда, толқынның тӛменгі жағы су түбіне тиіп тежеледі, жоғарғы бӛлігі ілгері ұмтылып, толқынның биіктігі күрт ӛседі (шауып келе жатқан атты тез тоқтату мақсатыңда жүгенін тартқанда оның шапшып, артқы аяқтарына тік тұратынына ұқсас). Егер де мұхит жағалауы жазық емес шығанақ болса, онда толқынның биіктігі тіпті зор болуы ықтимал.

Дегенмен әрбір суасты жер сілкінісінен цунами толқындары пайда болмайды. Тек қана ошағы мұхит түбінен аз тереңдікте орналасқан, күші мұхит түбін қақ жарып лықсытатындай сілкіністерден ғана цунами толқындар туындайды. Жан-жақты зерттеулер, егер сілкініс ошағы мұхит түбінен айтарлықтай тереңде болмай, оның магнитудасы шамамен 7,8-ден астам болса, мұндай жер сілкіністері әсерінен, міндетті түрде, апатты цунами толқындар туындайтынын айтады. Егер де жер сілкінісі магнитудасы 6-дан аз болса, онда апатты толқындар мүлде пайда болмайды.

Сурет 3 - Цунами толқындарының таралу сұлбасы

(15)

Ғалымдар цунами толқындарының пайда болу себебін литосфералық тақталар тектоникасымен байланыстырады. Осы концепцияға байланысты, жер қыртысы, жан-жағы жарылымдармен шектелген, ірі блоктарға (литосфералық тақталарға) бӛлінген. Олар тек континенттерді ғана алып жатқан жоқ, сонымен қатар, оған іргелес орналасқан мұхиттық жер қыртысын да қамтыйды. Тақтаның қалыңдығы мұхит астында бірнеші км-ден 80-90 км-ге дейін болса, құрлықта – 100-ден 350 км-ге дейін жетеді.

Литосфера астында қалыңдығы бірнеше жүз км болатын астеносфера атаулы жұмсақ (тұтқырлығы тӛмен) қабат орналасқан. Міне, осы астеносфера қабаты қатты литосфералық қабаттың тӛсеніші ролін атқарып, оның үстімен жылжыйды. Литосфералық тақталармен қоса оның үстіндегі континенттер де жылжыйды (олардың жылжу бағыты мен жылдамдығы ғарыштық геодезия әдістерімен анықталады). Қазірде, кӛпшілік ғалымдар қолдаған осы концепцияға байланысты, жер бетінде және оның қойнауында жүріп жатқан геологиялық процестер осындай ірі литосфералық тақталардың қозғалысымен және олардың ӛзара әрекеттерімен анықталады. Мұндай тақталар кӛлденең бағытта қатты денелер есебінде қозғалады. Сондықтан да ірі жер сілкіністер ошағы (90 пайыздан астам) мұхиттан континентке ӛтпелі облыстарда, субдукция деп аталатын белдемдерде орналасады. Бұл белдемде мұхиттық тақта континенттің астына сүңги еніп, Жердің мантиясына батады.

Сурет 4 - Жер шарындағы ірі литосфералық тақталардың орналасуы

Жер шары жеті ірі литосфералық тақталарға: Тынық мұхиттық, Евразиялық, Үнді- Австралиялық, Антарктикалық, Африкалық, Солтүстік Америкалық және Оңтүстік Америкалық және оннан астам майда тақталарға бӛлінген (Сурет 4).

Литосфералық тақталар шекаралары – литосфераның белсенді аймақтары, оларда жанартаулар мен ірі жер сілкіністер ошақтары шоғырлаған. Бұл аймақтар, ұзақтығы мыңдаған километрге жететін Жердің сейсмикалық белдеулерін құрайды. Жер шарындағы ең ірі белдеу – Тынық мұхиттық, оның үлесіне Жер шарында болатын ірі сілкіністердің 75 пайызы және бӛлінетін сейсмикалық энергияның 90 пайызы тиеді. Міне, цунами апатының осы Тынық мұхит жағалауында жиі болуының басты себебі осында.

Цунами апатын алдын-ала болжау жүйесі

Бұл апаттың жан түршігерлік зардаптарының негізгі себебі, әлемнің қауіпті жерлерінде әлі де болса цунами толқындарын алдын-ала ескертетін арнайы халықаралық жүйенің жетілмеуіне байланысты. Цунами толқынының таралу жылдамдығы шамамен 1000 км/сағат- қа тең. Бұл сейсмикалық толқындар жылдамдығынан 50-100 есе аз. Қазіргі

(16)

автоматтандырылған сейсмологиялық станциялар жүйесі жер сілкінісі ошағының координаталарын бірнеше минут арасында анықтайды. Егер 10 минут ішінде сейсмологтар жер сілкінісінің мұхит астында болғанын, оның магнитудасын анықтаған болса, онда 1000 км қашықтықта мұхит жағалауында орналасқан елдерге цунами толқынының жетуіне 40 минуттай уақыт бар. Ал, егер жағалаудағы елді мекенге дейінгі аралық 3-4 мың км болса, онда қауіпті аймақтан қашып құтылуға уақыт тіпті жеткілікті. Егер де Үнді мұхиты жағалауында (2004 жылғы апат алдында) осындай халықаралық цунамиге қарсы қызмет толық жұмыс істеп тұрған болса, онда мұндай жан тебірентерлік оқиға болмаған болар еді.

2004 жылғы Индонезияда болған цунами апатынан кейін Үнді мұхитында жаңа алдын- ала болжау жүйесі құрылды. Бұл жүйе 2005 жылы ЮНЕСКО-ның Мемлекетаралық океанографиялық комиссиясы (МОК) кӛмегімен жасалды. Жүйенің басты міндеті – ӛзара сейсмологиялық деректермен және мұхиттағы су деңгейін ӛлшеп, цунами қауіптілігін алдын- ала болжап, жағадағы елдерге алдын-ала хабарлау. Мұндай жүйе Кариба бассейнінде және Солтүстік-Шығыс Атлантика, Жерорта теңізінде де жасалу жоспарланған. "Волна-09 в Индийском океане" атаулы жаттығу Үнді мұхиты жағалауындағы мемлекеттердің ӛзара байланыс жүйелерін тексеріліп, бұл жүйенің жұмыс істеу мүмкіндігі анықтаған.

Тынық мұхитында болатын ықтималды цунамиды алдын-ала болжау жүйесіне 25 мемлекет кіреді. Әрбір мемлекеттің ӛз мүмкіндігіне сәйкес ӛзіндік болжау жүйелері бар.

Мәселен, Ресейдің Қиыр Шығысында болатын цунамиды болжау жүйесі үш аймақтық қызметтен тұрады: Камчатка, Сахалин облыстары және Примор ӛлкесі. Тынық мұхиттық орталық АҚШ-тың Гавай аралында Гонолуну қаласында орналасқан

Жапония жерінде мұндай қызмет ертеден жұмыс істеуде. Бұл жүйе 2011 жылғы апат алдында тек қана мұхит жағалауынан 20 км қашықтыққа дейін цунами ықтималдығын болжауға мүмкіндік беретін болған. Қазірде, Жапонияда мұхитта пайда болатын цунами толқындарын алдын–ала болжайтын жаңа электрондық жүйе (мұхит жағалауынан 1 мың км қашықтыққа дейін) биыл, 2012 жылы іске қосылуы қажет.

Егер Тынық мұхит айдынында ірі жер сілкінісі болған жағдайда, аталмыш Орталық барлық мемлекеттерге сілкіністің болған жерінің координаталарын және күшін хабарлайды.

Цунами жайлы алғашқы хабар мұхит айдынында орналасқан станциялардан су деңгейінің ӛзгерісі жайлы деректер түскеннен кейін хабарланады. Егер мұндай ӛзгерістер бар екендігі расталса, онда толқынның жағалауға жету уақыты есептелініп, дабыл қағылады.

Неге халықаралық қызмет керек екендігі оқырман қауымға түсінікті болар. Ӛйткені, бұл қызмет сейсмологиялық деректерді үлкен аймақтан жинап, сілкіністің магнитудасы мен орнын дәл анықтауы керек. Бұл қызметтің негізгі мақсаты тек қана сілкіністің магнитудасы мен орнын анықтап қана қоймай, сілкініс ошағының механизмін (болу ерекшеліктерін) анықтау қажет. Егер де сілкініс ошағында тектоникалық блоктардың ӛзара қозғалысы (жер сілкінісінің негізгі себебі) тік бағытта болса, онда цунами толқыны міндетті түрде пайда болады, ал егер блоктардың қозғалысы кӛлденең бағытта болса, онда тіпті цунами толқыны пайда болмауы да ықтимал. Сондықтан бұл қызмет сілкіністің орнын, оның механизмін, магнитудасын, елді мекеннен арақашықтығын, мұхит түбі бедерін, жағалаудың пішініне байланысты ықтималды цунами толқынының биіктігін болжайтын арнайы компьютерлік программалармен жабдықталуы керек.

Кӛріп отырсыздар, бұл қызметтің адам ӛмірі мен халық шаруашылығына цунами толқындарының келтіретін зардабын азайтуда ролі орасан зор. Сондықтан да цунами толқындары қауіпті аймақтарда аталмыш қызмет міндетті түрде болуы қажет. Айта кететін жәйт, цунами толқынынан зардап шеккен елдерде әлі де болса апатты толқындардың болу ықтималдығы бар. Ӛйткені, жер сілкіністері болған жерде (Суматра және Жапония аралдары маңы) оның ошағынан бӛлініп шықпай қалған жер қойнауындағы қалдық энергияға әлі де жеткілікті. Кейінгі дүмпулер (афтершоктар) энергиясы бас дүмпуден аз болғанмен, олардың арасында күшті сілкіністер де болуы мүмкін.

Ақпарат көздері

СӘЙКЕС КЕЛЕТІН ҚҰЖАТТАР

4.4 Определение амплитуды и знака отраженных импульсов по волновой функции для моментов времени, соответствующим Рис.3 Осциллирующий импульс положительной по максимуму полярности и