автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири с использованием аэрокосмических и геоинформационных технологий

Камышев Александр Петрович

Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири с использованием аэрокосмических и геоинформационных технологий

Специальность: 0S.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Камышев Александр Петрович

Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири с использованием аэрокосмических и геоинформационных технологий

Специальность: 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС) и дочернем акционерном обществе «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт разработки газовых месторождений (ДАО «ВНИПИГАЗДОБЫЧА» ОАО ГАЗПРОМ)

Научный консультант: доктор географических наук

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки Российской Федерации,

доктор технических наук, профессор Переделенков Георгий Сергеевич

Ведущая организация: Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ)

Зашита состоится 16 апреля 2004 г. в 10- 00 час. на заседании диссертационного совета Д 303.0118. 01 при открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ОАО ЦНИИС) по адресу: 129329, Москва, ул. Кольская, д.1. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «ОАО ЦНИИС» по адресу: 129329, Москва, Игарский проезд, д.2. Автореферат разослан 15 марта 2004 г.

Ревзон Андрей Львович

доктор технических наук, профессор Грицык Валерий Иванович

Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Сладкопевцев Сергей Андреевич

Ученый секретарь диссертационной

кандидат технических наук

Ж.А. Петрова

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Общая характеристика работы

Актуальность. Тревожное состояние многих инженерных сооружений России поставило перед обществом проблему предупреждения аварий и катастроф и их негативного воздействия на окружающую среду. Особенно актуальна эта проблема на севере Западной Сибири, где уровень техногенного воздействия на природную среду, в связи с чрезвычайно высокими объемами нефтегазового и транспортного строительства достиг такой фазы, когда дальнейшее освоение этих районов, без проведения специальных исследований по паспортизации устаревших сооружений. и конструкций, оценке их остаточного ресурса и степени опасности их дальнейшей эксплуатации для природы и общества чревато возникновением аварий и катастроф.

Железные дороги являются стержневой основой транспортной инфраструктуры месторождений нефти и газа, без которой невозможно решение экономических, производственно-технических и социальных проблем, связанных с освоением месторождений, в том числе и технических параметров линейных коммуникаций, формирующих инфраструктуру нефтегазовых месторождений, включающую в себя автомобильные дороги, трубопроводы и ЛЭП.

В настоящее время на территории Тюменского Севера — основной производственной базы нефтегазового комплекса России, функционирует более 1000 км железных и более 10 000 км автомобильных дорог. Анализ условий их эксплуатации показал, что далеко не всегда их строительство осуществлялось с учетом реальных природных закономерностей криолитозоны. В ряде случаев, в связи с недостатком информации о природных условиях местности, требуемой для обоснования проектных решений, допускались ошибки в размещении сооружений и в выборе.конструкций, в результате чего возникали и продолжают возникать аварии, ликвидация которых сопряжена со значительными затратами.

В условиях криолитозоны значительная часть аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог (равно как и других линейных сооружений) происходит в результате техногенного нарушения теплообмена в ландшафтах, последствиями нарушения чего является резкое изменение условий поверхностного и подземного стока, свойств грунтов, вызывающих просадки оснований и подтопление сооружений, ползучесть оттаявших, грунтовых масс, приводящих к деформациям верхнего строения пути и насыпей, водопропускных труб, опор притрассовых ЛЭП и транспортных зданий. При возникновении аварий подвижного состава и трубопроводов (как правило, прокладываемых в единых коммуникационных коридорах с железными и автомобильными дорогами) эти аварии нередко сопровождаются химическим

загрязнением ландшафтов и, как результатом всего этого, снижением их ресурсного потенциала. Поэтому важнейшей задачей в области обеспечения безопасности при строительстве и эксплуатации линейных сооружений является предупреждение развития опасных процессов с целью предотвращения аварий/

В условиях протяженных трасс железных дорог, построенных и эксплуатируемых в суровых и труднодоступных природных условиях предупреждение развития опасных процессов может быть эффективным только при использовании современных технологий, позволяющих обеспечить в минимальные сроки максимально полные и. достоверные данные о состоянии взаимодействия инженерных сооружений с природой и информационно обосновать эффективные проектные решения по инженерной защите железнодорожных сооружений и окружающей среды.

Актуальность темы. диссертации определяется необходимостью блокирования дальнейшего нарастания аварий и катастроф при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертационной работы является создание научных основ информационного обоснования предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири, базирующегося на применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, способных обеспечить необходимые полноту, точность, достоверность, оперативность и своевременность получения данных о состоянии взаимодействия инженерных сооружений и природной среды на всем протяжении железнодорожных трасс.

В соответствии с поставленной целью предстояло решить ряд следующих задач, в том числе:

• проанализировать состояние проблемы, дать оценку уровня ее решения в трудах отечественных и зарубежных исследователей и наметить нерешенные задачи;

• определить роль природно-техногенных процессов в системе аварий и катастроф на железных дорогах и дать их типизацию с учетом, факторов их возникновения, форм проявления, интенсивности воздействия на инженерные сооружения, масштабов причиняемого ущерба и возможности использования для их фиксации, классифицирования, оценки опасности и предупреждения вызываемых ими аварий методов аэрокосмического зондирования;

• разработать:

теоретические положения в области предупреждения природно-техногенных аварий, определяемые возможностями применения методов аэрокосмического зондирования;

технологию применения методов аэрокосмического зондирования в системе предупреждения природно-техногенных аварий;

принципы создания и структуру базы данных в системе предупреждения природно-техногенных аварий на основе геоинформационных технологий (ГИС-технологий);

методологию информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий на разных стадиях создания и функционирования железных дорог;

организационную структуру информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий с применением аэрокосмического зондирования, наземных методов иссследования состояний взаимодействия инженерных соружений и природной среды и последующим созданием геоинформационных систем.

Исходный материал. Диссертация написана по материалам работ, проведенных автором с 1988 по 2002 г. в ДАО «ВНИПИГАЗДОБЫЧА» ОАО «ГАЗПРОМ» при разработке геокриологического и геоэкологического обоснования проектов транспортной инфраструктуры при обустройстве ряда газоконденсатных (ГКМ) и газонефтеконденсатных месторождений (ГНКМ) Тюменской области, главным образом, на территории Надым-Пур-Тазовского междуречья и на п-ове Ямал.

В составе этих работ лабораторией аэрокосмических методов изысканий ЦНИИС (с 1991 г-НПЦ «Аэроизыскания ») по Техническим заданиям, разработанным с участием соискателя выполнялось комплексное аэрокосмическое зондирование по трассам проектируемых, строящихся и эксплуатируемых железных дорог в зонах освоения ГКМ и ГНКМ. Широко использовались также данные наземных изыскательских (инженерно-геологических, геокриологических, экологических) работ, полученные в процессе полевых исследований экспедициями ВНИПИГАЗДОБЫЧА под руководством и при личном участии соискателя. В 2000-2002 гг. для оценки геометрических параметров транспортной сети применялась спутниковая система с использованием приемников GPS. Обработка всех материалов осуществлялась соискателем совместно с сотрудниками ЦНИИС. Автоматизированная обработка данных выполнялась соискателем на аппаратурной базе информационно-вычислительного центра «ВНИПИГАЗДОБЫЧА».

В качестве базовых объектов, на которых проводились экспериментальные работы, были определены различные участки железных дорог «Ягельная-Ямбург», «Коротчаево-Пангоды-Надым» (на разных стадиях их создания и эксплуатации), пролегающих в зоне эксплуатации Уренгойского ГНКМ.

Наряду с этими объектами, исследования выполнялись по намечаемым коридорам транспортной инфраструктуры зон освоения

ряда перспективных ГКМ, в структуре которых предполагается строительство железнодорожных сооружений. В частности, исследовались намечаемый транспортный коридор в зоне предполагаемого освоения крупного ГКМ «Заполярное», зона активного освоения Западно-Тарко-Салинского ГКМ, в пределах которого идет строительство подъездных железнодорожных путей и автомобильных дорог, а также зоны транспортного освоения ряда других месторождений, находящихся в стадии проектирования объектов инфраструктуры (Береговое, Северо-Часельское и др.)

Автор руководил геоэкологическим разделом проекта обустройства Бованенковского ГКМ месторождения на п-ове Ямал в инфраструктуре которого осуществлялось строительство железной дороги «Обская-Бованенково» на участке «Обская-Паюта».

В работе использовались разнообразные материалы аэрокосмического зондирования, в том числе многозональные и тепловые инфракрасные аэроснимки, выполненные по ряду объектов повторно, с интервалом 4-5 лет (линии «Ягельная-Ямбург», Обская-Бованенково).

Материалы разных лет позволили оценить динамику состояния взаимодействия железнодорожных сооружений и природной среды под влиянием строительства и эксплуатации, обосновать прогнозные данные и рекомендовать мероприятия по предупреждению аварий.

В период с 1998 по 2002 г. осуществлялась разработка геоинформационной системы состояния взаимодействия инженерных сооружений и природной среды районов нефтегазодобычи Тюменской области, в которой железные дороги являются неотъемлемым элементом. Все перечисленные выше материалы и данные послужили основой для написания диссертационной работы.

Предмет защиты.

В диссертации разработана научная концепция информационного обоснования предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии строящихся и эксплуатируемых железных дорог на севере Западной Сибири.

Разработанная научная концепция базируется на теоретических представлениях о природно-технических системах (ПТС) и представляет собой совокупность научных положений и разработок в области теории, технологии, методологии и организации информационного обеспечения предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС.

Теоретические положения защищаемой концепции связаны с обоснованием понятия критические ситуации в состоянии ПТС и структуры информационного обеспечения их предупреждения.

В основу технологии реализации этой концепции положено аэрокосмическое зондирование (АКЗ), выполняемое в широких спектральном и масштабном диапазонах, в сочетании с наземными

экспресс-методами оценки параметров состоянии взаимодействия инженерных сооружений и окружающей среды с последующим созданием специализированных геоинформационных систем, направленных на предупреждение природно-техногенных аварий. Методологически разработанная концепция реализуется в системе проведения:

-анализа риска природных и техногенных опасностей на стадиях предпроектных и проектных разработок;

-геотехнического анализа на стадиях строительства и эксплуатации сооружений;

-геоэкологического анализа на всех стадиях создания и функционирования сооружений;

- организация информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий осуществляется путем выполнения комплексного (геотехнического и экологического) мониторинга ПТС на всех стадиях их создания и функционирования.

Защищаемые положения и их научная новизна. В теории

1. Обосновано понятие «критические ситуации в состоянии ПТС» под которыми предложено понимать совокупность всех видов и стадий нарушения устойчивости состояний ПТС, приводящих (способных привести) к нарушению их нормального функционирования.

2. В системе критических ситуаций предложена и экспериментально исследована новая категория-предаварийные ситуации под которыми соискатель понимает такие состояния ПТС, при которых природная их составляющая стремится нарушить устойчивость технической составляющей, однако никаких признаков такого нарушения в техническом состоянии сооружений на момент фиксации данной ситуации не имеется.

В качестве их индикаторов служат начальные формы проявления опасных природно-техногенных процессов, которые на протяженных трассах железных дорог криолитозоны могут выявляться только с помощью методов АКЗ. Выявление предаварийных ситуаций делает предупреждение аварий реальным.

3. Обосновано, что информационное обеспечение предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС на различных стадиях создания и функционирования железных дорог:

- имеет иерархическую структуру, определяемую стадийностью критических ситуаций, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба;

базируется на широком применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, в сочетании с наземными

обследованиями состояния ПТС, что позволяет своевременно выявлять предаварийные и аварийные ситуации и тем самым, предотвращать их дальнейшее перерастание в природно-техногениые аварии.

определяется возможностями своевременного выявления признаков и показателей, определяющих возможность перехода предаварийных ситуаций в аварийные и аварийных ситуаций в аварии. Установлены пространственно-временные закономерности и идентифицированные признаки возникновения предаварийных и аварийных ситуаций. В технологии

4. Технология выполнения АКЗ варьирует в зависимости от стадийности строительного цикла и решаемых задач. Апробированы вариации АКЗ, выполняемого в широких электромагнитном и высотном диапазонах на разных стадиях создания и эксплуатации железных дорог в условиях северной части криолитозоны России.

5. Структура локальной ГИС предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог предусматривает три взаимосвязанных блока, формирующих базу данных: входящая информация - электронные карты

формирование оценок и прогнозов. База данных имеет многоуровневый характер формирования, обеспечивающий анализ динамики и обоснование прогнозов состояния ПТС в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

6. Основу базы данных ГИС составляет автоматизированная картографическая система, формируемая на всех стадиях создания и эксплуатации ПТС, включающая в себя комплекс специализированных цифровых карт, содержащих прогнозно-оценочную информацию о динамике ее состояния за период строительства и эксплуатации, и рекомендации по инженерной защите.

В методологии

7. Информационное обеспечение предупреждения природно-техногенных аварий реализуется посредством:

- оценки социально-экологического риска природных и природно-техногенных опасностей, выполняемой на предпроектных и проектных стадиях;

- геотехнического анализа состояния строящихся и эксплуатируемых железных дорог;

- геоэкологического анализа, выполняемого на всех стадиях создания и функционирования железных дорог.

Проведение этих исследований базируется на широком использовании данных АКЗ и наземных обследований. Результаты оценочных исследований представляются в виде специализированных разномасштабных карт, составляемых в автоматизированном режиме, являющихся одним из основных компонентов базы данных ГИС. В организации системы предупреждения природно-техногенных аварий

8. Организация информационного обеспечения предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС имеет иерархическую структуру, определяемую их стадийностью, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба.

Предложенные и обоснованные научные положения применительно к строительству и эксплуатации железных дорог в северной части криолитозоны являются новыми.

Практическая значимость и внедрение результатов.

Разработки выполненные в диссертации представляют собой научную основу проведения производственного мониторинга железнодорожных природно-технических систем, который необходим на трассах проектируемых, строящихся и эксплуатируемых железных дорог криолитозоны России.

На проектируемых железнодорожных линиях должен выполняться базовый этап мониторинга ПТС, направленный на обоснование проектных решений по обеспечению безопасности создаваемой ПТС, что обеспечивается при многовариантных проработках, оптимизации трассирования и размещении инженерных сооружений на местности.

На строящихся и эксплуатируемых линиях мониторинг должен быть связан с паспортизацией и оценкой состояния железнодорожных ПТС, выявлением предаварийных и аварийных ситуаций, определением природно-техногенных и техногенных факторов их формирования, обоснованием мер и инженерных решений по предотвращению их перерастания в аварии.

В настоящее время при отсутствии методических руководств и пособий по организации и проведению комплексного геотехнического и экологического мониторинга ПТС, выполняемого с широким применением аэрокосмических и геоинформационных технологий, научные разработки, выполненные в диссертации заполняют своеобразный вакуум и обеспечивают возможность выполнения этих работ в производственном порядке.

Разработки автора положены в основу создания ГИС предупреждения природно-техногенных аварий в рамках региональной программы экологической безопасности объектов нефтегазодобычи на территории Тюменской области. В инфраструктуре этих объектов соискатель всесторонне исследовал состояние ПТС железных дорог «Ягельная-Ямбург», Коротчаево-Пангоды, Обская-Бованенково, а также магистральных и внутрипромысловых автомобильных дорог, трубопроводов и притрассовых ЛЭП, являющихся составными элементами коммуникационных коридоров (проектируемых,

строящихся и функционируемых) в системе объектов обустройства ГКМ: Заполярное, Уренгойское, Бованенковское, Западно--Тарко-Салинское, Юбилейное, Южно-Русское, Береговое, Северо-Часельское. Генеральными заказчиками этих работ и потребителями диссертационных разработок являлись Управления строительства и реконструкции железных, автомобильных дорог и ЛЭП производственных объединений «Уренгойгазпром», Надымгазпром, «Сургутгазпром» и «Ямбурггаздобыча». В диссертации приведены соответствующие документы, обосновывающие и подтверждающие внедрение разработок соискателя. Полученный при внедрении разработок соискателя технико-экономический эффект составил 1415 млн. руб.

Апробация работы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на:

- Российско-Американском симпозиуме по нормированию в транспорте и распределении газа в г. Саратове, в 1995 г.

- Научно-техническом совете РАО «ГАЗПРОМ» по проблемам рекультивации земель на объектах газовой промышленности в г. Саратове, в 1995г.

- Научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в районах Тюменского севера», в г. Тюмени, в 1996 г.;

- Межведомственной научной конференции «Геологические науки-99» в г. Саратове, в 1999 г.

2-ой Всероссийской научно-практической конференции « Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях » в г. Нижневартовске, в 1999 г.

Международной научно-практической конференции «Охрана атмосферного воздуха: системы мониторинга и защиты» в г. Пензе, в 1999 г.

4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», в г. Санкт-Петербурге, в 1999 г;

7-ой международной конференции «Проблемы научно-технического обеспечения нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса» в г. Уфе в 1999 г.;

Международном экологическом конгрессе в рамках IV экономического форума в г. Санкт-Петербурге, в 2000 г.;

Общероссийской конференции «Оценка и управление природными рисками (Риск- 2000), в г. Москве, в 2000 г.

- Научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов», в г. Москве, в 2003 г.

- Заседаниях секции Комплексных транспортных проблем Ученого совета ЦНИИС в 1997,1998 и 2003 гг.

Личный вклад автора в решение проблемы.

Автор являлся руководителем и ответственным исполнителем научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ на всех рассмотренных в диссертации объектах разработки и внедрения. Эти исследования он выполнял лично, работая в должностях старшего научного сотрудника, главного эколога, заведующего научно-исследовательской лабораторией мониторинга природно-технических систем объектов газодобычи института «ВНИПИГАЗДОБЫЧА», главного инженера проектов газоконденсатных месторождений ОАО «ГАЗПРОМ».

Публикации.

Основные положения диссертации изложены в 35 публикациях, в том числе в 2-х монографиях, 4-х брошюрах, 29 статьях и докладах.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, трех частей, разбитых на 8 глав и 15 параграфов, заключения, списка литературы, приложений. Содержит 358 стр., в том числе: текста 322 стр., рисунков- 37, таблиц- 17, список литературы включает 175 наименований. В конце диссертации дано обоснование полученного технико-экономического эффекта и приведены 6 справок о внедрении научных разработок соискателя. Приложения к диссертации, помещенные в отдельном томе включают в себя фрагменты аннотированных аэро- и космофотоснимков, цифровых карт, таблиц, разрезов и схем оценки динамики состояния исследуемых объектов, наполняющих базу данных разработанной

геоинформационной системы.

Содержание работы

ЧАСТЬ I. Проблемы безопасности при строительстве и эксплуатации железных дорог криолитозоны

Глава 1. Состояние железных дорог России

Проектирование и строительство железнодорожных сооружений в районах с экстремальными природными условиями в нашей стране всегда опиралось на всестороннее изучение всех факторов, влияющих на их безопасность. В значительной степени этому способствовали труды российских ученых в области много вариантных проработок (А. В. Гавриленков, А.В. Горинов, Г.С.Переселенков И.В. Турбин), проектирования, строительства и инженерной защиты железнодорожных и автодорожных сооружений в районах с развитием

опасных природных процессов в криолитозоне (Е.С. Ашпиз, Н.М. Быкова, В.И. Грицык, П.И.Дыдышко, А.К Дюиии, Э.П. Исаенко, В.Д. Казарновский, В.В. Пассек, Б.Ф. Перевозников, Г. С. Переселенков, А.А. Цернант, В.И. Ядрошников, Т.Г. Яковлева), а также опыт проектировщиков северных и сибирских железных дорог (Б.Н.Ильин, Я.С.Крафт, С. В. Моргаев, В.А.Позин, Н.И.Хвостик, В.В. Шолин).

Поэтому доля аварий железных дорог по причинам воздействия на них опасных природных процессов долгое время составляла не более 5% от всех железнодорожных аварий.

Однако в последнее десятилетие проблемы безопасности инженерных сооружений и окружающей среды во всем мире приобретают первостепенное значение.

Глобальное потепление климата, активизация сейсмической активности и сопряженных с этими факторами опасных природных процессов, а также чрезвычайно высокий уровень техногенной нагрузки на природную среду, приводят к увеличению числа катастроф и аварий в состоянии многих инженерных сооружений и окружающей среды, в том числе и железных дорог.

В нашей стране отрицательные последствия этих факторов усиливаются за счет затяжного системного кризиса, не позволяющего осуществлять своевременно и в необходимом объеме не только модернизацию и замену устаревшего оборудования, но и исследования состояния природно-технических комплексов, нуждающихся в реконструкции.

В соответствии с официальными статистическими данными МГТС России из 125 тыс. км развернутой длины магистральных трасс 18,9 тыс.км выработали свой ресурс. Требует замены 26,7 млн. шпал. Более четверти вагонного парка также выработало свой ресурс. Около 30% мостов находятся в эксплуатации с превышением нормативных сроков службы. Поэтому вполне закономерно то, что в настоящее время по сравнению с 1990 г. число железнодорожных аварий увеличилось в 3,5 раза.

В условиях севера Западной Сибири источником повышенной аварийной опасности часто являются газо — и нефтепроводы, часто пересекающиеся с железнодорожными и автодорожными линиями. По данным соискателя, только на территории Надым-Пур-Тазовского междуречья в пределах Тюменской области насчитывается 75 подобных пересечений, многие из которых находятся в предаварийном состоянии, поскольку построены при недостаточном учете сложных природных условий, а в ряде случаев, с нарушением геотехнологических норм. При этом состояние магистральных трубопроводов на Севере России весьма плачевное, что отмечается в

публикациях специалистов нефтегазовой отрасли, проанализированных в диссертации.

Поэтому опасность возникновения аварий на железных дорогах Севера России увеличивается в связи с неудовлетворительным состоянием трубопроводов, пересекающихся с железными дорогами или же часто пролегающих в единых коммуникационных коридорах.

По причинам возникновения аварии до недавнего времени подразделялись на техногенные и природные. Техногенные аварии происходят в результате, конструктивных недостатков оборудования, нарушений персоналом технологии строительства и эксплуатации сооружений и оборудования, или же несоответствия: предельных психофизиологических возможностей персонала мощности и сложности технической системы.

Применительно к строительству определено, что наиболее массовые причины отказов технических систем (сооружений) определяются: качеством: стройматериалов, проектных решений, строительства, эксплуатации, диагностики состояния конструкций с оценкой исходного, промежуточного и остаточного ресурса, систем оповещения и ограничения последствий при авариях.

Природные факторы возникновения аварий связываются с воздействием на технические системы (сооружения) опасных природных процессов (климатических, гидрологических,

геологических), развивающихся стихийно, без участия человека и его производственной деятельности. В условиях криолитозоны к ним также как и в других природных условиях могут относится землетрясения, лавины и сели в горных районах, а в равнинных -наводнения, ураганы, снегопады, и др. Большая часть этих процессов характеризуется высокими скоростями и большими масштабами разрушений, нередко сопровождающимися человеческими жертвами.

Наряду с техногенными и природными факторами, определяющими аварийную опасность в последние годы обосновано, что аварии возникают и по причинам развития специфических процессов, обязанных своим происхождением техногенному воздействию на природные ландшафты или же косвенно связанными с этим техногенным воздействием.

В этих случаях, часто без специальных исследований, невозможно определить конкретную причину той или иной аварии. Такие процессы получили название природно-техногенных.

В криолитозоне большая часть этих процессов возникает в результате техногенного нарушения водо-и теплообмена в ландшафтах. Последствиями этого являются резкое изменение условий поверхностного и подземного стока, свойств грунтов, вызывающих

подтопление сооружений, просадки, ползучесть грунтовых масс, приводящих к деформациям сооружений, что нередко, особенно в условиях перевозки по железным дорогам нефтепродуктов, сопровождается загрязнением ландшафтов и, как результатом всего этого, снижением их ресурсного потенциала:

В диссертации обосновывается существование особой

разновидности аварий, обязанных своим возникновением воздействию на технические системы и сооружения техногенно обусловленных природных процессов, развитие которых спровоцировано

производственной деятельностью человека, в большинстве случаев, сопряженной с ошибками в технологии строительства или эксплуатации сооружений (оборудования) или же ошибочными проектными решениями по их размещению и инженерной защите. При этом соискатель опирался на опыт научных исследований, изысканий, проектирования и строительства линейных сооружений в криолитозоне, изложенный в трудах В.В. Баулина, Г.Д. Дубикова, П.И. Дыдышко, Л.С. Гарагули, СЕ. Гречищева, А.Н. Козлова, В.Г. Кондратьева, И.И. Мазура, Е.С. Мельникова, Т.П. Минайлова, Н.Г. Москаленко, Б.И., М.А Минкина, В.В. Пассека, Г.С. Переселенкова, Л.Т. Роман, Хрусталева Л.Н., А.А. Цернанта, С.Н. Юсупова.

В последнее десятилетие, ввиду отсутствия необходимых финансовых средств, инженерные изыскания для строительства осуществляются в сокращенном объеме. При этом практически не выполняются те виды работ, которые позволяют получать очень, важную информацию о закономерностях в развитии природных процессов, формирующих инженерно-геодинамическую и геоэкологическую структуру ландшафтов местности, в пределах которой планируется строительство.

В результате недостатка информации этого характера появляются необоснованные проектные решения, реализация которых на практике приводит к возникновению аварий уже в процессе строительства или позже, в период эксплуатации инженерных сооружений. В настоящее время среди производственников превалирует точка зрения о необходимости повсеместной реконструкции устаревших технических систем.

Вместе с тем, автор диссертации, не отрицая необходимость давно назревшей реконструкции устаревших сооружений, опираясь при этом на результаты специальных многолетних исследований с применением новейших методов и технологий, считает первоочередной задачей широкомасштабное исследование состояния железных дорог, функционирующих в сложных природных условиях.

Их суть в том, что предаварийных участков в системе железнодорожных сооружений очень много. Сначала их необходимо выявить, осуществить паспортизацию, исследовать причинно-

следственные связи возникновения аварийных ситуаций, разработать прогнозные схемы безаварийного функционирования сооружений и только после этого определять сколько, где и в какой последовательности осуществлять замену износившихся конструкций и оборудования. Проблема лишь в том, как это сделать быстро, надежно и не очень дорого.

Глава 2. Теоретические основы информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий

Подготовка природно-техногенных аварий происходит в результате негативной обратной реакции природной среды на нерациональное техногенное воздействие на нее при проведении хозяйственных работ. Эта негативная реакция проявляется в возникновении специфических природно-техногенных процессов, обладающих разрушительной силой. В криолитозоне природно-техногенные процессы получают свое развитие либо в форме резкой интенсификации природных мерзлотных процессов под влиянием строительства и эксплуатации инженерных сооружений, либо в форме возникновения специфических процессов, связанных с ошибками проектирования или с нарушением технологий строительства и эксплуатации сооружений. В обоих случаях активное развитие, природно-техногенных процессов является предвестником аварий в состоянии инженерных сооружений и окружающей среды.

На основе обобщения публикаций мерзлотоведов и данных собственных исследований в диссертации представлена типизация природно-техногенных процессов криолитозоны России, являющихся опасными с точки зрения аварийности железнодорожных и других линейных сооружений, включающая в себя как комплекс

активизированных под влиянием техногенного воздействия мерзлотных процессов природного происхождения (термокарст, пучение грунтов, наледообразование, термоэрозия, солифлюкция), так и процессов чисто техногенного происхождения (подтопление, сооружений, просадки, перевевание песков).

В системе строительства и эксплуатации железных дорог проявлениям этих процессов в настоящее время уделяется недостаточное внимание. Их исследование в диссертации осуществлено на базе теории природно-технических систем (ПТС), развитие которой связано с трудами Г.К. Бондарика, В.Е. Епишина, В.А. Королева, А.Л. Ревзона, В.Т. Трофимова, А.А. Цернанта в основе которой лежит анализ взаимосвязей их природной и технической составляющих на всех стадиях создания и эксплуатации инженерных сооружений. Согласно этой теории природная составляющая ПТС является наиболее чувствительной и по ее реакции на тот или иной вид техногенного

воздействия можно регулировать его масштаб и интенсивность, тем самым, обеспечивая функцию управления состоянием ПТС, а следовательно и возможность предупреждения аварийных ситуаций.

В качестве объектов исследований ПТС выступают как инженерные сооружения и мероприятия в пределах определенного природного комплекса, обеспечивающие нормальное функционирование данной системы в условиях динамического равновесия всех образующих ее компонентов, так и конкретные компоненты природной среды, влияние которых, на инженерные сооружения может вызвать аварии и катастрофы с возможными социально-экологическими негативами, причем не изолированно, а во взаимосвязи.

Перспективность этой позиции оценена соискателем экспериментально при: проведении исследований по трассам строящихся и эксплуатируемых железных дорог на севере Западной Сибири. В рамках этих экспериментальных исследований выявлено, что анализ форм и стадий развития природно-техногенных процессов, позволяет не только определить конкретные причины возникновения и развития природно-техногенных процессов, но и оценить динамику взаимодействия природы. и сооружений с последующим > прогнозированием состояний ПТС.

В главе 2 обоснован; ряд теоретических положений в области предупреждения природно-техногенных аварий, позволяющих повысить эфективность мер безопасности ПТС, предпринимаемых на всех стадиях создания и эксплуатации железных дорог.

В частности, обосновано понятие критические ситуации в состоянии ПТС под которыми соискатель понимает совокупность всех видов и стадий нарушения устойчивости состояний ПТС, приводящих (способных привести) к нарушению их нормального функционирования. В соответствии с представлениями системы технической безопасности среди таких критических ситуаций специалистами в этой области выделяются: аварийные ситуации, аварии и катастрофы.

Под аварийными ситуациями понимают состояние потенциально опасного объекта, характеризующееся нарушением пределов и (или) условий безопасности эксплуатации, но не перешедшее в аварию, при котором все неблагоприятные воздействия источников опасности на персонал, население, сооружение и окружающую среду удерживаются в приемлемых пределах посредством соответствующих,

предусмотренным проектом технических средств. Аварийная ситуация может перейти в состояние аварии, а может и не перейти в него в зависимости от уровня методов и средств их предупреждения. В данной системе ключевым звеном являются аварийные ситуации, своевременное выявление и исследование которых позволяет

предупреждать их переход в аварии и катастрофы. Однако в настоящее время научные основы предупреждения аварий и катастроф еще далеки от совершенства и во многих направлениях находятся на стадии исследовательского поиска. В пользу этого тезиса убедительно свидетельствует информационный скачок в разработке данной проблемы, связанный в последнее десятилетие с работами российских ученых в рамках ГНТП «Безопасность» (В. А. Акимов, В.И. Измалков, Г.Л. Кофф, Н. А. Махутов, В. И. Осипов, А.Л. Рагозин, М.А. Шахраманьян).

Вместе с тем нельзя не отметить и то, что в настоящее время пока не найдены достаточно эффективные технологические и инженерные решения, позволяющие предупредить самые ранние стадии подготовки аварийных ситуаций, своевременное выявление которых позволит избежать больших затрат, связанных с остановкой производств, доизучением факторов, создающих аварийные ситуации, перепроектированием и последующим новым строительством сооружений и средств их инженерной защиты.

Автор, проводя исследования в области разработки технологии и методологии предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог в криолитозоне, опираясь в своих исследованиях на теорию ПТС и современные информационные технологии, обосновал возможность выявления новой категории критических ситуаций - предаварийной. являющейся первой стадией подготовки природно-техногенных аварий (Рис. 1).

Критические ситуации-

1

Предаварий-ные Аварийные' " ситуацию н Аваршп —► * Катастрофы

Рис. 1. Критические ситуации в состоянии ПТС

Под предаварийными ситуациями автор понимает такие состояния ПТС при которых природная их составляющая стремиться нарушить устойчивость технической составляющей, однако никаких признаков такого нарушения в техническом состоянии сооружений на момент фиксации данной ситуации не имеется. Иначе речь идет об активном развитии природных процессов, которые, развиваясь естественным образом, не несут в себе прямой опасности до тех пор, пока их развитию не придан импульс, обусловленный техногенным воздействием на среду, в которой они протекают. Причем чаще всего это техногенное

воздействие является не достаточно продумано или ошибочно, с точки зрения прогнозной оценки обратной связи в создаваемой ПТС.

Выявление и анализ критических ситуаций в состоянии ПТС опирается на аэрокосмические и геоинформационные технологии, рассмотрению которых посвящены последующие главы диссертации.

Часть II. Современные технологии информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий

Глава 3. Аэрокосмическое зондирование природно-технических систем

Развитие аэрокосмических технологий применительно к изучению природных и природно-техногенных процессов было начато в конце 1960-х и активно осуществлялось в 1970-х годах. Импульсом для развития этих технологий послужили достижения СССР в области прикладной космонавтики, которые во многом связаны с работами ЮП. Киенко, К.Я. Кондратьева и В.П. Савиных. В эти годы, под влиянием успехов в области прикладной космонавтики, Гос.центром «Природа», ВСЕГИНГЕО, МГУ, НПО «Аэрогеология», были проведены широкомасштабные исследования по применению сначала аэрофотосъемки, а позже и космической фотосъемки при изучении экзогенных процессов при обосновании размещения и инженерной защиты ряда важных народнохозяйственных объектов (СВ. Викторов, Ю.Ф. Книжников, И.С.Комаров, В.И. Кравцова, Е.С. Мельников, Б.Н.Можаев, А.Л. Ревзон, А.В. Садов, Сладкопевцев С.А., Топчиев А.Г, Б.Н.Хованский, Б.В. Шилин). На базе именно этих работ были сформулированы основные идеи и разработаны способы индикационного анализа материалов АКЗ в инженерных целях, методики выявления, оценки интенсивности и активности многих экзогенных процессов: селей, оползней, осыпей и обвалов, карста, наледообразования, морской абразии, перевевания песков, засоления грунтов, просадочных явлений.

Позднее, во второй половине 1980-х и в начале 1990-х годов, в связи с появлением и широким применением новых видов аэросъемочных систем-многозональной аэрофотосъемки (МАФС) и тепловой инфракрасной аэросъемки (ТИКАС), перечень решаемых экзо-и эндогеодинамических задач благодаря работам ВСЕГИНГЕО (А.В. Садов), ЦНИИС (А.Л. Ревзон), ВНИИКАМ (Б.В. Шилин) значительно расширился. При этом методический арсенал в вопросах интерпретации материалов АКЗ обогатился новыми идеями,

позволившими решать не только вопросы обоснования размещения сооружений, но и осуществлять корректировку неудачных проектных решений непосредственно в ходе строительных работ, а также в процессе эксплуатации сооружений, осуществляя геотехнический и геоэкологический контроль состояния ПТС. В конце 1980-х - начале 1990-х годов применение АКЗ, выполняемого на основе комбинации различных видов многоспектральных и разновысотных самолетных и орбитальных съемок с применением многозональных, и тепловизионных систем при инженерных изысканиях железных дорог и других линейных сооружений в криолитозоне (в частности трубопроводов) в комплексе с наземными изысканиями, стало нормой и вышло на уровень обоснования конкретных проектных решений и расчетных схем (А.И. Богданов, А.А.Королев, В.Б.Достовалов, В.П. Марахтанов, М.С. Наумов, Н.Н. Хренов).

Во второй половине 1990-х годов в связи с широким внедрением в практику компьютерных технологий и возможности автоматизации многих операций в обработке данных дешифрирования материалов АКЗ и картографирования, стало возможным создание

специализированных геоинформационных систем, что в настоящее время целенаправленно и планомерно осуществляется в Госцентре «Природа» под руководством Ю.П. Киенко, в МИИГАиКе под руководством В.П. Савиных, в МГУ под руководством A.M. Берлянта, а также в ряде других научных и проектно-изыскательских организаций, в том числе и соискателем применительно к линейным ПТС криолитозоны.

Они позволяют объективизировать и нацелить всю систему дистанционного анализа состояния ПТС, связанную с выявлением, и типизацией, оценкой, картографированием и прогнозированием природных и природно-техногенных процессов на конечный результат, определяемый современными требованиями - обеспечение безопасности ПТС и окружающей среды.

Таким образом, к концу XX века сформировалось научное прикладное направление, связанное с возможностью применения комплексного АКЗ на всех стадиях создания и функционирования сооружений с целью геоинформационного обеспечения управления безопасностью ПТС и окружающей среды, реализуемое через рационализацию и оптимизацию технологий проектно-изыскательских работ и специальных исследований по оценке состояния ПТС.

Роль соискателя в развитии этого направления заключается в обосновании им возможности многоаспектного анализа проявлений природных и природно-техногенных процессов, развивающихся в криолитозоне как предвестников возможных критических ситуаций в состоянии ПТС. Суть этих возможностей заключается в следующих положениях:

-АКЗ обеспечивает возможность выявления предаварийных ситуаций в состоянии ПТС, что с помощью других методов исследований или невозможно или малоэффективно. Благодаря этой возможности становится реальным предупреждение аварийных ситуаций и аварий;

- значительный объем информации с помощью АКЗ можно получить и при выявлении и оценке аварийных ситуаций, особенно по протяженным трассам железных дорог, однако эти критические ситуации в случаях их дискретных (точечных) обследований могут быть изучены более полно с помощью аппаратурной диагностики сооружений методами неразрушающего контроля, что достаточно убедительно обосновано работами О.М.Иванцова, И.И. Мазура, В.А. Робсмана, А.Н. Звягинцева, Н.Н. Хренова. Комплексирование АКЗ с этими методами, при выявлении и оценке аварийных ситуаций позволяет информационно блокировать их перерастание в аварии;

- можно говорить о трех аспектах, применения АКЗ в системе строительства и эксплуатации железных дорог.

Первый аспект связан с обоснованием безопасного размещения сооружения с учетом сложных геоэкологических и мерзлотно-инженерно-геологических условий районов предполагаемого строительства.

Второй аспект связан с обоснованием корректировки проектных решений в период завершения строительства до сдачи объекта в постоянную эксплуатацию.-

Третий аспект определяется возможностью применения. АКЗ в структуре геотехнического контроля состояния ПТС в процессе эксплуатации сооружений, особенно на давно эксплуатируемых сооружениях с целью выявления предаварийных и аварийных ситуаций и обоснования технологий и объемов капитального ремонта на тех участках, где это необходимо;

- можно рекомендовать трехкратное АКЗ в структуре инвестиционного цикла создания железных дорог:

а) предпроектное (в целях обоснования инвестиций в строительство, схем размещения трасс сооружений и конструктивных решений при многовариантных проработках);

б) предэксплуатационное (в период завершения строительства для корректировки проектных решений и обоснования дополнительных мер инженерной защиты ПТС);

в) предрекострукционное (на стадии длительной эксплуатации для выявления факторов снижения долговечности сооружений, паспортизации ПТС, оценки ремонтопригодности сооружений и информационного обоснования новых инженерных решений, обеспечивающих безотказность функционирования ПТС).

На всех трех этапах инвестиционного цикла создания железных дорог целесообразно АКЗ, включающее в себя три наиболее эффективных в криолитозоне вида дистанционного зондирования (МКФС, МАФС и ТИКАС), обеспечивающее многоспектральное и разномасштабное исследование ПТС в соответствии с технологией ЦНИИС, предусматривающей вариации комплекса в зависимости от стадийности исследования и решаемых задач ( табл. 1).

Глава 4. Геоинформационные технологии в системе предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог в районах нефтегазодобычи в криолитозоне

Геоинформационные системы изучают взаимодействие человека и природы в территориальном аспекте, технологии создания которых относятся к классу высоких технологий.

ГИС- технологии начали разрабатываться более 35 лет назад, а первая реально работавшая ГИС Канады (ССК) появилась в начале 60-х годов XX века. В СССР аналогичные исследования начались почти на два десятилетия позже зарубежных и до сих пор работы зачастую связаны с адаптацией зарубежного опыта. Во второй половине 1990-х годов проблема ГИС была весьма актуальна и с ней связан своеобразный информационый бум. Количество отечественных и зарубежных публикаций по этой проблеме достигло нескольких сотен наименований. Применительно к практике мониторинга ПТС в процессе строительства и эксплуатации сооружений (особенно линейных), экспериментальные работы в нашей стране ведутся в ряде научно-исследовательских и проектно-изыскательских организаций, в том числе на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета МГУ, в МИИГАиКе, в Гос.центре «Природа», в Институте географии РАН, 29 НИИ МО РФ, ВНИИ ГО ЧС, Институте геоэкологии РАН, Институте криосферы СО РАН, ВНИИ геосистем, Фундаментпроекте ив ряде других организаций.

В последние годы интерес к этой проблеме возник и у транспортных строителей. В данном направлении с сообщениями выступали Ю.В. Визиров, В.В. Космин, Г.С. Переселенков, А.С. Романовский. Элементы ГИС- технологий, в основном, связанные с решением задач автоматизации топографо-геодезического обоснования проектов, в частности создания цифровых планов местности и обработки данных инженерно-геодезических изысканий, уже применяются в практике проектно-изыскательских организаций

транспортного строительства. Однако, законченных разработок в этом направлении применительно к решению проблем безопасности создания и функционирования железнодорожных ПТС с учетом инженерно-геодинамических, геотехнических и геоэкологических составляющих пока не существует.

Таблица 1

Наиболее эффективные методы АКЗ в системе предупреждения природно-техногенных ' _аварий железных дорог в криолитозоне России ___

Метод Физические основы Аппаратура Технические условия выполнения работ Сфера применения

1 2 3 4 5

Космические фото- и электронные съемки Земли в автоматическом режиме Черно-белая, СПЗи многозональная фотосъемки в видимой части электромагнитного епкетра. Преимущества МКФС определяются большой высотой орбитального полета космического носителя, что обеспечивает возможность получения фото - и сканерных снимков: Земной поверхности значитель-нрй обзорности (что не дает аэрофотосъемка) с пространственным разрешением на местности 5-30м, - одного и того же объекта в различные сезоны года (или в разные годы), что обеспечивает периодический контроль состояния объектов съемки с заданным временным интервалом Специальная фотосъемочная исканерная аппаратура космических комплексов народнохозяйственн ого назначения, в т.ч.: "Ресурс-ФГ,"Ресурс-Ф2","Ресурс-ФЗ". Возможно использование имеющихся в РФ МКФС этого же класса зарубежных фирм (Ьап(15а1-США, БРОТ-Франция) Съемка с отечественных космических аппаратов осуществлена в весеннее и летнее время с низких орбит. Время съемок -1975,1979,1987, 1989,1990,1994,1995гг.. Зарубежные материалы съемок 1997-2002 гг. Масштабный диапазон 1:90 ООО-1:800 ООО с последующим преобразованием и укрупнением масштабов 1) Оценка условий, определяющих возникновение и развитие природных и природно-техногенных процессов на крупных по площади территориях в зонах влияния транспортных коммуникаций на окружающую среду, в том числе: -рельеф и геологическое строение; -тектоническая раздробленность горных пород; -обводненность поверхностей рельефа; -расчлененность территории и освоенность гидрографической сетью; -залесенность территории и степень нарушен-ности почвенно-растительного покрова; -техногенное воздействие на природную среду и характер ее изменчивости в зависимости от типа и масштаба этого воздействия; типизация развивающихся опасных природных и природно-техногенных процессов; определение факторов, обусловивших пространственную локализацию процессов; 2) Зонирование трасс линейных сооружений систем по характеру подверженности воздействию опасных природных и природно-техногенных процессов.

1 2 3 4 5 - ' ■

Многозональная аэрофотосъемка (МАФС) Фотосъемка выполняется одновременно в узких интервалах видимой части электромагнитного спектра (0.4$; 0.54; 0.66; 0.84мкм) с получением четырех раздельных черно-белых изображения в синем, зеленом, желто-оранжевом и инфракрасном каналах, с последующим синтезированием в многоцветное изображение с предварительным подбором варианта синтеза в зависимости от решаемой задачи. Позволяет объединить преимущества черно-белой съемки с высокой разрешающей способностью и цветной спектрозональной съемки с повышенными изобразительными свойствами и дешифрируемостью свойств объектов, еопознаваемых на черно-белых снимках. Многозональная аэросъе-мочная камера МСК-4. Прецизионный проектиру-ющий аппарат ППА-Б. Многозональный синтезирующий проектор МСП-4. Аппаратура производства К.Цейсс Йена (Германия). Близок по параметрам съемки и доступен отечественный комплекс МК-4. Аэрофотосъемка осуществляется с борта самолета Ан-30 с высоты 3000 м в масштабе 1:25 000-70 000 с последующим преобразованием снимков, вплоть до масштаба 1:5 000 Выполняется по трассам транспортных хоммунихаций с целью их зонирования по состоянию сооружений с выявлением участков предаварийных и аварийных ситуаций. При этом выполняются: 1) Кадастр проявлений опасных природных и природно-техногенных процессов; 2) Оценка активности конкретных проявлений процесса и определение факторов, ее обуславливающих; 3) Выявление различных стадий проявления процессов и оценка их динамики; 4) Оценка обводненности поверхностей рельефа и слагающих их грунтов оснований сооружений и прилегающих геомассивов; 5) Оценка состояния инженерных сооружений в связи с воздействием опасных природных и природно-техногенных процессов

Тепловая инфракрасная аэросъемка (ТИКАС) Съемка выполняется в диапазоне 3-5 и 8-14 мкм. Регистрирует тепловые контрасты объектов местности, определяемые их естественным тепловым излучением, формируемым процессами тепло-влагопереноса в приповерхностных толщах грунтовых массивов (на глубину до 2-х м.) с получением черно-белых или цветных тепловых снимков Тепловизоры «Малахит» и «Везувий» производства Российской Федерации Аэросъемка осуществляется с самолета Ан-30 и вертолета Ми-8 с высот от 500 до 1500 м в масштабах 1:10 000-1:25 000 Выполняется на уже выявленных участках предаварийных и аварийных ситуаций для получения прогнозно-оценочной информации о наличии и характере: - льдистости грунтов, формах и интенсивности процессов промерзания; - участков сезонного протаивания грунтов и таликовых зон; - обводненных зон разломов; -подтопления сооружений и их размывов

Соискатель, на основе конкретных исследований по трассам строящихся и эксплуатируемых сооружений коммуникационных коридоров в системе инфраструктуры НГКМ Тюменской области, в составе которых находятся железные и автомобильные дороги, трубопроводы и ЛЭП, обосновал и апробировал структуру создания локальной ГИС предупреждения природно-техногенных аварий.

Она базируется на трех уровнях сбора информации, определяющих содержательную структуру и отражающих динамику состояния ПТС:

- базовая информация о ПТС, существующая до начала строительства;

- информация о ПТС, полученная в процессе изысканий;

- оперативная информация, полученная в процессе строительства и эксплуатации ПТС.

Такой подход обеспечивает возможность оперативного решения задач управления состоянием взаимодействия природной среды и инженерных сооружений в масштабе всего протяжения железнодорожных линий и делает реальным своевременное предупреждение аварий на всех стадиях их создания и функционирования. Реальность предупреждения аварий обеспечивается:

объективизацией информационной составляющей ГИС ПТС за счет использования данных АКЗ и наземных обследований, фиксирующих стадии и интенсивность проявления опасных природно-техногенных процессов;

точностью машинной обработки вводимой информации; оперативностью получения видео и картографической информации как на любую точку трассы железной дороги, так и на всю трассу в любом масштабе.

надежностью хранения баз данных;

оперативностью выдачи данных в любом виде (цифровом, графическом, картографическом, текстовом; на бумажной и электронной основе;

возможностью оперативного обновления, размножения и передачи информации на любое расстояние без потери качества.

Основу базы данных ГИС составляет автоматизированная картографическая система, формируемая на всех стадиях создания и эксплуатации ПТС. В качестве исходной информации для формирования базы данных используется внемашинная и внутримашинная информация.

В немашинную информацию формируют материалы АКЗ и результаты их дешифрирования, данные наземных изыскательских и специальных работ, статистические данные и природно-ресурсная информация, получаемые из федеральных и региональных

государственных организаций, оперативная информация о состоянии сооружений, получаемая от служб эксплуатации сооружений.

Внутримашинная информация включает в свой состав цифровые тематические карты, отражающие:

-топографо-геодезическую ситуацию района строительства или эксплуатации сооружения и ее изменчивость;

- техническое состояние исследуемых сооружений (остаточный ресурс, уязвимость, безотказность);

геоэкологическое и мерзл отно-инженерно-геологическое состояние;

- справочную информацию (государственные федеральные и региональные нормативные акты по экологии, землепользованию и строительству, правовому положению земель и их собственников;

- оценочную природно-ресурсную информацию (о пригодности земель для хозяйственного использования и их стоимости; экологическом состоянии почв, поверхностных и подземных вод, грунтов, растительного покрова, состоянии, бонитету лесных угодий; данные о биологических ресурсах: кормовых, животного мира, водных, энергетических; данные об имеющихся и потенциальных ущербах состояниям ПТС и окружающей среды).

Система автоматизированного картографирования включает 7 типов постоянно обновляемых карт, позволяющих оценить состояние ПТС в любой точке трассы на всех этапах строительства и эксплуатации (рис. 2). Организация пространственной информации в ГИС рассматривается на уровне создания логической многослойной модели картографической системы, содержащей слои по каждому компоненту организационной структуры ПТС. Каждый слой имеет самостоятельное значение и может быть в случае необходимости выведен отдельной аналитической картой на любую точку или отрезок трассы железной дорога.

Вышеперечисленные свойства ГИС значительно повышают обоснованность и качество управляющих инженерных решений по защите ПТС от воздействия опасных природных и природно-техногенных процессов, снижают роль субъктивных факторов в оценке устойчивости ПТС. При разработке ГИС соискатель использовал хорошо зарекомендовавшие себя во всем мире программные комплексы настольного типа, в частности «Mapinfo», a при больших объемах обработки данных- «ARC/INFO», в сочетании со специальной программой для обработки данных АКЗ «ERDAS Imagine», имеющей модуль расширения Vector, обеспечивающий преемственность средств системы ARC/ INFO, а через имеющиеся у нее расширения и другие родственные программные системы.

го

о\

Уровни ггруктуры МС

Базовая информация о ПТС.

существующая

начала строительства

Информация о ПТС, полученная в процессе изысканий и проектирования

Решаемые задачи

Оперативная информация, полученнаяё процессе

строительства и жемуатации ПТС

Т

о

Кадастр

Д»вмиа

Прогноз

Предугрз*р?*ие аварий и ; катастроф

Ощшнзя 1«мэнзр№я ! занята

Базы данных ГИС

Входные данные

Материалы АКЗ

Денные ш земных мшеканнй и обследоааянй

Статистические данные

Природно-ресурсная тематическая информация

Оперативная информация эксплуатационных служб о состоянии сооружений

Результаты аппаратурной диагностики состояния сооружений N конструкций а системе мониторинг* ПТС

прштюннмй капты

Районирование территорий освоения по условиям развития природных процессов___

Рнска природных и природно-техногенных опасностей {

Состояния ПТС • условиях техногенной интенсификации природных лроцессо»

Устойчивости ПТС

Прогноза критических ситуаций • состоянии ПТС

Геоэкологической сложности районов проложення I— (пролегания) трасс линейных сооружений

Анализ, формирование оценок и прогнозов

Обоснование оптимального трассирования с позиций охр!-ны окружающей средм я обеспечения устойчивости ПТС Прогнозы устойчивости ПТС при различных режимах эксплуатации.

Зонирование трасс по степени их подкржемности пядгйстаию природных и прнроди»техногеиньга процессов

выявление участков с развитием предаварийных и аварийны! ситуаций

■ Обоснование решений по специальной инженерной мшите ПТС м участках возможных критических ситуаций

Принимаемые управляющие решения

Паспортизация ^

Капитальный ремонт | Реконстоукиия

/киия

Проектирование и строительство ' специальных сооружений инжонеоной зашиты

Совершенствование ■ технологии стгюительства

! Мероприятия по обеспечению экологической . безопасности

Совершенствование I ] технологий эксплуатации I | сооружений I

! Совершенствование ] нормативно-технической ; базы в области 1 строительства

С

Совершенствование ; нормативно-правовой ! базы

Рис. 2. Структура ГИС предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве н эксплуатации линейных сооружений в криолитозоне

В настоящее время завершается создание локальной ГИС ПТС районов нефтегазодобычи Тюменской области, в которой разработки соискателя являются составной частью.

ЧАСТЬ III. Современные методологические направления в системе информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий и опыт их применения с использованием аэрокосмических и геоинформационных технологий

В последние годы, в связи с экологизацией прикладных наук, интенсивно развиваются методологические направления в изучении функционирования ПТС, позволяющие придать исследованиям прогнозно-оценочный характер с выходом на численные решения, что значительно повышает качественный уровень геоинформационного обоснования системы управления состоянием ПТС на всех стадиях их создания и эксплуатации.

Среди этих методологических направлений анализ риска природных и техногенных опасностей, геотехнический анализ и геоэкологический анализ, в комплексе обеспечивающие базу данных для оценки устойчивости ПТС.

Во всех трех методологических направлениях значительная часть информационной основы в той или иной степени может базироваться на данных, получаемых с материалов АКЗ, поскольку, как уже выше было отмечено, объектами исследований в них являются состояния ПТС (в том числе и прогнозируемые), в качестве индикаторов которых выступают проявления природных и природно-техногенных процессов, хорошо выраженные на аэро- и космических снимках. Это обстоятельство потребовало разработки соответствующих методик на базе уже имеющегося научного потенциала, созданного другими исследователями.

В работе соискателя получили дальнейшее развитие и углубление теоретические положения А.А. Цернанта (1998) в области экосистемного управления состоянием ПТС в части информационного обоснования сценариев управления, обеспечивающих безопасность технической составляющей ПТС, включающих сбалансированный комплекс необходимых и достаточных мер по компенсации неблагоприятных воздействий, чреватых возникновением аварий как при строительстве, так и при эксплуатации сооружений.

Глава 5. Анализ риска природных и техногенных опасностей

Проблема оценки природного и техногенного риска обсуждается в отечественной литературе около 10 лет, а в зарубежной - уже более 20 лет.

Она специально рассматривалась в 1994, 1997 и 2000 годах на международных совещаниях, организованных Госстроем РФ и РАН в г. Москве, результатом которых явилось выявление различных позиций и выработка единого подхода к анализу природного и техногенного риска. Исследования этой проблемы наиболее полно и последовательно осуществляли Е.С. Дзекцер, Г.Л. Кофф, СМ. Мягков, А.Л. Рагозин. Риск в большинстве работ подразделяется на природный (риск природных опасностей), техногенный и социальный. В качестве наиболее актуальной категории риска, с точки зрения проблем современности, во многих работах рассматривается экологический (социально-экологический) риск, являющийся неким симбиозом всех трех его разновидностей, но с учетом экологических потерь. Наиболее распространенным толкованием этого понятия является определение риска как произведения вероятности появления (проявления) неблагоприятного события и стоимостного выражения его последствий (ущерба) в денежном выражении. Отсюда, риск в большинстве исследований, на эту тему оценивается через математическое ожидание ущерба. Для выявления и оценки неблагоприятных событий необходим факторный анализ, учитывающий множество факторов возможного ущерба.

Соискателем применено АКЗ для оценки вероятности проявления опасных природных и природно-техногенных процессов: как. предвестников аварий и катастроф. Поэтому в основу геоинформационного обеспечения их предупреждения на предпроектных этапах положено выделение. участков в пределах зон предполагаемого отчуждения земель по вероятности возникновения природно-техногенных аварий на основе факторного анализа.

В условиях криолитозоны, под факторами ущерба автор понимает негативные ситуации в состоянии ПТС и зоны ее влияния на окружающую среду, вызывающие не только перебои и остановки работы технических систем, но и ухудшение качества среды обитания (ее элементов и свойств). К таким ситуациям относятся: изменения качественного газового состава атмосферы, изменение уровней минерализации и химизма подземных вод, используемых для питьевого и технического водоснабжения, загрязнение атмосферы, водных источников, почв, грунтов и подземных вод, снижение урожайности сельскохозяйственных угодий, миграция фауны и сокращение численности ценных популяций, возникновение (активизация) опасных природных и природно-техногенных процессов, являющихся причинами деформаций сооружений и деградации ландшафтов, нарушения социальных норм (график провозной и пропускной способности транспортных коммуникаций, санитарно-гигиенический карантин, ограничения в режиме и качестве питания, водоснабжения, труда и отдыха, пожары, наводнения и др.). В настоящей главе

обосновано, что большая часть факторов ущерба при строительстве инженерных сооружений в условиях криолитозоны, обусловлена степенью техногенной нарушенности ландшафтов и вытекающей из нее пораженностью их проявлениями природных и природно-техногенных процессов.

Зависимость коэффициента пораженности ландшафтов зон освоения месторождений от степени техногенной нарушенности этих ландшафтов, полученная на основе эмпирических данных хорошо аппроксимируется логистической функцией вида

где ао , аь к - параметры. Параметр к - есть предел, к которому стремится функция. Значение к < 1 отражает меру защиты ландшафтов.

Данные, получаемые при оценке пораженности территории транспортного освоения проявлениями опасных природных и природно-техногенных процессов по результатам дешифрирования материалов АКЗ, используются для оценки факторов ущерба.

Потенциальный ущерб от возникновения возможных аварий может быть рассчитан согласно выражению:

У = 81 + 82 + 8з + 84+Б«, (2),

где -стоимость работ по восстановлению деформированных (разрушенных) сооружений или их полной ликвидации; 82-стоимость работ по комплексной очистке загрязнения (атмосферы, поверхностных и подземных вод, почв, грунтов); 83- стоимость работ по рекультивации нарушенных земель ; Б4- объемы компенсационных выплат и льгот пострадавшему населению; Б5- стоимость промышленной и сельскохозяйственной продукции, выпуск которой приостановлен на период ликвидации экологических аварий (теплоэнергоресурсы, продукты питания, лечебно-оздоровительная продукция и услуги, коммунальные службы). Данные расчетов ранжируются согласно табл. 2. При этом введен дополнительно сравнительный показатель /- затраты на создание (восстановление) ПТС и обеспечение равновесия в зоне ее влияния на окружающую среду.

Анализ риска природных и техногенных опасностей выполняется для обоснования предпроектной документации для строительства инженерных сооружений в широком масштабном диапазоне и локализуется на автоматизированном создании специализированных карт риска. В основе структуры их содержания лежит выделение площадей в пределах зон предполагаемого транспортного освоения по уровню риска социально-экологической опасности.

В диссертации рассмотрена методика составления среднемасштабных карт риска (1: 50 000-1:200 000) для обоснования проектных решений по

размещению конкретных трасс железных и автомобильных дорог, трубопроводов и ЛЭП, определяющих инфраструкутру транспортных коммуникационных коридоров в зонах освоения ГКМ и ГНКМ севера Западной Сибири и приведены фрагменты карт риска, которые использованы для обоснования проектных решений. В их основу положено выделение территорий по категориям риска их освоения, которые выделяются в соответствии с изложенной выше методикой. В структуре карт риска содержится три блока информации:

- положение проектируемых инженерных сооружений;

- ожидаемые (возможные) критические ситуации в состоянии ПТС и окружающей среды;

- оценка факторов риска.

Информация первого блока определяется по данным предпроектных разработок. Информационную основу второго блока составляют результаты дешифрирования аэрокосмических снимков. Информация третьего блока получается расчетным путем на основе обработки данных, содержащихся в первом и втором блоках карты и привлечения информации, содержащейся в утвержденных сметно-финансовых документах, отражающих стоимостные показатели проектирования и строительства ПТС. Карты такого типа могут использоваться в двух направлениях.

Таблица 2.

Шкала уровней социально-экологического риска (СЭР)

Уровни СЭР Критерии оценки СЭР

Вероятность возникно-вения социально-экологичес-ких дискомфортных ситуаций (факторов ущерба) -(Р) Ожидаемый ущерб (У)

Недопустимый • Р>0,8 у>г

Д О П У с т и м ы Е Чрезвычайно высокий 0,6 < Р < 0,8

Высокий 0,4 < Р < 0,6 0,72>У>0,4г

Относительно высокий 0,1 < Р < 0,4 о,4 г > у > о,1 ъ

Незначительный Р<0,1 у<о,1г

Первое направление связывается с обоснованием направленности и объемов инженерных изысканий в рамках разработки инвестиций в строительство и его технико-экономических обоснований.

Второе направление связывается с обоснованием следующих мероприятий:

- размещение объемов и оценка стоимости мероприятий и конструкций, обеспечивающих удержание социально-экологического риска в приемлемых пределах, поддерживающих ее равновесное и экологически безопасное функционирование;

варьирование трасс в пределах намеченных коридоров, с целью обхода участков с чрезвычайно высокой и высокой степенями риска;

многовариантность размещения объектов индивидуального проектирования с учетом норм и требований, отвечающих критериям безопасности строительства и эксплуатации сооружений.

Возможность представления этих данных в виде специализированных карт оценки социально-экологического риска, составляемых в автоматизированном режиме позволяет получать оценочную информацию оперативно, с высокой точностью на любую точку трассы железной дороги, (равно как и любого другого сооружения) вне зависимости от от ее протяжения (площади района исследований).

Глава 6. Геотехнический анализ

Любое сооружение на всем протяжении своего развития проходит различные этапы (проектирование, стадии строительства и реконструкции, эксплуатации), причем на каждой из них оно взаимодействует с геологической средой, приобретая в ходе этого взаимодействия различные состояния, совокупность которых может составить своеобразную геотехническую подсистему ПТС. В структуре геотехнического анализа именно она (совокупность взаимосвязей) является предметом исследований, поэтому в рамках этого анализа ее можно рассматривать в качестве самостоятельной геотехнической системы (ГТС).

В отличие от инженерно-геологического, геотехнический анализ в равной степени исследует и инженерно-геологические и технические компоненты системы, причем во взаимосвязи. Этот аспект нашел свое отражение и развитие не только в работах инженеров-геологов, но и строителей транспортных сооружений (В.И. Беда, Н.М. Быкова, В.Д. М.Н. Гольдштейн, В.И. Грицык, Э.М. Добров, В.Д. Казарновский, Б.И. Кулачкин, Г.М. Шахунянц).

Геотехнический анализ, предполагая в своей основе оценку состояния всех элементов в системе взаимодействия сооружений и геологической среды, базируется на оценке динамики ее природной и надежности

технической составляющих. Динамичность компонентов геологической среды может определяться с помощью данных АКЗ и наземных инженерно-геологических исследований.

Надежность технической составляющей ГТС, определяется ресурсными характеристиками сооружений, режимом их эксплуатации, состоянием динамики природной составляющей системы и характером ее влияния на инженерные сооружения, состоянием и характером управляющего воздействия. Для оценки эксплуатационной надежности железнодорожных сооружений в системе наземного геотехнического контроля используется комплекс методов технической диагностики конструкций (геофизических, электрохимических, акустических) с применением аппаратурной диагностики неразрушающего контроля. В последние годы эффективно применяются, в том числе и соискателем спутниковые системы контроля за состоянием линейных сооружений с использованием приемников GPS.

Оценка состояния динамичности и надежности системы взаимодействия сооружений и геологической среды формализованно выражается при помощи логической цепи показателей: опасность состояния этой системы- уровень инженерной защиты-устойчивость (табл.3). Данный комплекс показателей, обоснованных вероятностно-статистическими расчетами, является объектом геотехнического контроля состояния сооружений и геологической среды. Его основным содержанием является прогнозно-оценочное картографирование состояния ГТС, осуществляемое на базе АКЗ и данных наземных обследований в автоматизированном режиме с целью выявления видов критических ситуаций в состоянии ПТС и обоснования инженерной защиты неустойчивых участков. Цифровое картографирование осуществляется на всех иерархических уровнях структуры управления железных дорог. Составленные карты объединяются в информационную систему и определяют основу базы данных геотехнического анализа (табл.4).

Геотехнический анализ, выполняемый на базе широкого применения аэрокосмических и геоинформационных технологий, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей, применяемого главным образом на предпроектных и проектных стадиях создания сооружений, эффективен в процессе их строительства и эксплуатации.

Предложенная структура геотехнического анализа представляет собой аппарат оперативного слежения за состоянием взаимодействия железнодорожных сооружений с компонентами геологической среды и управления этим взаимодействием путем внесения корректив в проектные решения, в частности в существующие схемы инженерной защиты ПТС.

В условиях криолитозоны геотехнический анализ, в изложенной выше структуре, позволяет предотвратить деформации верхнего строения

пути, насыпей и водопропускных сооружений, опор притрассовых ЛЭП и аналогичных конструкций притрассовых автомобильных дорог, бортов карьеров, станционных зданий и других сооружений. Эти деформации могут быть вызваны резкой активизацией мерзлотных процессов, заболачивания и подтопления сооружений, обусловленной как интенсификацией естественных природных процессов, так и влиянием строительной деятельности на окружающую среду.

Глава 7. Геоэкологический анализ

В структуре геоэкологического анализа, выполняемого в системе предупреждения природно-техногенных аварий, в которую включаются последовательный анализ риска природных и техногенных опасностей и геотехнический анализ, главное внимание уделяется исследованию взаимосвязей в цепи: техногенная нарушенность ландшафтов -пораженность ландшафтов природными и природно-техногенными процессами - геохимическое загрязнение ландшафтов - ресурсоемкость ландшафтов. Исследование каждого звена этой цепи осуществляется на уровне количественных оценок (коэффициент техногенной нарушенности ландшафтов, коэффициент пораженности ландшафтов проявлениями природных и природно-техногенных процессов, средний уровень геохимического загрязнения, показатель динамичности состояния ПТС), получаемых в процессе дешифрирования материалов АКЗ и обработки данных наземных работ.

Для обработки больших массивов информации с целью выделения ведущих факторов процессов применен факторный анализ на базе стандартных алгоритмов по каждому типу ландшафта в зоне влияния железнодорожного строительства на окружающую среду. Эти алгоритмы позволяют преобразовать набор коррелированных признаков, описывающих изучаемые явления, в небольшое число некоррелированных, являющихся линейной комбинацией первоначальных признаков.

Факторный анализ включает два основных метода: метод "вращения" и метод главных компонент. Метод главных компонент разлагает корреляционную матрицу, составленную из парных коэффициентов корреляции между всеми признаками на такое же число ортогональных компонент для последующего последовательного отсеивания наименее значимых факторов (по статистическим критериям) для определения небольшого числа главных из них, описывающих большую часть изменчивости. На основе синтезирования расчетных данных определяется геоэкологическая сложность ландшафтов путем ранжирования интервалов показателей с выделением пяти категорий геоэкологической сложности, каждой из которых соответствуют количественные интервалы значений оценочных параметров.

I БИБЛИОТЕКА I

1 О» 300 «ит { 33

Таблица 3

Показатели оценки состояния геотехнической системы (ГТС)

Категория Состояния ГТС

Определение категории состояния ГТС

Оценка состояния ГТС

3

Опасность состояния ГТС

Опасная

Состояние ГТС, при котором развитие природных и природно-техногенных процессов приводит к нарушению динамического равновесия и способствует возникновению критических ситуаций в ее эксплуатации

Кн-Степень нарушенное™ ландшафтов (> 0,5) приводит к высокому уровню вероятности нарушения динамического равновесия (Ридр>0,7) и возникновению критических ситуаций в эксплуатации ГТС

Относительно опасная

Состояние ГТС, при котором развитие природных и природно-техногенных процессов приводит к нарушению динамического равновесия и может способствовать возникновению критических ситуаций в ее эксплуатации

т\

ж

ш

ж

#

щ

степень нарушенности ландшафтов (0,3<Кн<0,5) приводит к возникновению вероятности нарушения динамического равновесия (0,3<Рндр<0,7). Возможно возникновение критических ситуаций в эксплуатации ГТС

1 Кн

1 2 3

Безопасная Состояние ГТС, при котором развитие природных и природно-техногенных процессов не может привести к нарушению динамического равновесия Рцпр 1 0 1 / Степень нарушенное™ ландшафтов _ (Кн<0,3) не приводит к нарушению динамического равновесия (Рнлр<0.3) и возникновению критических ситуаций в эксплуатации ГТС 1 К„

Уровень инженерной защиты

Неудовлетворительный Уровень обеспечения ГТС средствами инженерной защиты при опасном и относительно опасном состоянии ГТС, недостаточный для обеспечения ее безаварийного функционирования Р.с 1 0 ШйЙй^Л Рас - Вероятность аварийной \ ситуации очень высока (>0,7) \ при уровне инженерной 1 защиты КИэ<0,3* §¡¡1 1 К„,

Удовлетворительный Уровень обеспечения ГТС средствами инженерной защиты при опасном и относительно опасном состоянии ГТС, достаточный для ее безаварийного функционирования Р ас- вероятность аварийной ситуации резко падает и стремиться к нулю при уровне инженерной защиты Киз > 0.3 • коэффициент инженерной защиты (К из) рассчитывается отношением протяженности участков трассы, защищенных от воздействия опасных природных и природно-техногенных процессов( 1) к общей протяженности участков требующих защиты (Ц

112 1 3

Устойчивость ГТС

Неустойчивая Неудовлетворительное состояние инженерной защиты на опасных участках Руст 1 ш Отсутствие или ------- неудовлетворительный уровень инженерной зашиты Киз<0,3 обуславливает низкую вероятность устойчивого состояния ГТС Руст <0,3

0 1

Относительно неустойчивая Неудовлетворительный уровень инженерной защиты на относительно опасных участках Руст 1 0 щ щ щ ж Возрастание уровня - инженерной защиты (0,3< Кнэ < 0,5) приводит к резкому повышению вероятности устойчивого состояния ГТС (0,3<Руст<0,7). • к„

Устойчивая Удовлетворительный уровень инженерной защиты на опасных и относительно опасных участках Руст 1 0 При »»(а м" удовлетворительном уровне инженерной мщиты (К„, >0,5) вероятность возникновения "Штм/' устойчивого состояния 4ШШ . V П"0 (Руст)>0.7 и

■ """ постепенно стремите« к пределу

Таблица 4

Структура исследований по созданию информационной системы геотехнического контроля состояния линейных сооружений

Уровни гссггсх- ническог о контроля -" Основные задачи Содержание работ - Методы получения информации Получаемая продукция { цифровые карты) Масштаб

1 2 3 4 5 6

Ь Подразделения управления линейными объектами I порядка Обоснование нормативных документов для организации финансирования инженерной зашиты магистрали Выделение участков трасс линейных объектов по характеру и степени опасности неблагоприятных природных н природно-техногенных процессов Космически фотосъемка. Обобщение имеющихся материалов Районирования магистрали по характеру и степени опасности неблагоприятных природных процессов 1:1000000

11. Подразделения управления линейными объектами II порядка Обоснование системы защитных мероприятий по предотвращен ню аварийных ситуаций Кадастр проявлений неблагоприятных природных и природно-техногенных процессов, оценка нх активности и возможного воздействия на инженерные сооружения Космическая фотосъемка, наземные инженерно-геологические обследования Оценки состояния ГТС магистрали в условиях техногенной интенсификации природных процессов (кадастр) 1:200 000 1:100 000

Ш. Подразделения управления линейными объектами Ш порядка Оценка состояния инженерной защиты сооружений с разработкой рекомендаций по комплексу защитных мероприятий и укрупненным опреределением их стоимости Оценка динамики развития неблагоприятных природных и природно-техногенных процессов, оценка их активности и возможного воздействия ив инженерные сооружения Многозональная аэрофотосъемка, материалы обычных аэрофотосъемок залетов разных лет. Наземные инженерно-геологические и геоэкологические обследования Оценки устойчивости ГТС с рекомендациями по комплексу защитных мероприятий (динамика) 1:23 000 1:10 000

IV. Подразделения управления линейными объектами IV порядка Прогноз критических ситуаций • состоянии ГТС и принятие конкретных инженерных решений по ее защите на неустойчивых участках Выделение состояний элементов ГТС, представляющих опасность для ее функционирования; прогноз места и масштабов возможных критических ситуаций; назначение конкретных мероприятий по предотвращению аварий Тепловая аэросъемка. Фототеодолитом съемка. Наземные топо-геодезнческие и инженерно-геологические работы. Специальные Геофизические ' исследования. Диагностика состояния сооружений и конструкций методами неразру-шающего контроля. Прогноза конкретных критических ситуаций в состоянии геотехнической системы и назначение инженерных мероприятий по защите сооружений (прогноз) 1:5000 1:2000

Последующее автоматизированное картографирование

геоэкологической сложности ландшафтов имеет в своей основе выделение территорий с различной степенью геоэкологической сложности. В настоящей главе предложена методика такого картографирования, разработанная на примере зон транспортных коммуникационных коридоров ГКМ. Методика базируется на отражении влияния характера и степени техногенного воздействия на инженерно-геологические, геокриологические и геохимические условия районов хозяйственного освоения. Это влияние проявляется через нарушение теплообмена в грунтах, приводящего к интенсификации природно-техногенных процессов, изменению гидрологического режима и загрязнению почв, грунтов, поверхностных и подземных вод.

В приложениях к диссертации представлен фрагмент одной из таких карт. В ее основе лежит выделение пяти категорий геоэкологической сложности зоны транспортного освоения ГКМ на основе синтезирования вышеупомянутых оценочных параметров. Данные о том, как изменяются под влиянием производственной деятельности нарушенность ландшафтов, интенсивность природных и природно-техногенных процессов, состояние линейных сооружений, уровень геохимического загрязнения ландшафтов и их ресурсоемкость позволяют оценить устойчивость ПТС.

Геоэкологический анализ, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей и геотехнического анализа, применим на всех стадиях создания и функционирования железных дорог для обоснования природоохранных мероприятий и реализуется через систему рекомендаций по обеспечению устойчивости ПТС и окружающей среды при разработке ОВОС, природоохранных разделов проектов, схем инженерной защиты и мониторинге ПТС.

Глава 8. Организация информационного обеспечения системы предупреждения. природных и природно-техногенных аварий

В главе 8 обосновывается роль АКЗ в реализации системы безопасности инженерных сооружений и окружающей среды. Она заключается в расширении возможностей предупреждения аварий в состоянии ПТС за счет своевременного выявления предаварийных ситуаций, которые ранее (до соискателя) не выделялись и не рассматривались при решении проблем безопасности природы и общества.

Выявляются предаварийные ситуации только по данным ландшафтного анализа состояния ПТС и зоны ее влияния на

окружающую среду, что наиболее эффективно по материалам АКЗ и, главным образом, по крупномасштабным снимкам МАФС и ТИКАС. Акцентирование внимания на том, что данный тип критических ситуаций выявляется только по результатам анализа материалов АКЗ, означает, что никакими другими методами в процессе периодического обследования состояния инженерных сооружений, которое осуществляют службы эксплуатации сооружений или же проектировщики, выполняющие авторский надзор за строительством, классифицировать данное состояние как предаварийную ситуацию невозможно. Последнее можно объяснить тем, что в состоянии конструкций никаких признаков изменчивости технических параметров на данной стадии пока еще нет.

Несколько иное содержание вкладывается в понятие аварийная ситуация-следующая стадия подготовки аварии. На этой стадии опасность развития неблагоприятных природно-техногенных процессов достигла такой фазы, при которой уже происходит изменчивость технических параметров сооружений и конструкций, но непосредственных деформаций или разрушений, способных прекратить их функционирование пока не произошло. Например, на участках подтопления насыпей сформированы выраженные в ландшафтах мочажины, заболоченные западины, подпруженные водоемы, грунты насыпи подвержены набуханию или частичному размыву по бортам, водопропускные сооружения на участках развития пучения деформировались и т. п.

Выявление аварийных ситуаций такого типа эффективно комплексом аэрокосмических и наземных методов исследований состояния ПТС, в том числе методов аппаратурной диагностики напряженного состояния конструкций, в котором АКЗ играет опережающую роль, поскольку позволяет выявить участки с развитием данного типа критической ситуации, на которых в дальнейшем осуществляются наземные исследования и аппаратурная диагностика состояния конструкций и сооружений. При этом очевидно, что выявление таких ситуаций возможно лишь тогда, когда объект уже существует или ведется его строительство или реконструкция.

Что касается непосредственно аварий, возникающих в процессе строительства и эксплуатации сооружений, то использование АКЗ будет иметь эффект для решения задач, связанных с оценкой :

- причин аварий;

- масштабов их последствий для состояния ПТС и окружающей среды;

требуемых объемов работ по восстановлению ПТС и ликвидации последствий аварии для окружающей среды (все виды рекультивации

ландшафтов, очистка ландшафтов от загрязнения). В табл. 5 даны характеристика видов критических ситуаций и вероятностная оценка признаков и показателей, фиксирующих перерастание предаварийных ситуаций в аварийные и аварийных- в аварии.

Примененный алгоритм вероятностной оценки предполагает выявление зависимостей между интенсивностью проявления опасных природных и природно-техногенных процессов. и уровнем инженерной защиты ПТС. При этом вероятность возникновения аварий определяется суммой вероятностей возникновения предаварийной и аварийной ситуаций. Поскольку уровень инженерной защиты ПТС функционально связан с затратами на проведение мероприятий по защите ПТС, то в расчеты введены соответствующие стоимостные оценки;ущерба, что согласуется с положениями оценки риска..

Наиболее эффективным организационно-техническим

мероприятием, всецело определяющим реализацию рассмотренных в таблице 1 возможностей АКЗ при предупреждении критических ситуаций в состоянии ПТС является их мониторинг. Причем именно мониторинг ПТС, осуществляемый комплексно и в геотехническом и в геоэкологическом направлениях, а не мониторинг состояния инженерных сооружений или мониторинг геологической среды (или биосферы, водных объектов и т. п.) (табл.6).

Таблица 5.

Структура информационного обеспечения предупреждения критических ситуаций в состоянии природно-технических систем

Характеристика Наиболее рациональные технологии и методы выявления Мероприятия по предотвращению перерастания в по следующие гид или стадию критической ситуации или меры по предотвращению ущерба Стадии создания и функционировали я ПТС, на которых возможно выявление данного ' вида критической ситуации Вид основных закономерностей Уравнения вероятности развития критических ситуаций

1 2 3 4 5 6

Прейаварийная ситуация

Развитие природных и природно-техногенных процессов, подготавливающих возможные деформации сооружений. На момент обнаружения опасности для сооружений не представляют. но в случае не принятия мер по предотвращению дальнейшего развития, способны привести ' к аварийным ситуациям Комплексное АКЗ в системе анализа риска природных и техногенных опасностей и геотехнического анализа Специальные сооружения инженерной защиты, предотвращающие дальнейшее развитие опасных процессов: -водопропускные и дренирующие системы; ■защитные стенки, галереи, сетки; -фитомелиорация и другие методы закрепления грунтов. Изменение технологий эксплуатации не требуется Предпроектные стадии (обоснование инвестиций в строительство, проектирование-технический проект, подготовка рабочей документации, строительство, эксплуатация, реконструкция Р Кт-0 £ 1 . 1

рР^ у К.,-1 Цг-> Л а Ь — общая протяженность трассы, 1па - протяженность участков с интенсивным развитием опасных процессов на трассе Т> _ ^ПО Р} — вероятность возникновения предаварийной ситуации в результате активизации природных и природно-техногенных процессов

V ! 1 + «,«-' где ац, о/ - параметры, КиГ см. табл.9. 1-время, Р—вероятность аварии, " вероятность аварии при — вероятность аварии при Ки,=0,3

Аварийная ситуация

Развитие опасных

природных и природно-техногенных процессов достигло такой стадии, когда деформации (или разрушения) инженерных сооружений еще не произошли. но

предпосылки для этого уже созданы и аварии в состоянии ПТС

неминуемы, если не принять кардинальных мер.

Комплексное А КЗ в системе

геотехнического и геоэкологического анализа. Наземные

геоэкологические и

инженерно-

геологические и

исследования.

Аппаратурная

диагностика

сооружений и

конструкций

методами

неразрушающего

контроля в системе

геотехнического

анализа)

Необходимость изменения режима (технологии) строительства или эксплуатации объекта, вплоть до временной

консервации с целью перепроектирования сооружения и

создания необходимых конструктивных средств инженерной защиты

Завершение строительства, эксплуатация, реконструкция

Киз=/(С), где С — капитальные вложения на проведение мероприятий по инженерной защите

1ш

1а,

1ае • протяженность участков предаварийных ситуаций, перешедщих в аварийные при отсутствии инженерной защиты

л =

I,

Р2 — вероятность перерастания предаварийной ситуации в аварийную ситуацию в случае не принятия мер инженерной защиты

Интегральный показатель развития (подготовки) и возникновения аварии V:

I

«м

^ - весовой коэффициент, Лу - нормированное значение ]-го параметра,

характеризующего развитие аварийной ситуации

Авария (катастрофа)

Деформации или

разрушение сооружений или несущих конструкций, приведшие к остановке производственного процесса, к

материальному и

социально-экологическому ущербу (при катастрофе — гибели людей)

Методы

оперативного

управления

состоянием ПТС с

использованием

данных

геотехнического и

геоэкологического

анализов

Ликвидация последствий аварий (катастроф). Восстановление разрушенных сооружений с учетом причин аварий

(катастроф)

Строительство,

эксплуатация,

реконструкция

■Киу-0,3

О (

Уравнения оценки ущерба

при ГЦ

О при г>/

С,—]/"(Ос.(г)*г С.(0

С = С0 + С, -»т/л

Сф • начальная стоимость,

Ку • коэффициент экономической

ответст венности,

I - длительность экспяуатации (лет),

Е • коэффициент приведения

разновременных затрат 0.09,

г • текущее время, лет,

С - сумма риска (С*) и начальной

стоимости (С«/,

Р(т) • функция безотказности,

к - шаг по времени,

я ♦ число шагов за период эксплуатации Р (ЛУ значение функции безотказности за 1 ериод времени //>.

и

1ак - протяженность аварийных участков, где аварии уже произошли

I.

Р) — вероятность перерастания аварийной ситуации в аварию на трассе протяженностью Ь

= . или иначе.

К.

и>

Таблица 6.

Концептуальная схема мониторинга природно-технических систем

Позиции, положенные в основу коцепции мониторинга ПТС

Схематическое описание структуры исследований по оценке состояний ПТС

Теоретические

Статика '

динамика

прогноз устойчивости"

выявление и типизация потенциальных критических ситуаций __

Методологические

Анализ — социально--экологического риска_

геотехнический анализ

геоэкологический анализ

Методические

Паспортизация —^ режимные -исследования

моделирование состояний

управляющие инженерные решения

Технологические

Аэрокосмическое. зондирование

»Наземные экспресс- _|

" исследования по оценке параметров природной составляющей

Аппаратурная _у

. диагностика состояния инженерных сооружений методами неразруша-юшего контроля

Автоматизированное картографи-ние состояний ПТС

Организационные

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫХ РЕШЕНИИ В СИСТЕМЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ ПРИ ОБОСНОВАНИИ:

инвестиции в строительство

разработки проектной и рабочей документации

корректировки проектных решений в процессе строительства

проектных решении по капитальному ремонту и реконструкции

Основные выводы и результаты диссертационных исследований

В диссертации разработана научная концепция информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии строящихся и эксплуатируемых железных дорог на севере Западной Сибири.

В основу этой концепции положено аэрокосмическое зондирование в сочетании с наземными экспресс-методами оценки параметров состояний взаимодействия инженерных сооружений и окружающей среды с последующим созданием специализированных геоинформационных систем, направленных на предупреждение природно-техногенных аварий.

Разработанная научная концепция базируется на совокупности научных положений и разработок: в области теории, технологии, методологии и организации информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий, в том числе:

1. Обосновано понятие «критические ситуации в состоянии ПТС» под которыми предложено понимать совокупность всех видов и стадий нарушения устойчивости состояний ПТС, приводящих (способных привести) к нарушению их нормального функционирования.

2. В системе критических ситуаций предложена к экспериментально исследована новая категория-предаварийные ситуации. В качестве их индикаторов служат начальные формы проявления опасных природно-техногенных процессов, которые на протяженных трассах железных дорог криолитозоны могут выявляться только с помощью методов АКЗ. Выявление предаварийных ситуаций делает предупреждение аварий реальным.

3. Обосновано, что информационное обеспечение предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии ПТС на различных стадиях создания и функционирования железных дорог:

- имеет иерархическую структуру, определяемую стадийностью критических ситуаций, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба;

базируется на широком применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, в сочетании с наземными обследованиями состояния ПТС, что позволяет своевременно выявлять предаварийные и аварийные ситуации и тем самым, предотвращать их дальнейшее перерастание в природно-техногенные аварии.

4. Предложены и апробированы вариации технологии АКЗ на разных

стадиях создания и эксплуатации железных дорог в криолитозоне.

Возможности АКЗ, связанные с его комплексностью (одновременном или последовательном применении разных видов аэрокосмических съемок, выполненных в широких спектральном и масштабном диапазонах) и своевременностью (выполнении АКЗ тогда, когда его результаты дают максимальный ээфект), позволяют его рассматривать в качестве эффективного направления при изучении природно-техногенных процессов как предвестников и факторов аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог и других линейных сооружений криолитозоны (автомобильных дорог, трубопроводов, ЛЭП). Максимальная эффективность комплексного АКЗ, выполняемого в сочетании с методами его наземного обоснования определяется возможностью выявлять и оценивать именно предаварийные ситуации, связанные с воздействием на сооружения природных и природно-техногенных процессов, что с помощью других методов исследований на протяженных трассах в условиях криолитозоны или невозможно или малоэффективно. Именно благодаря этой возможности становится реальным предупреждение аварий.

Значительный объем информации с помощью АКЗ можно получить и при выявлении и оценке аварийных ситуаций, однако эти критические ситуации в случаях их дискретных (точечных) проявлений могут быть изучены более полно с помощью наземных методов обследования сооружений и их аппаратурной диагностики методами неразрушающего контроля. Комплексирование АКЗ с этими методами при выявлении и оценке аварийных ситуаций позволит информационно блокировать их перерастание в аварии на всем протяжении трасс. 5. Предложена и апробирована структура создания локальной ГИС предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии линейных сооружений районов нефтегазодобычи Тюменской области.

Создание ГИС обеспечивает возможность оперативного решения задач управления состоянием взаимодействия природной среды и инженерных сооружений в масштабе всего протяжения железнодорожных линий и делает реальным своевременное предупреждение аварий на всех, стадиях их создания и функционирования. Реальность предупреждения аварий обеспечивается:

- объективизацией информационной составляющей ГИС за счет использование данных АКЗ и наземных обследований, фиксирующих стадии и интенсивность проявления опасных природно-техногенных процессов;

- точностью машинной обработки вводимой информации;

- оперативностью получения видео и картографической информации как на любую точку трассы железной дороги, так и на всю трассу в любом масштабе.

- надежностью хранения баз данных;

- оперативностью их выдачи в любом виде (цифровом, графическом, картографическом, текстовом; на бумажнной и электронной основе);

- возможностью их оперативного обновления, размножения и передачи на любое расстояние без потери качества.

Организация пространственной информации в ГИС ПТС рассматривается на уровне создания логической многослойной модели картографической системы, содержащей слои по каждому компоненту организационной структуры природной и технической составляющих ПТС. Каждый слой имеет самостоятельное значение и может быть в случае необходимости выведен отдельной аналитической картой на любую точку или отрезок трассы железной дороги.

ГИС значительно повышает обоснованность и качество управляющих инженерных решений по защите ПТС от воздействия опасных природных и природно-техногенных процессов, снижает роль субъктивных факторов в оценке устойчивости ПТС и практически исключает ошибки в оценке состояния ПТС, связанные с недостатком информации о степени. опасности развития природных и природно-техногенных процессов.

В настоящее время завершается создание локальной ГИС ПТС районов нефтегазодобычи Тюменской области, в которой железные дороги являются составной частью.

6. Обосновано, что предупреждение природных и природно-техногенных аварий должно опираться на современные методологические направления в изучении функционирования ПТС, которые позволяют придать исследованиям прогнозно-оценочный характер. Среди этих направлений в диссертации проанализированы анализ риска природных и техногенных опасностей, геотехнический анализ и геоэкологический анализ в комплексе обеспечивающие наполнение базы данных для оценки устойчивости ПТС. Во всех трех методологических направлениях значительная часть информационной основы в той или иной степени базируется на данных, получаемых с материалов АКЗ. Последнее потребовало разработки соответствующих методик.

6. Разработана методика оценки и картографирования социально-экологического риска природных и природно-техногенных опасностей, выполняемая на предпроектных и проектных стадиях создания железных дорог, базирующаяся на учете максимально полного числа

факторов, создающих дискомфортные ситуации во взаимодействии природных и технических составляющих ПТС и их влиянии на окружающую среду.

8. Разработана структура геотехнического анализа состояния железных дорог криолитозоны на базе комплексного АКЗ и наземных обследований с представлением его результатов в виде системы разномасштабных карт прогнозно-оценочной направленности, составляемых в

автоматизированном режиме. Геотехнический анализ, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей эффективен в процессе строительства и эксплуатации железных дорог.

Геотехнический анализ, выполняется на всех иерархических уровнях структуры управления железной дороги (управление, отделение, дистанция пути, околоток- участок) на основе применения разномасштабного и многоспектрального АКЗ и наземных обследований. Элементы новизны этого подхода, обоснованные в диссертации соискателя связаны с практически полной автоматизацией обработки, обновления, хранения и оперативной выдачи информации о состоянии ПТС на любую точку трассы железной дороги.

Система автоматизированного картографирования геотехнического состояния ПТС обеспечивает создание цифровых прогнозно-оценочных карт, единых по направленности, дополняющих друг друга по содержанию, но различных по степени детализации отображения состояния и прогноза устойчивости ПТС.

9. Разработана структура геоэкологического анализа, выполняемого в системе информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий. Геоэкологический анализ, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей и геотехнического анализа, применим на всех стадиях создания и функционирования железных дорог для обоснования природоохранных мероприятий и реализуется через систему рекомендаций по обеспечению устойчивости ПТС и окружающей среды при разработке ОВОС, природоохранных разделов проектов, схем инженерной защиты сооружений, мониторинге ПТС. Геоэкологический анализ наполняет базу данных ГИС информацией о взаимовлиянии в системе взаимодействия природы, строительства и эксплуатации железных дорог через конкретные численные показатели статики и динамики:

-степени техногенной нарушенности ландшафтов; -пораженности ПТС и зон их влияния на окружающую среду проявлениями опасных природных и природно-техногенных процессов;

-геохимического загрязнения компонентов окружающей среды в результате отклонений от проектных и технологических норм изысканий, строительства и эксплуатации железных дорог;

- ресурсной основы среды обитания в зонах влияния строительства и эксплуатации железных дорог на окружающую среду;

В комплексе все эти параметры состояния ПТС, определяемые взаимодействием природных и техногенных факторов являются неотъемлемой составной частью информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий.

Составление геоэкологических карт в рамках ГИС обеспечивает возможность автоматизированной фиксации состояния компонентов природной среды в зонах влияния на них техногенного воздействия. 10. Наиболее эффективным организационно-техническим мероприятием, всецело определяющим реализацию системы предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии ПТС является их мониторинг, осуществляемый комплексно и в геотехническом и в геоэкологическом направлениях. Определена концептуальная, схема комплексного мониторинга ПТС, в основу которой положены теоретические, методологические, методические, технологические и организационные позиции, определяющие структуру базы данных ГИС.

Публикации, содержащие основные положения и результаты диссертационных исследований,

Монографии

1. Методы и технологии мониторинга природно-технических систем

севера Западной Сибири. М:. ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999-230с.

2. Природа и сооружения в критических ситуациях. Дистанционный анализ. М:. Изд-во Триада, 2001- 240 с. (совместно с А.Л. Ревзоном).

Брошюры

3. Экологическая оценка территории газовых месторождений северного района западной Сибири при проектировании мероприятий по рекультивации земель. Обзор « Природный газ и защита окружающей среды». М.: Газпром, 1993 -32 с.

(совместно с И.Л. Барииовой, Т.П. Бобровой, Т.Н .Семеновой).

4. Рекомендации по выделению водоохранных зон и прибрежных полос и требования к размещению, строительству и эксплуатации объектов нефтегазодобычи Тюменской области. Тюмень 1996- 36 с.

( совместно с С.К. Романовым, В.В. Козиным).

5. Мониторинг природно-технических систем севера Западной Сибири. -М.: Геоинформарк // Геоэкологические исследования .199966 с.

6. Предупреждение природно-техногенных аварий в криолитозоне-М.: Геоинформмарк // Геоэкологические исследования. 2000- 37 с. (совместно с А.Л. Ревзоном).

Статьи, доклады

7. Геоэкологическая карта нефтегазоносных территорий как основа проведения рекультивации земель. В сб. «Экологическое картографирование на современном этапе. АН СССР. Л.: . Географическое общество СССР. 1991- с.32-36. ( совместно с Т.В. Горбовской, А.Н. Шилкиным, В.К Штыровой).

8. Опыт рекультивации земель на Бованенковском и Уренгойском газоконденсатных месторождениях. В сб. «Материалы научно-технических советов РАО ГАЗПРОМ. Саратов, 1995-с. 28-37 (совместно с Т.Н. Бобровой, Р.В. Горбовской, И.Л. Жмулиной ).

9. Оценка экологических условий севера Западной Сибири для объектов газовой промышленности. Тезисы докладов научно-практической конференции " Охрана окружающей среды в районах Тюменского Севера". Тюмень, 1996- с. 15-16.

10. Опыт организации и проведение экологического мониторинга на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации объектов ГАЗПРОМа. Доклады Российско-Американского симпозиума по нормированию в транспорте и распределении газа. М., ГАЗПРОМ, 1996-С.107-114.

11. Структура мониторинга природно-технических систем линейных сооружений. В сб. «Проблемы геоэкологии Саратова и области. Изд-во Саратовского гос. университета. 1998-с. 17-24.

12. Оценка динамики экологического состояния зон отчуждения земель в транспортном строительстве. «Экология и промышленность России» 1998- февраль-с. 33-37 (совместно с АЛ. Ревзоном ).

13. Прогнозирование социально-экологического риска при оценке воздействия строительства линейных сооружений на окружающую среду ( на примере Надым-Пур-Тазовского междуречья). «Экология и промышленность России» 1998-февраль-с. 29-32 ( совместно с А.Л. Ревзоном ).

14. Оценка состояния природно-технических систем зоны освоения Уренгойского газоконденсатного месторождения по материалам геоэкологического обследования. «Проблемы освоения месторождений Уренгойского комплекса. М.: Недра. 1998-с. 408-416.

15. Направления и задачи комплексных инженерно-экологических изысканий при разработке проектных решений. В сб. «Проблемы геоэкологии Саратова и области. Вып.З. Саратов. Изд-во Саратовского гос. университета. 1999 - с.81-90.

16. Проблемы безопасности природно-технических систем севера Западной Сибири. «Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях». Вып.6,1999- с.46-57 (совместно с АЛ. Ревзоном).

17. Геоинформационная система предупреждения природно-техногенных аварий.« Транспортное строительство » № 9, 1999 -

с. 13-15.

18. Используя геоинформационные технологии. «Путь и путевое хозяйство». № 10,1999-с. 26-28 (совместно с АЛ. Ревзоном ).

19. Анализ устойчивости природно-технических систем севера Западной Сибири. «Геоэкология. Инженерная геология. Мерзлотоведение. № 2,1999- с. 116-126.

20. Методические подходы и технические требования производства инженерно-экологических изысканий и мониторинга для строительства. Материалы межведомственной научной конференции «Геологические науки-99». Саратовский гос. университет. 1999- с. 92-96 (совместно с А.А.Донецковым, Е.П. Абрамовым, С В. Смирновым).

21. Геоинформационно-картографические технологии инженерно-экологической оценки состояния природно-технических систем зон освоения нефтегазовых объектов.Докл. 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях. Нижневартовск. 1999^1 12-115 (совместно с А.А. Донецковым).

22. Экологические исследования и мониторинг геохимического загрязнения ландшафтов солями тяжелых металлов ( на примере севера Западной Сибири). Тр. Международной научно-практической конференции « Охрана атмосферного воздуха: Системы мониторинга и защиты ». Пенза, 1999- с. 181-185 (совместно с Д.В. Митяевым).

23. Подходы к оценке медико-биологического состояния зон освоения нефтегазового комплекса севера Западной Сибири. Тр. 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности». Санкт-Петербург, 1999- с. 161-166 (совместно с Л.В. Колпаковой).

24. Система предупреждения природно-техногенных аварий транспортных сооружений в криолитозоне. Тр. 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности ». Санкт-Петербург, 1999-с. 182-187.

25. Методы и технологии инженерно-экологического обоснования проектов строительства и охраны окружающей среды объектов нефтегазодобычи в криолитозоне. Материалы 7-ой международной конференции «Проблемы научно-технического обеспечения

нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса». Уфа, 1999-с. 341-345.

26. Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве. « Экология и промышленность России », январь, 2000-с. 42-46 ( совместно с А.Л. Ревзоном и Я.С. Крафтом ).

27. Природно-техногенные процессы как фактор аварийных ситуаций при строительстве и эксплуатации линейных сооружений в криолитозоне. «Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып 3,2000- с. 32-48.

28. Методология предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог в криолитозоне. Доклады международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», Санкт-Петербург, 14-16 июня 2000-с.84-87.

29. Пути и средства совершенствования инженерно-экологического образования. Доклады международного экологического конгресса «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», Санкт-Петербург, 14-16 июня 2000-с. 377-379 (совместно с Колпаковой Л.В).

30. Информационное обеспечение в системе предупреждения природно-техногенных аварий. Материалы общероссийской конференции «РИСК-2000». М, Анкил, 2000-с. 405-409 (совместно с А.Л. Ревзоном).

31. Эффективность комплексного аэрокосмического зондирования при обеспечении безопасности железнодорожного строительства на п-ове Ямал. «Транспортное строительство», № 4, 2001- с. 11-13 (совместно с А.Л. Ревзоном и Я.С. Крафтом). .

32. Аэрокосмическое зондирование в системе предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации линейных сооружений в криолитозоне. «Исследование Земли из космоса», №3,2001-С.42-58.

33. Использование материалов многозональной съемки Landsat-7 на подготовительной стадии при проведении инвентаризации земельных участков (на примере газодобывающих предприятий на Севере Западной Сибири). Материалы конференции «Проблемы ввода и обновления пространственной информации», М: март 2003 на CD-ROM/ http:// www.gisa. ru/vvad-2003. httnO (совместно с А.А Донецковым. и Л.А.Донецковой).

34. Аэрокосмическое зондирование и геоинформационные технологии при обеспечении безопасности транспортных природно-технических систем. Труды конференции (тезисы докладов) «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных

геологических процессов, 7-9 октября 2003- с. 11-13 (совместно с А.Л Ревзоном).

35. Геоинформационная система обоснования проектов транспортного освоения районов нефтегазодобычи Тюменского Севера. Труды конференции (тезисы докладов) «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов, 7-9 октября 2003- с. 56-58.

Подписано в печать 04.02.2004. Формат 60 х 84 '/ц. Печать офсетная. Объем 3,75 пл. Тираж 100 экз. Заказ 4.

Отпечатано в типографии ОАО ЦНИИС. Лицензия ПЛД № 53-510 от 22.10.1999 г.

129329, Москва, Кольская 1 Тел.:(095)180-94-65

к

Г-551*

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность работы.

Цель и задачи диссертационной работы.

Исходный материал.

Предмет защиты.

Защищаемые положения и их научная новизна.

Практическая значимость и внедрение результатов.

Апробация работы.

Личный вклад автора в решение проблемы.

Публикации.

Структура и объем работы.

ЧАСТЬ I. ПРОБЛЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КРИОЛИТОЗОНЫ.

Глава 1. Состояние железных дорог России.

1.1. Понятие безопасность природно-технических комплексов.

1.2. Анализ аварий и аварийных ситуаций.

1.3. Причины аварийности.

Глава 2. Теоретические основы информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий.

2.1. Природно-технические системы (становление и развитие концепци.

2.2. Природно-техногенные процессы как фактор аварийности.

2.3. Природно-техногенные процессы как фактор дестабилизации экологического состояния окружающей среды.

ЧАСТЬ II. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ.

Глава 3. Аэрокосмическое зондирование природно-технических систем.

3.1. Аэрокосмическое зондирование как направление в системе обеспечения безопасности природно-технических систем

3.2. Система методов наземного обоснования данных аэрокосмического зондирования.

3.3. Дистанционный анализ критических ситуаций при железнодорожном строительстве на севере Западной Сибири.

Глава 4. Геоинформационные технологии в системе предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог в районах нефтегазодобычи в криолитозоне.

4.1. Общие представления о ГИС- технологиях.

4.2. Структура и информационные ресурсы ГИС.

4.3. Компьютерная обработка информационных ресурсов при создании электронных карт.

ЧАСТЬ III. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ И ОПЫТ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ И

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

Глава 5. Анализ риска природных и техногенных опасностей.

Глава 6. Геотехнический анализ.

Глава 7. Геоэкологический анализ.

Глава 8. Организация информационного обеспечения системы предупреждения природных и природно-техногенных аварий.

Актуальность работы

Тревожное состояние многих инженерных сооружений России поставило перед обществом проблему предупреждения аварий и катастроф и их негативного воздействия на окружающую среду. Особенно актуальна эта проблема в северных районах России, где уровень техногенного воздействия на природную среду, в связи с чрезвычайно высокими объемами нефтегазового и транспортного строительства достиг такой фазы, когда дальнейшее освоение этих районов, без проведения специальных исследований по паспортизации устаревших сооружений и конструкций, оценке их остаточного ресурса и степени опасности их дальнейшей эксплуатации для природы и общества чревато возникновением аварий и катастроф.

Железные дороги являются стержневой основой транспортной инфраструктуры месторождений нефти и газа, без которой невозможно решение экономических, производственно-технических и социальных проблем, связанных с освоением месторождений, в том числе и технических параметров линейных коммуникаций, формирующих инфраструктуру нефтегазовых месторождений, включающую в себя автомобильные дороги, трубопроводы и ЛЭП.

В настоящее время на территории Тюменского Севера - основной производственной базы нефтегазового комплекса России, функционирует более

1000 км. железных и 10 ООО км автомобильных дорог. Анализ условий их эксплуатации показал, что далеко не всегда их строительство осуществлялось с учетом реальных природных закономерностей криолитозоны. В ряде случаев, в связи с недостатком информации о природных условиях местности, требуемой для обоснования проектных решений, допускались ошибки в размещении сооружений и в выборе конструкций, в результате чего возникали и продолжают возникать аварии, ликвидация которых сопряжена со значительными затратами.

В условиях севера Западной Сибири значительная часть аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог (равно как и других линейных сооружений) происходит в результате техногенного нарушения теплообмена в ландшафтах, последствиями нарушения чего является резкое изменение условий поверхностного и подземного стока, свойств грунтов, вызывающих просадки оснований и подтопление сооружений, ползучесть оттаявших грунтовых масс, приводящих к деформациям верхнего строения пути и насыпей, водопропускных труб, опор притрассовых ЛЭП и транспортных зданий. При возникновении аварий подвижного состава и трубопроводов (как правило, прокладываемых в единых коммуникационных коридорах с железными и автомобильными дорогами) нередко происходит химическое загрязнение ландшафтов и как результат всего этого, снижение их ресурсного потенциала. Поэтому главной задачей в области обеспечения безопасности при строительстве и эксплуатации железных дорог является предупреждение развития этих опасных процессов с целью предотвращения аварий.

Однако решение этой задачи в условиях протяженных трасс железных дорог, построенных и эксплуатируемых в суровых и труднодоступных ланд-шафтно-климатических условиях может быть эффективным только при использовании новых современных технологий, позволяющих обеспечить в минимальные сроки максимально полные и достоверные данные о состоянии взаимодействия инженерных сооружений с компонентами природной среды и информационно обосновать эффективные проектные решения по инженерной защите железнодорожных сооружений и окружающей среды.

Актуальность темы диссертации определяется необходимостью при-^ нятия кардинальных мер по блокированию дальнейшего нарастания аварий и катастроф при строительстве и эксплуатации железных дорог.

Цель и задачи диссертационной работы

Эффективность блокирования дальнейшего нарастания аварий и катастроф в сфере строительства и эксплуатации железных дорог в значительной степени зависит от полноты, достоверности, оперативности и своевременности информационного обеспечения проектировщиков, строителей и эксплуатационников о состоянии взаимодействия железнодорожных сооружений и природной среды на всем протяжении трассы железной дороги. j

В настоящее время, в связи с большим протяжением железнодорожных трасс в криолитозоне России, суровыми природно-климатическими условиями в которых осуществляется их строительство и эксплуатация, недостатком финансовых средств и оттоком кадров из северных районов, решение этой проблемы на основе традиционных технологий не может обеспечить требуемой эффективности в системе предупреждения аварий.

Необходимо создание и скорейшее внедрение в практику прогрессивных методов и технологий, способных обеспечить должный современный уровень информационного обоснования системы безопасности на всех стадиях создания и функционирования железных дорог.

Целью диссертационной работы является создание научных основ нового подхода к информационному обоснованию предупреждения природно-техногенных аварий и катастроф при строительстве и эксплуатации железных дорог в криолитозоне, базирующегося на применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, способных обеспечить требуемые для блокирования нарастания аварий и катастроф полноту, точность, достоверность, оперативность и своевременность получения данных о состоянии взаимодействия инженерных сооружений и природной среды на всем протяжении железнодорожных трасс.

В соответствии с поставленной целью предстояло решить ряд следующих задач, в том числе:

• проанализировать состояние проблемы, дать оценку уровня ее решения в трудах отечественных и зарубежных исследователей и определить нерешенные задачи;

• определить роль природно-техногенных процессов в системе аварий и катастроф на железных дорогах и дать их типизацию с учетом факторов их возникновения, форм проявления, интенсивности воздействия на инженерные сооружения, масштабов причиняемого ущерба и возможности использования для их фиксации, классифицирования, оценки опасности и предупреждения вызываемых ими аварий методов аэрокосмического зондирования.

• разработать:

- теоретические положения в области предупреждения природно-техногенных аварий, определяемые возможностями применения методов аэрокосмического зондирования;

- технологию применения методов аэрокосмического зондирования в системе предупреждения природно-техногенных аварий;

- принципы создания и структуру базы данных в системе предупреждения природно-техногенных аварий на основе геоинформационных технологий;

- методологию информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий на разных стадиях создания и функционирования железных дорог;

- организационную структуру информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий с применением аэрокосмического зондирования, наземных методов обследования состояний взаимодействия инженерных сооружений и природной среды и последующим созданием геоинформационных систем.

Исходный материал

Диссертация написана по материалам работ, проведенных автором с 1988 по 2000 г. в ДАО «ВНИПИГАЗДОБЫЧА» ОАО «ГАЗПРОМ» (до 1992г. - «ВНИПИГАЗДОБЫЧА») и ЗАО «Научно-производственный центр «Экология, Мониторинг, Окружающая среда (НПЦ ЭМОС) » при разработке геокриологического и геоэкологического обоснования проектов транспортной инфраструктуры в системе обустройства ряда газоконденсатных (ГКМ) и га-зонефтеконденсатных (ГНКМ) месторождений Тюменской области, главным образом на территории Надым-Пур-Тазовского междуречья и на п-ове Ямал.

В составе этих работ лабораторией аэрокосмических методов изысканий ЦНИИС (с 1991 г - НПЦ «Аэроизыскания») по Техническим заданиям, разработка которых осуществлялась с участием соискателя выполнялось комплексное аэрокосмическое зондирование по трассам проектируемых, строящихся и эксплуатируемых коридоров коммуникаций (железных и автомобильных дорог, трубопроводных систем) в зонах освоения ГНКМ, а также наземные изыскательские полевые работы, проводимые под руководством и при личном участии соискателя. Обработка всех материалов осуществлялась соискателем совместно с сотрудниками ЦНИИС. Автоматизированная обработка данных осуществлялась соискателем на аппаратурной базе информационно-вычислительного центра «ВНИПИГАЗДОБЫЧА» и ЗАО НПЦ «ЭМОС».

В качестве базовых объектов, на которых проводились экспериментальные работы, были определены различные участки железных дорог «Ягельная-Ямбург», «Коротчаево-Пангоды-Надым» (на разных стадиях их создания и эксплуатации), пролегающих в зоне эксплуатации Уренгойского, Ямбургского, Юбилейного, Медвежьего ГНКМ.

Наряду с этими объектами, исследования выполнялись по намечаемым коридорам транспортной инфраструктуры зон освоения ряда перспективных месторождений, в структуре которых предполагается строительство железнодорожных сооружений. В частности, исследовались намечаемый транспортный коридор в зоне предполагаемого освоения крупного ГКМ «Заполярное», зона активного освоения Западно-Тарко- Салинского ГКМ, в пределах которого идет строительство подъездных железнодорожных путей и автомобильных дорог, а также зоны транспортного освоения ряда других месторождений, находящихся в стадии проектирования объектов инфраструктуры (Береговое, Северо-Часельское и др.). Автор руководил геоэкологическим и геокриологическим разделами проектов обустройства Бованенковского ГКМ на п-ове Ямал в инфраструктуре которого осуществлялось строительство железной дороги Обская-Бованенково (на участке «Обская-Паюта»), (рис.1).

Коридоры транспортных коммуникаций

-СРЮ-Урал

II - Ямбург - Центр

Ш -Уренгой-Помары-Ужгород

IV -Магам-Норильск

V * Яш-Центр

Мшшк Сш[оое Зашш-Там&йсте Вога®ймдайш Вершеийсю Зашш^Сихиш Нерстгоос !. ШЬШОС

9. Аркптоое МУЫОрЛЬк It. Нашего:

11 total И. Среж-Яшьте НРосгтшое иКшшш К.Магяшш Г Ншниуишос т.Ншортокйк 19. Хашжж

10, Утреш

31. Гефттм &ЮшЯвдиме 23 Ажрикжж

14. Csonm Ытюисие 16. Амишшсе П. Парусом

15. Xapsiimctoc М-Ныжие

30. Сащщтаос

31, Купи мок ИШж

33. Дсршш

34. Цшш 35 Оэер-кк

Список газовых месторождений

36. Кшшк 31 Ушитое 3!. Ншсшшое 35Мвипжк(

40 Юи^Смяшое +1. Эимнее

41. Сшмяж 43, Хшерпаютшое

44 Мгаомп

45 Наэджме

46 Юрировта

41 Сшаишм 48 Тажие 49.Га>С»ш 50 Canfajraa

Я. Юш£ам6урш ЧСекрш-Есепшк S3. Ннкшше М. Восточвд-Урея&ю Й.Яроятое 56. Термоирстокк 51. Русское Я. Р>сско-Речевси>е 59 Чфкичнос № швах 61. Уййишюе 61. Вершасемое бЗ.Тарелснк 44 Хзрвриж 65 Юяршвос 66. Kkeo-Xapasmypciioe 61 Ею-Ялвзм

68. ЮвЫОбийпе

69. Ялиеейсие Ж Пашня®

II Нщьвш 12. Всршшш 13 Юш-Гйшпгосе

14. Восточий-Тарвйсалмнгкое

15. Тарюсмши

16. Губжме

11 Сжррйшшшос 1! ВержирмЙюе 19 Qnprone

50 Крайнее

81 Секрио-Тарвсокхое

51 Вощяо-Тарэшое SJ.Esfljptnt

84 йтво-Вишшсве

85 Вшшдаое

86. HdMfOJMte

81. ЯраЬсрскк

SS.TaipMtoe

89. Варшюе

Ю.Зшлда-Варьешсе

ЯВаноегавсме

91.0т]»сш

93. Весе

94 Пюгтароккос

95 Туг.вдш Ачкн-Таморсие И.Тащтне Й.Мшштм 99Еюрш« И Сскрю-Кашснее

Рис. 1. Схема обшга исследований

В распоряжении соискателя были разнообразные материалы аэрокосмического зондирования, в том числе многозональные и тепловые инфракрасные аэроснимки, выполненные по ряду объектов повторно, с интервалом 4-5 лет (линии «Ягельная-Ямбург», «Обская-Бованенково»). Материалы разных лет позволили оценить динамику взаимодействия железнодорожных сооружений и природной среды под влиянием строительства и эксплуатации, обосновать прогнозные данные и рекомендовать мероприятия по предупреждению аварий. Для сравнительного анализа возможностей АКЗ в работе применялись также аэрокосмические снимки других районов криолитозоны России, в частности Якутии, северного Прибайкалья и Забайкалья, где автор принимал участие в проектно-изыскательских работах по обустройству ряда нефтегазовых и рудных месторождений.

В период с 1998 по 2002 гг. соискатель занимался разработкой геоинформационной системы состояния взаимодействия инженерных сооружений и природной среды районов нефтегазодобычи Тюменской области, в которой железные дороги являются неотъемлемым элементом. Все перечисленные выше материалы и данные послужили основой для написания диссертационной работы.

Предмет защиты

В диссертации разработана научная концепция информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии строящихся и эксплуатируемых железных дорог севера Западной Сибири.

Разработанная научная концепция базируется на теоретических представлениях о природно-технических системах (ПТС) и представляет собой совокупность научных положений в области теории, технологии, методологии и организации информационного обеспечения предупреждения природ-но-техногенных аварий в состоянии ПТС.

Теоретические положения защищаемой концепции связаны с обоснованием понятия критические ситуации в состоянии ПТС и структуры информационного обеспечения их предупреждения.

В основу технологических положений этой концепции положено аэрокосмическое зондирование (АКЗ) в сочетании с наземными экспресс-методами оценки взаимодействия инженерных сооружений и окружающей среды с последующим созданием специализированной геоинформационной системы, направленной на предупреждение природно-техногенных аварий. Методологически разработанная концепция реализуется в системе проведения:

- анализа риска природных и техногенных опасностей на стадиях пред-проектных и проектных разработок;

- геотехнического анализа на стадиях строительства и эксплуатации сооружений;

- геоэкологического анализа на всех стадиях создания и функционирования сооружений;

- организация информационного обеспечения предупреждения природ-но-техногенных аварий обеспечивается проведением комплексного (геотехнического и экологического) мониторинга ПТС на всех стадиях их создания и функционирования.

Защищаемые положения и их научная новизна

В теории

1. Обосновано понятие «критические ситуации в состоянии ПТС» под которыми предложено понимать совокупность всех видов и стадий нарушения устойчивости состояний ПТС, приводящих (способных привести) к нарушению их нормального функционирования.

2. В системе критических ситуаций предложена и экспериментально исследована новая категория - предаварийные ситуации под которыми соискатель понимает такие состояния ПТС, при которых природная их составляющая стремится нарушить устойчивость технической составляющей, однако никаких признаков такого нарушения в техническом состоянии сооружений на момент фиксации данной ситуации не имеется.

В качестве их индикаторов служат начальные формы проявления опасных природно-техногенных процессов, которые на протяженных трассах железных дорог криолитозоны могут выявляться только с помощью методов АКЗ. Выявление предаварийных ситуаций делает предупреждение аварий реальным.

3. Обосновано, что информационное обеспечение предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС на различных стадиях создания и функционирования железных дорог:

- имеет иерархическую структуру, определяемую стадийностью критических ситуаций, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба;

- базируется на широком применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, в сочетании с наземными обследованиями состояния ПТС, что позволяет своевременно выявлять предаварийные и аварийные ситуации и тем самым, предотвращать их дальнейшее перерастание в природ-но-техногенные аварии;

- определяется возможностями своевременного выявления признаков и показателей, устанавливающих возможность перехода предаварийных ситуаций в аварийные и аварийных ситуаций в аварии. (Установлены пространственно-временные закономерности и индентификационные признаки возникновения предаварийных и аварийных ситуаций).

В технологии

4. Технология выполнения АКЗ варьирует в зависимости от стадийности строительного цикла и решаемых задач. Апробированы вариации АКЗ, выполняемого в широких электромагнитном и высотном диапазонах на разных стадиях создания и эксплуатации железных дорог в условиях северной части криолитозоны России.

5. Структура локальной ГИС предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог предусматривает три взаимосвязанных блока, формирующих базу данных: входящая информация - электронные карты -формирование оценок и прогнозов. База данных имеет многоуровневый характер формирования, обеспечивающий анализ динамики и обоснование прогнозов состояния ПТС в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

6. Основу базы данных ГИС составляет автоматизированная картографическая система, формируемая на всех стадиях создания и эксплуатации ПТС, включающая в себя комплекс специализированных цифровых карт, содержащих прогнозно-оценочную информацию о динамике ее состояния за период строительства и эксплуатации и рекомендации по инженерной защите.

В методологии

7. Информационное обеспечение предупреждения природно-техногенных аварий реализуется посредством:

- оценки социально-экологического риска природных и природно-техногенных опасностей, выполняемая на предпроектных и проектных стадиях;

- геотехнического анализа состояния строящихся и эксплуатируемых железных дорог;

- геоэкологического анализа, выполняемого на всех стадиях создания и функционирования железных дорог.

Проведение этих исследований базируется на широком использовании данных АКЗ и наземных обследований. Результаты оценочных исследований представляются в виде специализированных разномасштабных карт, составляемых в автоматизированном режиме, являющихся одним из основных компонентов базы данных ГИС.

В организации системы предупреждения природно-техногенных аварий

8. Организация информационного обеспечения имеет иерархическую структуру, определяемую стадийностью критических ситуаций, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба.

Предложенные и обоснованные научные положения применительно к строительству и эксплуатации железных дорог и других линейных сооружений в криолитозоне являются новыми.

Практическая значимость и внедрение результатов

Разработки соискателя представляют собой научную основу выполнения специальных исследований, которые необходимы на трассах проектируемых, строящихся и эксплуатируемых железных дорог криолитозоны России.

На проектируемых железнодорожных линиях эти исследования должны быть направлены на обоснование проектных решений по обеспечению безопасности создаваемой ПТС, что реализуется при многовариантных проработках, оптимизации трассирования и размещении инженерных сооружений на местности.

На строящихся и эксплуатируемых линиях эти исследования должны быть связаны с паспортизацией и оценкой состояния железнодорожных ПТС, выявлением предаварийных и аварийных ситуаций, определением природно-техногенных и техногенных факторов их формирования, обоснованием мер и инженерных решений по предотвращению их перерастания в аварии.

В настоящее время при полном отсутствии методических руководств и пособий по организации и проведению таких исследований, выполняемых с широким применением аэрокосмических и геоинформационных технологий, научные разработки, выполненные в диссертации заполняют своеобразный вакуум и обеспечивают возможность выполнения широкомасштабных исследований.

Разработки автора положены в основу создания ГИС предупреждения природно-техногенных аварий в рамках региональной программы экологической безопасности объектов нефтегазодобычи на территории Тюменской области. В инфраструктуре этих объектов соискатель всесторонне исследовал состояние ПТС железных дорог «Ягельная-Ямбург», «Коротчаево-Пангоды», «Обская-Бованенково» ( на участке «Обская-Паюта»), а также магистральных и внутрипромысловых автомобильных дорог, трубопроводов и притрассовых ЛЭП, являющихся составными элементами коммуникационных коридоров (проектирующихся, строящихся и функционируемых) в системе объектов обустройства ГКМ: Заполярное, Уренгойское, Бованенковское, Западно-Тарко-Салинское, Юбилейное, Южно-Русское, Береговое, Северо-Часельское.

Генеральными заказчиками этих работ и потребителями разработок соискателя являлись Управления строительства и реконструкции железных, автомобильных дорог и ЛЭП Производственных объединений «Уренгойгаз-пром», «Сургутгазпром», «Надымгазпром», «Ямбурггаздобыча», «Нефтегаз-технология».

В диссертации приведены соответствующие документы, подтверждающие внедрение разработок соискателя (стр. 319-346).

Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на:

- Российско-Американском симпозиуме по нормированию в транспорте и распределении газа в г. Саратове, в 1995 г.;

- Научно-техническом совете РАО «ГАЗПРОМ» по проблемам рекультивации земель на объектах газовой промышленности в г. Саратове, в 1995г.;

- Научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в районах Тюменского севера», в г. Тюмени, в 1996 г.;

- 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», в г. Санкт-Петербурге, в 1999 г.;

- Межведомственной научной конференции «Геологические науки-99» в г. Саратове, в 1999 г.;

- 2-ой Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» в г. Нижневартовске, в 1999 г.

- Международной научно-практической конференции «Охрана атмосферного воздуха: Системы мониторинга и защиты» в г. Пензе в 1999г.;

- 7-ой международной конференции «Проблемы научно-технического обеспечения нефтеперерабатывающего и нефтехимического комплекса» в г. Уфе в 1999 г.;

- 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. «Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности», в г. Санкт-Петербурге, в 1999 г.;

- Международном экологическом конгрессе в рамках IV экономического форума в г. Санкт-Петербурге, в 2000 г.;

- Общероссийской конференции «Оценка и управление природными рисками (Риск- 2000)», в г. Москве, в 2000 г.;

- Научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов» в г. Москве, в 2003 г.;

- Заседаниях секций строительства железных дорог и Комплексных транспортных проблем Ученого совета ОАО ЦНИИС в 1997, 1998 и 2003 гг.

Личный вклад автора в решение проблемы

Автор являлся руководителем и ответственным исполнителем научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ на всех рассмотренных в диссертации объектах разработки и внедрения. Эти исследования он выполнял, работая в должностях старшего научного сотрудника, главного эколога, заведующего научно-исследовательской лабораторией мониторинга природно-технических систем объектов газодобычи института «ВНИГТИ-Г A3 ДОБЫЧА», главного инженера проектов обустройства газоконденсатных месторождений ОАО «ГАЗПРОМ».

Публикации

Основные положения диссертации изложены в 35 публикациях, в том числе в 2-х монографиях, 4-х брошюрах, 29 статьях и докладах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, трех частей, разбитых на 8 глав и 15 параграфов, заключения, списка литературы, приложений. Содержит 370 стр., в том числе: текста 318 стр., рисунков 37, таблиц 17, список литературы включает 175 наименований. В конце диссертации приведены документы, обосновывающие и подтверждающие внедрение разработок соискателя и полученный при этом технико-экономический эффект. Папка приложений включает в себя аннотированные материалы АКЗ по объектам, рассмотренным в диссертации и фрагменты цифровых прогнозно-оценочных карт состояния исследуемых объектов в системе ГИС.

Основные выводы и результаты диссертационных исследований

На основе анализа публикаций по проблемам безопасности в системе взаимодействия инженерных сооружений, природных и техногенных факторов установлено, что в последнее десятилетие резко возросла аварийность инженерных сооружений в связи с чрезвычайно высокой степенью техногенной нагрузки на природную среду, что в криолитозоне России связывается с освоением месторождений полезных ископаемых и интенсивным транспортным строительством. Среди причин аварий ученые в области безопасности инженерных сооружений, в том числе и железнодорожных, наряду с чисто техногенными и природными отмечают воздействие природно-техногенных процессов. Эти процессы возникают в результате взаимодействия природных и техногенных факторов и по своей интенсивности и опасным последствиям нередко не только не уступают природным процессам, но весьма часто превосходят их, вызывая аварийные ситуации, аварии, а в ряде случаев и катастрофы.

Подготовка аварий природно-техногенного характера происходит в результате негативной обратной реакции природной среды на нерациональное техногенное воздействие на нее при проведении хозяйственных работ. В криолитозоне эта негативная реакция проявляется либо в форме резкой интенсификации природных мерзлотных процессов под влиянием строительства и эксплуатации инженерных сооружений, либо в форме возникновения специфических процессов, связанных с ошибками проектирования или с нарушением технологий строительства и эксплуатации сооружений. В обоих случаях интенсивное развитие природно-техногенных процессов является предвестником критических ситуаций в состоянии инженерных сооружений и окружающей среды.

При проведении инженерных изысканий отличить формы проявления природных процессов от природно-техногенных без проведения специальных исследований весьма сложно, что часто приводит не только к неверной диагностике происходящих и формирующихся аварий и аварийных ситуаций, но и к одностороннему взгляду на способы и технологии реконструкции инженерных сооружений, без учета развития природно-техногенных процессов.

Соискателем, на основе обобщения публикаций мерзлотоведов и данных собственных исследований, представлена классификация природно-техногенных процессов криолитозоны России, являющихся опасными с точки зрения аварийности железнодорожных и других линейных сооружений. Данная классификация построена с учетом типов процессов, форм их проявления, факторов возникновения, факторов ущерба, степени управляемости интенсивностью проявления и возможности компенсации негативного воздействия на сооружения и окружающую среду.

В настоящее время в условиях возросшей аварийности инженерных сооружений России в районах испытывающих интенсивные техногенные нагрузки на природную среду крайне необходимо проведение специальных широкомасштабных исследований по оценке состояния инженерных сооружений, с целью предупреждения не только техногенных, но и природно-техногенных аварий и катастроф, что применительно к протяженным трассам железных дорог (и других линейных сооружений) требует применения новых теоретических, методологических и технологических подходов.

В диссертации разработана научная концепция информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии строящихся и эксплуатируемых железных дорог севера Западной Сибири,

Разработанная научная концепция базируется на совокупности научных положений и разработок в области теории, технологии, методологии и организации информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий, в том числе:

В теории

1. Обосновано новое понятие «критические ситуации в состоянии ПТС», под которыми предложено понимать совокупность всех видов и стадий нарушения устойчивости состояний ПТС, приводящих (способных привести) к нарушению их нормального функционирования.

2. В системе критических ситуаций предложена и экспериментально исследована новая категория - предаварийные ситуации, под которыми соискатель понимает такие состояния ПТС при которых природная их составляющая стремится нарушить устойчивость технической составляющей, однако никаких признаков такого нарушения в техническом состоянии сооружений на момент фиксации данной ситуации не имеется. В качестве их индикаторов служат начальные формы проявления опасных природно-техногенных процессов, которые на протяженных трассах железных дорог криолитозоны могут выявляться только с помощью методов АКЗ. Выявление предаварийных ситуаций делает предупреждение аварий реальным.

3. Обосновано, что информационное обеспечение предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС на различных стадиях создания и функционирования железных дорог, имеет:

- иерархическую структуру, определяемую стадийностью критических ситуаций, рациональными технологиями и методами выявления, мероприятиями по предотвращению перерастания в последующий вид или стадию критической ситуации и мерами по предотвращению ущерба;

- базируется на широком применении аэрокосмических и геоинформационных технологий, в сочетании с наземными обследованиями состояния, что позволяет своевременно выявлять предаварийные и аварийные ситуации и тем самым, предотвращать их дальнейшее перерастание в природно-техногенные аварии.

7. Структура информационного обеспечения предупреждения критических ситуаций определяется возможностями своевременного выявления признаков и показателей, определяющих возможность перехода предаварийных ситуаций в аварийные и аварийных ситуаций в аварии. Зависимости этих признаков описаны функциональными уравнениями.

8. Наиболее эффективным организационно-техническим мероприятием, всецело определяющим реализацию системы предупреждения природно-техногенных аварий в состоянии ПТС является их мониторинг, осуществляемый комплексно и в геотехническом и в геоэкологическом направлениях, что в условиях нарастания аварийной опасности многих ПТС России, в том числе и железнодорожных, является задачей первостепенной важности.

В технологии АКЗ

9. Предложены и апробированы вариации технологии АКЗ на разных стадиях создания и эксплуатации железных дорог в криолитозоне.

Возможности АКЗ, связанные с его комплексностью (одновременном или последовательном применении разных видов аэрокосмических съемок, выполненных в широких спектральном и масштабном диапазонах) и своевременностью (выполнении АКЗ именно, тогда, когда его результаты дают максимальный эффект), позволяют его рассматривать в качестве эффективного направления при изучении природно-техногенных процессов как предвестников и факторов аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог и других линейных сооружений криолитозоны (автомобильных дорог, трубопроводов, ЛЭП). Максимальная эффективность комплексного АКЗ, выполняемого в сочетании с методами его наземного обоснования определяется возможностью с его помощью выявлять и оценивать именно предаварийные ситуации, связанные с воздействием на сооружения природных и природно-техногенных процессов, что с помощью других методов исследований на протяженных трассах в условиях криолитозоны или невозможно или малоэффективно. Именно благодаря этой возможности становится реальным предупреждение аварий.

Значительный объем информации с помощью АКЗ можно получить и при выявлении и оценке аварийных ситуаций, однако эти критические ситуации в случаях их дискретных (точечных) обследований могут быть изучены более полно с помощью наземных методов обследования сооружений и их аппаратурной диагностики методами неразрушающего контроля. Комплек-сирование АКЗ с этими методами при выявлении и оценке аварийных ситуаций позволит информационно блокировать их перерастание в аварии.

В ГИС-технологии 10. Предложена и апробирована структура создания локальной ГИС предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог в районах нефтегазодобычи Тюменской области.

Создание ГИС обеспечивает возможность оперативного решения задач управления состоянием взаимодействия природной среды и инженерных сооружений в масштабе всего протяжения железнодорожных линий и делает реальным своевременное предупреждение аварий на всех стадиях их создания и функционирования.

Реальность предупреждения аварий обеспечивается:

- объективизацией информационной составляющей ГИС за счет использование данных АКЗ и наземных обследований, фиксирующих стадии и интенсивность проявления опасных природно-техногенных процессов;

- точностью машинной обработки вводимой информации;

- оперативностью получения видео и картографической информации, как на любую точку трассы железной дороги, так и на всю трассу в любом масштабе.

- надежностью хранения баз данных;

- оперативностью их выдачи в любом виде (цифровом, графическом, картографическом, текстовом; на бумажной и электронной основе;

- возможностью их оперативного обновления, размножения и передачи на любое расстояние без потери качества.

Основу базы данных ГИС предупреждения природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог составляет автоматизированная картографическая система, формируемая на всех стадиях создания и эксплуатации ПТС. В качестве исходной информации для формирования базы данных используется внемашинная и внутримашинная информация.

Внемашинную информацию формируют материалы АКЗ и результаты их дешифрирования, данные наземных изыскательских и специальных работ, статистическая и природно-ресурсная информация, получаемая из федеральных и региональных государственных учреждений и оперативная информация служб эксплуатации сооружений.

Внутримашинная информация включает в свой состав электронные тематические карты, отражающие:

- -топографо-геодезическую ситуацию района строительства или эксплуатации сооружения и ее изменчивость;

- техническое состояние исследуемых сооружений (остаточный ресурс, уязвимость, безотказность, уровень надежности, герметичность, коррозионная стойкость и т.п.);

- ландшафтно-экологическое и инженерно-геологическое состояние (кадастр, динамику, нарушенность, загрязненность, напряженность, прогноз устойчивости) ПТС;

- нормативно-справочную информацию (государственные федеральные и региональные нормативные акты по экологии, землепользованию и строительству, правовому положению земель и их собственников;

- оценочную природно-ресурсную информацию (о пригодности земель для хозяйственного использования и их стоимости; экологическом состоянии почв, поверхностных и подземных вод, грунтов, растительного покрова, состоянии бонитету лесных угодий; данные о биологических ресурсах: кормовых, животного мира, водных, энергетических; данные об имеющихся и потенциальных ущербах состояниям ПТС и окружающей среды).

Организация пространственной информации в ГИС рассматривается на уровне создания логической многослойной модели картографической системы, содержащей слои по каждому компоненту организационной структуры природной и технической составляющих ПТС. Каждый слой имеет самостоятельное значение и может быть в случае необходимости выведен отдельной аналитической картой на любую точку или отрезок трассы железной дороги.

Вышеперечисленные свойства ГИС значительно повышают обоснованность и качество управляющих инженерных решений по защите ПТС от воздействия опасных природных и природно-техногенных процессов, снижают роль субъективных факторов в оценке устойчивости ПТС и практически исключают ошибки в оценке состояния ПТС, связанные с недостатком информации о степени опасности развития природных и природно-техногенных процессов.

В методологии

11. Обосновано, что предупреждение природных и природно-техногенных аварий опирается на новые методологические направления в изучении функционирования ПТС, которые позволяют придать исследованиям прогнозно-оценочный характер. Среди этих новых направлений в диссертации проанализированы анализ риска природных и техногенных опасностей, эффективный на стадиях предпроектных и проектных работ, геотехнический анализ, эффективный на стадиях строительства и эксплуатации сооружений и геоэкологический анализ, эффективный на всех стадиях и этапах создания и эксплуатации ПТС. В комплексе они обеспечивают наполнение базы данных для оценки устойчивости ПТС. Во всех трех методологических направлениях значительная часть информационной основы в той или иной степени базируется на данных, получаемых с материалов АКЗ.

9. Разработана методика оценки социально-экологического риска природных и природно-техногенных опасностей, выполняемая на предпро-ектных и проектных стадиях создания железных дорог, базирующаяся на учете максимально полного числа факторов (и их зависимостей), создающих дискомфортные ситуации во взаимодействии природных и технических составляющих ПТС и их влияния на окружающую среду.

Возможность представления этих данных в виде специализированных карт оценки социально-экологического риска, составляемых в автоматизированном режиме позволяет получать оценочную информацию оперативно, с высокой точностью на любую точку трассы железной дороги, вне зависимости от ее протяжения.

10. Разработана структура геотехнического анализа состояния железных дорог криолитозоны на базе комплексного АКЗ и наземных обследований с представлением его результатов в виде системы разномасштабных цифровых карт прогнозно-оценочной направленности, составляемых в автоматизированном режиме. Геотехнический анализ, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей эффективен в процессе строительства и эксплуатации железных дорог.

В условиях Севера Западной Сибири геотехнический анализ, в структуре изложенной в диссертации позволяет предотвратить деформации верхнего строения пути, насыпей и водопропускных сооружений, опор притрас-совых ЛЭП и аналогичных конструкций притрассовых автомобильных дорог, бортов карьеров, станционных зданий и других сооружений, в том числе трубопроводов, часто их пересекающих или функционирующих в едином с ними коммуникационном коридоре. Эти деформации могут быть вызваны резкой активизацией мерзлотных процессов, заболачивания и подтопления сооружений, вызванной как активизацией естественных природных процессов, так и влиянием строительной деятельности на природную среду, в ряде случаев, осуществляемой недостаточно корректно, то есть без учета закономерностей развития опасных природных и природно-техногенных процессов.

Геотехнический анализ, выполняется одновременно на всех иерархических уровнях структуры управления железной дороги (управление, отделение, дистанция пути, околоток- участок) на основе применения разномасштабного и многоспектрального АКЗ и наземных исследований. Элементы новизны этого подхода, обоснованные в диссертации соискателя (структурно определенного еще в конце 80-х годов [Ревзон, 1989, 1990), связаны с практически полной автоматизацией, обработки, обновления, хранения и оперативной выдачи информации о геотехническом состоянии ПТС на любую точку трассы железной дороги.

Система автоматизированного картографирования геотехнического состояния ПТС обеспечивает создание цифровых прогнозно-оценочных карт, единых по направленности, дополняющих друг друга по содержанию, но различных по степени детализации отображения состояния и прогноза устойчивости ПТС.

11. Разработана структура геоэкологического анализа, выполняемого в системе информационного обеспечения предупреждения природно-техногенных аварий. Геоэкологический анализ, в отличие от анализа риска природных и техногенных опасностей и геотехнического анализа, применим на всех стадиях создания и функционирования железных дорог для обоснования природоохранных мероприятий и реализуется через систему рекомендаций по обеспечению устойчивости ПТС и окружающей среды при разработке ОВОС, природоохранных разделов проектов, схем инженерной защиты сооружений, мониторинге ПТС.

Геоэкологический анализ наполняет базу данных ГИС ПТС информацией о взаимовлиянии в системе взаимодействия природы, строительства и эксплуатации железных дорог через конкретные численные показатели статики и динамики:

- степени техногенной нарушенности ландшафтов;

- пораженное™ ПТС и зон их влияния на окружающую среду проявлениями опасных природных и природно-техногенных процессов;

- геохимического загрязнения компонентов окружающей среды в результате отклонений от проектных и технологических норм изысканий, строительства и эксплуатации железных дорог;

- ресурсной основы среды обитания в зонах влияния строительства и эксплуатации железных дорог на окружающую среду;

В комплексе все эти параметры состояния ПТС, определяемые взаимодействием природных и техногенных факторов, роль которых оценена вероятностно-статистическим методами факторного анализа, служат основой для составления специализированных карт геоэкологической направленности, и являются неотъемлемой составной частью информационного обеспечения системы предупреждения природно-техногенных аварий.

Составление геоэкологических карт в рамках ГИС ЖД ПТС обеспечивает возможность автоматизированной фиксации состояния компонентов природной среды в зонах влияния на них техногенного воздействия В организации системы предупреждения природно-техногенных аварий 12. Предложена и практически реализована организационная схема информационного обеспечения предупреждения критических ситуаций в состоянии ПТС на различных стадиях создания и функционирования железных дорог.

Наиболее эффективным организационно-техническим мероприятием, всецело определяющим реализацию системы предупреждения природнотехногенных аварий в состоянии ПТС является их мониторинг, осуществляемый комплексно и в геотехническом и в геоэкологическом направлениях, что в условиях нарастания аварийной опасности многих ПТС России, в том числе и железнодорожных, является задачей первостепенной важности. Определена концептуальная схема комплексного мониторинга ПТС, в основу которой положены теоретические, методологические, методические и технологические позиции, определяющие структуру базы данных ГИС предупреждения природно-техногенных аварий железных дорог районов нефтегазодобычи Тюменской области.

Полученный технико-экономический эффект Результаты научных исследований, выполненных в период с 1987 по 2003 гг. на Севере Западной Сибири на объектах транспортной инфраструктуры при обустройстве нефтегазоконденсатных месторождений помимо теоретических, технологических и методологических положений позволили определить практическую значимость. Отраслевая эффективность от результатов использования и внедрения научных исследований при выборе и оптимизации размещения объектов транспортной инфраструктуры, проектировании мероприятий по предупреждению и локализации негативных процессов и явлений, строительстве и эксплуатации транспортных систем составила 1 414 750 тыс. руб., что подтверждено прилагаемым обоснованием технико-экономической эффективности и справками о внедрении.

Результаты научных исследований использованы при разработке проектов, строительстве и эксплуатации транспортных коммуникаций:

• Магистральных трубопроводов - СРТО-УРАЛ; Ямбург-Центр; Урен-гой-Помары-Ужгород; Мессояха-Дудинка-Норильск; Ямал-Центр.

• Железных дорог: Сургут-ст.Пуровск; Коротчаево-Новый Уренгой; Новый Уренгой-Надым;Ягельная-Ямбург; Дудинка-Норильск; Обская-Бованенково.

• Автомобильных дорог: Коротчаево-Новый Уренгой; Уренгой-Заполярное ГНКМ; Уренгой-Южно-Русское ГНКМ; Уренгой-Ямбург; Уренгой-Надым.

• Межпромысловые и внутри промысловые коммуникационные коридоры нефтегазоконденсатных месторождений: Уренгойского, Песцового, Заполярного, Западно-Заполярного, Берегового, Самбургского, Северо-Часельского, Юбилейного, Пеляткинского, Мессояхского, Тазовского, Яро-Яхинского, Ево-Яхинского и др. месторождений Севера Западной Сибири.

1. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортныхтоннелей и метрополитенов. М. ТИМР (Власов С.Н., Маковский JI.B., Меркин В.Е. и др.), 1997 183с.

2. Алексеев. В.Р. Наледи Новосибирск: Наука, 1987 - 254 с.

3. Анализ и оценка природного и технического риска в строительстве. М.: ПНИИИС Минстроя РФ, 1995 - 113 с.

4. Анализ и оценка природных рисков в строительстве // Материалы международной конференции. М.: ПНИИИС, 1997 - 173 с.

5. Антыпко А.И. Основы дистанционного теплового мониторинга геологической среды городских агломераций. М.: Недра, 1992 - 152 с.

6. Аэрокосмические методы инженерных изысканий в транспортном строительстве // Тр. ЦНИИС / под ред. А.Л.Ревзона. М.: 1990 - 112 с.

7. Аэрокосмическое изучение сейсмоопасных зон. / В.Г. Трифонов, В.И. Макаров, С.Ф. Скобелев и др. М.: Наука, 1998 - 174 с.

8. Аэроландшафтно-индикационные методы при региональных инженерно-геологических исследованиях. М.: Недра / под ред. С.В. Викторова и А.В. Садова, 1981-203 с.

9. Баулин В.В. Многолетнемерзлые породы нефтегазоносных районов СССР. М.: Недра, 1985 -176 с.

10. Беда В. И. Научные разработки конструктивно-технологических решений оснований и фундаментов при строительстве и реконструкции мостов. Автореферат диссертации доктора технических наук. М.: ЦНИИС, 1999-56 с.

11. Безопасность промышленных предприятий. Термины и определения. (ДСТУ 2156-93), М, 1995 43 с.

12. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов М.: Мир, 1974-464 с.

13. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование. М.: 1997 - 64с.

14. Берлянт A.M. Геоинформационное картографирование: концепция, географические основы. Картография на рубеже тысячелетий. Доклады I Всероссийской научной конференции по картографии (Москва, 7-10 октября 1997). -М.: 1997 с. 390-394.

15. Берман А.Ф., Николайчук О.А. Структуризация процесса исследования безопасности сложных технических систем // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ, 1999. Вып. 6 - с. 3-14.

16. Богданов А. И. Некоторые аспекты проектирования железных дорог в сложных природных условиях с использованием материалов космических съемок // Исследование Земли из космоса, № 5,1985 с.58-60.

17. Бондарик Г.К. Общая теория инженерной (физической) геологии. М.: Недра, 1981 -256 с.

18. Бондарик Г.К., Ярг JI.A. Природно-технические системы и их мониторинг // Инженерная геология, 1990. № 5. с. 3-9.

19. Босняцкий Г.П., Грищенко А.И., Седых А.Д. Проблемы экологического мониторинга в газовой промышленности М.: АО «Ника -5», 1993 - 80 с.

20. Быкова Н. М. Неотектонические движения земной коры и деформации дорожных сооружений. Иркутск (МПС РФ, Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта), 1998 136 с.

21. Васильчук М.П. Противоаварийная устойчивость предприятий как средство предотвращения экологической опасности // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1994 вып.З - с.3-20.

22. Венецкий И.Г., Венецкая И.И. Основные математико-статистические понятия и формулы в экономическом анализе. Справочник М. Статистика, 1979-448 с.

23. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука . 1969 - 576 с.

24. Виноградов Б.В., Кондратьев К.Я Космические методы землеведения. -Д.: Гидрометеоиздат. 1971 190 с.

25. Воин М.И. Экогеохимическое нормирование в промышленных районах России (на примере тяжелых металлов и радиоактивных элементов) // Геоэкологические исследования и охрана недр: Обзор. М.: АОЗТ «Гео-информмарк», 1994 - 58 с.

26. Гаврилов А.В. Методы использования материалов аэро- и космической съемки при опережающих мерзлотно-инженерно-геологических исследованиях для трубопроводного строительства // Инженерная геология, 1983, № 4 с.84-90.

27. Гарагуля JI.C., Гордеева Г.И., Хрусталев JI.H., Оценка геоэкологического состояния природно-технических систем в криолитозоне // Геоэкология, №4, 1997-с. 40-53.

28. Гарагуля JI.C., Гордеева Г.И., Хрусталев JI.H. Районирование территории криолитозоны по степени влияния техногенных геокриологических процессов на экологические условия // Криосфера Земли, 1997, т. 1, № 1 с. 30-38, 92 с.

29. Гарбер В.А. Обеспечение долговечности и безопасности конструкций транспортных тоннелей и метрополитенов при их проектировании, строительстве и эксплуатации. Автореферат диссертации доктора технических наук. М: ЦНИИС, 1999 -79 с.

30. Геоинформационные системы. Обзорная информация. М.: ЦНИИГАиК, 1992-51с.

31. Геохимия ландшафтов и практика народного хозяйства / под ред. М.А. Глазовской. М.: Изд-во МГУ, 1980 - 133 с.

32. Герасимова А.С., Королев В.А. Проблемы устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям. М.: АО «Геоинформмарк», 1994 -47с.

33. Голодковская Г.А., Елисеев Ю.В. Геологическая среда промышленных регионов. М.: Недра, 1989 - 220 с.

34. Государственная научно-техническая программа «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф (ГНТП Безопасность)». М.: ВИНИТИ, 1993 -т.1 - 154с.

35. Грицык В.И. Расчеты земляного полотна железных дорог. Учеб. пособие для вузов ж.д. транспорта. М.: УМК МПС, 1998 - 520 с.

36. Грицык В.И. Классификация деформаций земляного полотна // Путь и путевое хозяйство, 1991, № 1 с. 31-32.

37. Гудилин И. С., Комаров И.С. Применение аэрометодов при инженерно-геологических исследованиях. М.: Недра, 1978 - 319 с.

38. Дзекцер Е.С. Методологические аспекты проблемы геологической опасности и риска // Геоэкология, 1994, № 3 с. 3-10.

39. Динамика геотехносистем и диагностика состояния газопроводов Севера / В. Г. Чигир, Н.Н. Хренов, С.Е. Егурцов и др. // Строительство трубопроводов, 1997 с.5-7.

40. Железные дороги в таежно-болотной местности / Г.С. Переселенков, Е.П. Алексеев, Б.И. Солодовников и др. Под редакцией Г.С. Переселенкова. -М.: Транспорт, 1982 279с.

41. Журкин Л.Г., Цветков В.Я. Геоинформационное моделирование в ГИС при обработке данных дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса, № 6, 1998 с. 66-72.

42. Звягинцев А.Н. Мобильный комплекс для динамической диагностики транспортных сооружений. Труды ЦНИИС (юбилейный вып.), М.: ЦНИИС, 1995 -с. 148-153.

43. Зозуля И.В. Общая характеристика аварий в промышленности // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях.- М.: ВИНИТИ, 1999. вып. 7-с. 81-94.

44. Измалков В.И., Измалков А. В. Техногенная и экологическая безопасность и управление риском. СПб.: НИЦЭБ РАН, 1998 - 482с.

45. Изыскания и проектирование железных дорог:, учебник для ВУЗов ж.д. транспорта / И.В. Турбин, А.В. Гавриленков, И.И. Кантор и др. Под ред. И.В. Турбина. М.: Транспорт, 1989 - 479 с.

46. Изучение физико-геологических процессов на побережьях и берегах водохранилищ по аэроснимкам (методическое пособие) / А.И. Баранова, Ф.С. Зубенко, Е. Н. Кудрявцева и др. Л.: Наука, 1967 - 238 с.

47. Инженерно-геологический мониторинг промыслов Ямала. Т.1. // Геокриологические условия освоения Бованенковского месторождения (Авторы: В.В. Баулин, В.И. Аксенов, Г.Д. Дубиков и др.), Тюмень: ИПОС СО РАН, 1996-240 с.

48. Исаенко Э.П. Проектирование железных дорог в лавиноопасных районах. Новосибирск, 1972 - 78 с.

49. Исаенко Э.П. Изыскания и проектирование железных дорог по лавиноопасной территории. НИИЖТ, Новосибирск, 1975 - 130 с.

50. История геокриологического исследования Западной Сибири / Некрасов И.А., Коновальчик Н.Г., Семенова Г.В., Скорбилин Н.А. Новосибирск.: Наука. Сибирское отделение, 1990 - 270 с.

51. Камышев А.П. Структура мониторинга природно-технических систем линейных сооружений // Проблемы геоэкологии Саратова и области. -Саратов.: Изд-во Саратовского госуниверситета, 1998 с. 17-25.

52. Камышев А.П. Геоинформационная система предупреждения техно-природных аварий. Транспортное строительство, 1999, №9 -с. 13-15.

53. Камышев А. П. Методы и технологии мониторинга природно-технических систем Севера Западной Сибири / под ред. A.JI. Ревзона. -М.: ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999 230с.

54. Камышев А. П. Мониторинг природно-технических систем Севера Западной Сибири // Обзор. М.: Геоэкологические исследования и охрана недр. АОЗТ «Геоинформарк», 1999 - 66 с.

55. Камышев А.П. Анализ устойчивости природно-технических систем Севера Западной Сибири // Геоэкология , 2000, № 2 с. 116-126.

56. Камышев А.П. Природно-техногенные процессы как фактор аварийных ситуаций при строительстве и эксплуатации линейных сооружений в криолитозоне // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. -М. 2000, вып. 3 с. 41-51.

57. Канаев Ф.С. Инженерные изыскания на Крайнем Севере на основе ланд-шафтно-геокриологического метода. / Под редакцией Г.С. Переселенкова. М.: Корпорация «Транстрой», 1994 - 279с.

58. Капралов Е.Г. Программное обеспечение геоинформационных систем, современное состояние и перспективы // Доклады I Всероссийской научной конференции по картографии (Москва, 7-10 октября 1997 г.). М.: 1997-с.523-530.

59. Киенко Ю.П. Введение в космическое природоведение и картографирование. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1994 - 212 с.

60. Киенко Ю.П. Разработка методов и технологий космического природоведения. Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора техн. наук. М.: МИИГАиК, 2002 - 47с.

61. Комплексное аэрокосмическое зондирование при создании и эксплуатации геотехнических систем / В.П. Савиных, А.С. Викторов, Ю.П. Киенко, A.JI. Ревзон, А.В. Садов, С.Ф. Скобелев, Б.В. Шилин // Исследование Земли из космоса, № 6,1995 с. 67-81.

62. Компьютерная технология создания цифровых моделей местности с использованием аэрокосмических фотоснимков / Г.В. Барабаш, В.И. Вершинин, В.Г. Елюшкин, А.П. Яблонский //Геодезия и картография 1993, № 12 - с. 49-53.

63. Кондратьев В.Г. Деформации земляного полотна дорог на сильнольдистых вечномерзлых грунтах и методы их предотвращения // Криосфера Земли , 1997, т. 1. № 4- с. 72-78.

64. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС. Учебное пособие. Изд.2-е. -М.: 1997- 155 с.

65. Королев В. А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд-во МГУ, 1995. 272с.

66. Королев В.А., Николаева С.К. Геоэкологическая оценка зон влияния инженерных сооружений на геологическую среду // Геоэкология, 1994, № 5-с. 25-37.

67. Космин В.В. Транспортный кадастр. Тезисы докладов «Социальные проблемы и перспективы развития ж.д. транспорта». М.: РГОТУПС, 1996-с. 122-123.

68. Космин В.В., Козлов A.M. Возможности использования материалов космических съемок в транспортном строительстве // Исследование Земли из космоса, 1982, № 5 с. 24-30.

69. Котлов Ф.В. Изменения геологической среды под влиянием деятельности человека. М.: Наука, 1978 - 263 с.

70. Котлов В.Ф., Юдина Р.Н., Нестерова М.Р. Системное концептуальное моделирование техногенного изменения природной среды. Геоэкология: глобальные проблемы / Материалы к I X съезду Географического общества СССР. Л.: 1990 - с. 50-53.

71. Кофф Г.Л., Кожевина Л.С., Жигалин А.Д. Общие принципы оценки устойчивости городской экосистемы // Геоэкология, № 4, 1997- с. 54-63.

72. Кочуров Б.И. Экологический риск и возникновение острых экологических ситуаций // Изв. АН СССР. Сер. геогр. 1992, №2 с. 28-33 .

73. Кошкарев А.В. , Тикунов B.C. Геоинформатика М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1994 - 350 с.

74. Кравцова В. И. Космическое картографирование. М.: Изд-во МГУ , 1977 - 168с.

75. Красилова Н.С. Карты устойчивости геологической среды к техногенным воздействиям. // Обзор. М.: Гидрогеология и инж. геология. АОЗТ «Гео-информмарк», 1994 47с.

76. Кюнтцель В.В. Оценка экологической устойчивости геологической среды к природным и техногенным воздействиям // Обзор. М.: Геоэкологические исследования и охрана недр. АОЗТ «Геоинформмарк», 1995 29 с.

77. Ландшафтные индикаторы инженерно-геокриологических условий севера Западной Сибири и их дешифровочные признаки / Е.С. Мельников, Л.И. Вейсман, Н.Г. Москаленко и др. М.: Недра, 1974 - 132 с.

78. Ландшафты крнолитозоны Западно-Сибирской газоносной провинции // Под ред. Е.С. Мельникова. Новосибирск.: Наука, 1983 - 165 с.

79. Мазур И. И. Устойчивость геоэкологических систем и ее геотехнические проявления (на примере нефтегазотранспортных систем). // Инженерная экология, № 1,1997 с. 10-20.

80. Мазур И.И., Иванцов О. М., Молдаванов О.И. Конструктивная надежность и экологическая безопасность трубопроводов. М.: Недра, 1990 -264 с.

81. Малинников В.А. Теория и методы информационного обеспечения мониторинга земель (тематическая обработка видеоизображений). Автореферат диссертации доктора технических наук. М.: МИИГАиК, 1993-47 с.

82. Мельников Е. С., Конченко Л.А., Молчанова Л.С. Электронная ландшафтная основа циркумполярных карт экологического содержания для территории Российской Арктики // Криосфера Земли, 1997- Т. 1., № 4 с. 85-88.

83. Мельников Е.С., Минкин М. А. О стратегии разработки электронных геоинформационных систем (ГИС) и баз данных в геокриологии // Криосфера Земли, 1998, Т. 2., №3 с. 70 - 76.

84. Мильков Ф. И. Рукотворные ландшафты. Рассказ об антропогенных комплексах. М.: Мысль, 1978 - 86 с.

85. Молодкин П. Ф. Антропогенная геоморфология. Ростов.: Изд-во Ростовского госуниверситета, 1995 64 с.

86. Москаленко Н. Г. Изучение динамики геосистем Западной Сибири для целей геокриологического прогноза и охраны геологической среды // Научные доклады I Всесоюзной конференции «Геоэкология: проблемы и решения». М.: ВСЕГИНГЕО, 1991, Вып. III - с. 108-123.

87. Мухина Л.И., Толстихин О.Н. Природа и научно- техническая революция. М.: Недра, 1985 - 72 с.

88. Мягков С. М. Относительная вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на территории бывшего СССР // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, 1992, Вып.9 с. 18-27.

89. Мягков С. М. География природного риска М.: Изд-во МГУ. 1995-224 с.

90. Опыт и результаты геоэкологического картирования в различных регионах России/В.Н. Островский, Л.А. Островский, Р.К. Шахнова и др. // Разведка и охрана недр, 1998, № 6 с. 34-36.

91. Осипов В. И. Методика оценки опасности природных катастроф// Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ. Вып. 10, 1993 -с. 23-38.

92. Осипов В. И. Геоэкология: понятия, задачи, приоритеты. // Геоэкология, 1997, №1 с. 3-12.

93. Осипов В. И. Природные катастрофы и устойчивое развитие// Геоэкология, 1997,№2-с. 5-18.

94. Переселенков Г.С. Прогнозирование и геоинформатизация развития единой транспортной сети России. // Транспортное строительство, 1998, №3-с. 11-15.

95. Питьева К. Е. Гидрогеохимические аспекты охраны геологической среды. М.: Наука, 1984 - 214 с.

96. Попов А.И., Кузнецова Т.П., Розенбаум Г. Э. Криогенные формы рельефа. М.: Изд-во МГУ, 1983 - 39с.

97. Природа, техника, геотехнические системы. // А.Ю. Ретеюм, К.Н. Дьяконов, Л.Ф. Куницын и др.- М.: Наука, 1978 147 с.

98. Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог. Учебн. пособие / В.А. Бучкин, Ю.А. Быков, В.А. Копыленко, Б.В. Яковлев. М.: Транспорт, 1989 - 263 с.

99. Протасьева И.В. Аэрометоды в геокриологии. М.: Наука, 1967 - 196с.

100. Рагозин A.J1. Основные подходы к организации мониторинга природно-технических систем с целью снижения ущерба от природных и техно-природных катастроф // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ. Вып. 2. 1993 - с. 42-50.

101. Рагозин A. JI. Оценка и картографирование опасности и риска от природных и техноприродных процессов (история и методология) // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ. Вып. 3. 1993-с. 16-42.

102. Рагозин A.JI. Ранжирование опасных природных и техноприродных процессов по социально-экономическому ущербу от их проявления на территории России // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М.: ВИНИТИ. Вып.2, 1993 - с. 50-61.

103. Рагозин A. JI. Общие положения оценки и управления риском // Геоэкология, 1999, № 5 с. 417-429.

104. Ракитина Г.С. Стратегия безопасности газовой отрасли // Газовая промышленность, 1998, август с. 74-76.

105. Ревзон A.JI. Аэрокосмический мониторинг изменений геологической среды при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений //

106. Биосфера и климат по данным космических исследований. Баку.: ЭЛМ, 1982-с. 135-137.

107. Ревзон А. Л. Инженерно-геоморфологическое картографирование по данным съемки из космоса с использованием вероятностно-статистических оценок. // Геоморфология, 1984, № 3, с. 36-43.

108. Ревзон А.Л. Инженерная оценка разломов Земной коры по данным съемки из космоса // Исследования Земли из космоса, № 4, 1984 с. 5360.

109. Ревзон А. Л. Индикационный анализ космических фотоснимков в инженерной геоморфологии // Геоморфология, № 2, 1987 с. 35-42.

110. Ревзон А. Л. Картографирование состояний геотехнических систем. М.: Недра, 1992 - 223 с.

111. Ревзон А. Л. Космическая фотосъемка в транспортном строительстве. -М.: Транспорт, 1993- 272 с.

112. Ревзон А. Л. Аэрокосмические исследования в строительстве // Природа, № 10, 1989- с. 57-64.

113. Ревзон А.Л. Аэрокосмический контроль состояния линейных сооружений // Экология и промышленность России, 1996, декабрь с.37-42.

114. Ревзон А.Л Опасные природные процессы и строительство (взгляд с орбиты) // Экология и промышленность России, 1997, март с. 21-26.

115. Ревзон A. JI. , Камышев А. П. Оценка динамики экологического состояния зон отчуждения земель в транспортном строительстве // Экология и промышленность России, 1998, февраль с. 33-38.

116. Ревзон А. Л., Камышев А. П. Прогнозирование социально-экологического риска при оценке воздействия строительства линейных сооружений на окружающую среду // Экология и промышленность России, 1998, апрель с. 28-32.

117. Ревзон А. Л. Камышев А. П. Используя геоинформационные технологии // Путь и путевое хозяйство, № 19, 1999 с. 26-28.

118. Ревзон А. Л., Камышев А. П. Проблемы безопасности природно-технических систем севера Западной Сибири // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып. 6,1999 с. 46-57.

119. Ревзон А. Л., Камышев А. П. Предупреждение природно-техногенных аварий в криолитозоне. Обзор // Геоэкологические исследования и охрана недр. М.: АОЗТ «Геоинформмарк», 2000 - 66 с.

120. Ревзон А. Л., Камышев А. П., Крафт Я. С. Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве // Экология и промышленность России, 2000, январь с. 42-46.

121. Ревзон А. Л., Садов А. В. Применение космофотосъемки в гидрогеологии и инженерной геологии. Обзор. Гидрогеология и инженерная геология. М.: ВИЭМС, 1978 - 44 с.

122. Ревзон A. JL, Толстых Е. А. Аэрокосмический контроль состояния транспортных геотехнических систем // Инженерная геология, № 3, 1990 -с. 95-103.

123. Ревзон A. JL, Юровский Б. JI. Космическая информация и прогнозирование экзогенных процессов // Исследование земли из космоса, № 4, 1983 с. 47-53.

124. Робсман В.А. Акустическая диагностика состояния и надежности конструкций транспортных тоннелей / Сб. ВПТИТРАНССТРОЙ. М.: № 10, 1989-с. 41-59.

125. Робсман В.А. Экспериментальные и теоретические исследования нелинейных геоакустических процессов / Сб. Развитие методов и средств экспериментальной геофизики. ИФЗ РАН, вып.2, 1996 с. 103- 107.

126. Руководство по применению материалов космической фотосъемки при инженерно-геологических изысканиях железных дорог в горных районах. М.: ЦНИИС, 1988 - 47 с.

127. Савиных В.П. Визуально-инструментальные исследования Земли с пилотируемого космического комплекса. М.: Недра, 1991 - 109 с.

128. Савиных В.П., Малинников В.А., Сладкопевцев С.А., Цыпина Э.М. География из космоса. Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во МИИ-ГАиК, 2000 - 224с.

129. Садов А. В. Изучение экзогенных процессов аэроландшафтным методом. М.: Недра, 1976 - 254 с.

130. Садов А. В. Аэрокосмические методы в инженерной геодинамике. М.: Недра, 1988 - 207 с.

131. Садов А. В., Ревзон A.JI. Аэрокосмические методы в гидрогеологии и инженерной геологии. М.: Недра, 1979 - 223 с.

132. Садов А. В., Ревзон A.JI., Чалидзе Ф. Н. Изучение экзогенных процессов в районах крупных водохранилищ аэроландшафтным методом. М.: Недра, 1976 - 47 с.

133. Сваричевская З.А., Лутовинов И.Л. Техногенный морфогенез / В кн. Климат, рельеф и деятельность человека. М.: Наука, 1981 - с. 58-64.

134. Сидоренко А. В. Человек, техника, земля. М.: Недра, 1967 - 57 с.

135. Сладкопевцев С.А. Изучение и картографирование рельефа с использованием аэрокосмической информации. М.: Недра, 1982 - 212с.

136. Сладкопевцев С.А. Инженерная экология. М.: Высшая школа, 1992 -372с.

137. СНиП 32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм., м, 1995 41с.

138. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.- М.: Минстрой РФ, 1997 42 с.

139. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. -М.: Госстрой РФ, 1997- 41 с.

140. СП32-104-98. Проектирование земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм. -М.: Госстрой РФ, 1998 90 с.

141. СТН Ц-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм. Строительно-технические нормы МПС РФ. М.: 1995 - 62.

142. Теоретические основы инженерной геологии. Социально-экономические основы. М.: Недра, 1985 - 259 с.

143. Теория и методология экологической геологии / В. Т. Трофимов и др. Под ред.В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1997 - 368 с.

144. Топчиев А. Г., Гаврилов А.В. Космические методы изучения и картирования наледей (на примере южной Якутии) / В сб. Наледи Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск.: Наука, 1981 - с. 61-71.

145. Трофимов В.Т., Королев В. А., Герасимова А.С. Классификация техногенных воздействий на геологическую среду // Геоэкология, № 5, 1995 -с. 96-107.

146. Тютюнова Ф. И. Гидрогеохимия техногенеза. М.: Наука, 1987.- 318с.

147. Фролов К.В., Махутов Н.А., Грацианский Е.В. Основы научно-технической политики в области безопасности // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Вып. 1, 1994 с. 9-20.

148. Халугин Е. И., Жалковский Е.А. , Жданов Н.Д. Цифровые карты. М.: Недра, 1992-416 с.

149. Халугин Е.И., Майданич A.M. Концептуальные основы создания и использования электронных карт. // Геодезия и картография, № 4, 1994 с. 54-55.

150. Хвостик Н.И. Первые поезда // Вокруг света, № 7,1982 с. 12-17.

151. Хенли Э. Дж., Кумамото X. Надежность технических систем и оценки риска / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1984 - 528 с.

152. Хренов Н.Н. Основы комплексной диагностики северных трубопроводов .Аэрокосмические методы и обработка материалов съемок. М.: «Газоил пресс», 2003 - 352с.

153. Хрусталев JI.H., Пустовойт Г.П. Вероятностно-статистические расчеты оснований зданий в криолитозоне // Отв. Редактор академик П.И.Мельников. Новосибирск.: «Наука», Сибирское отделение, 1988 -254 с.

154. Цветков В. Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Изд-во «Финансы и статистика», 1998 - 287 с.

155. Цернант А.А. Экосистемный подход к управлению качеством природно-технических систем / Материалы Всесоюзной школы-семинара по оптимальному проектированию. Владимир-Суздаль: Институт кибернетики АН СССР, 1990.

156. Цернант А. А. Экосистемные принципы инженерной геомеханики в криолитозоне // Доклады международной конференции по открытым горным земляным и дорожным работам. М.: 1994 - с. 198-211.

157. Цернант А.А. Транспортное строительство в криолитозоне // Транспортное строительство, 1995, № 11 с. 14-19.

158. Цернант А.А. Сооружение земляного полотна в криолитозоне. Диссертация в форме научного доклада на соискание уч. степени доктора технических наук. М.: МИИТ, 1998 - с. 105.

159. Шеко А. И., Круподеров В. С. Оценка опасности и риска экзогенных геологических процессов // Геоэкология, № 3, 1994 с. 11-21.

160. Шилин Б. В. Тепловая аэросъемка при изучении природных ресурсов. -Л.: Гидрометеоиздат, 1980 312 с.

161. Шилин Б. В., Молодчинин И. А. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой. М.: Недра, 1992 - 78 с.

162. Экзогеодинамика Западно-Сибирской плиты / под ред В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1986 - 245 с.

163. Эпов А.Б. Аварии, катастрофы и стихийные бедствия в России. М.: Финиздат, 1994 - 341 с.

164. Chrisman Nicolas R. Fundamental principles of geographic information systems. Proceedings AUTO-CARTO, 8 March 1987, p 1-10.

165. Coppock J. Т., Anderson E.K. Editorial review.- "International Journal Geographical Informational Sistems", 1987, vol.1, № 1, p. 3-11.

166. Wisvalingam M. Cartograghy, GIS and maps in perspective // The Cartographic Journal.-1989-vol. 26, №1- p. 26-32.

167. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННЫХ1. РАЗРАБОТОК

168. Шифр (индекс), наименование темы

169. Результаты научно-исследовательской и проектной работы

170. Место и объект внедрения, документ подтверждающий внедрение1. Сроки внедрения1. Отраслевая эффективность223913Э/96 от 15.03.96

171. Достигнута оптимизация выбора и размещения объектовтранспортной инфраструктуры, мероприятий по строительству насыпей с учетом природных условий.1. ОАО "Сибнефтегаз"

172. Акты №314 от 20.06.96 г. №457 от 15.10.96 г. №68 от 21.01.97 г. №430 от 12.02.97 г.

173. Раздел проекта: "Инженерно-экологическое обоснование проекта строительства линейных объектов",1. Охрана окружающейприродной среды", "ОВОС".

174. Эффективность выполненных исследований составила 7 500 тыс. руб.1996-97 гг.232807-ЭМ/97 от 01.97

175. Инженерно-экологические изыскания, инженерно-экологический и геокри-ологичекий мониторинг в зоне строительства транспортных объектов первого и второго пусковых комплексов Заполярного ГНКМ".

176. Заполярная дирекция П. "ЯГД"

177. Акты №261 от 02.09.97 г. №260 от 02.09.97 г. №420 от 10.10.97 г.1. Предложения полокализации и ликвидации экзогенных процессов.

178. Эффективность выполненных исследований составила 17 000 тыс. руб.1997-98 гг.

179. Yi п/п Шифр (индекс.), наименование темы Результаты научно-исследовательской проектной работы Место н объект внедрения, документ, подтверждающий Сроки внедрения Oipаслевая эффективность

180. Jtt Il/fl Шифр (индекс.), наименование темы Результаты нэу чно-нселсдо в а тел ьско (1 проектной работы Место и объект внедрения, документ, подтверждающий Сроки внедрения Отраслевая эффективность

181. J1.A. Донецкова И.Н. Тихомирова Л.В. Колпакова

182. Директор по Управлению и Руководитель по финансам и Зам. Директора по НИР, д.б.н.открытое акционерное общество1. НЕФТЕГАЗТЕХНОЛОГИЯ7ВРЫТО! АКЦИОНЕРНОЕ 61Ц1СПСнефтегазтехнология

183. Россия, 629300, ЯНАО, г. Новый Уренгой, Магистральная, 18 Тел./факс (34949) 4-01 -75, 4-02-35 ИНН 8904035562

184. В результате проведенных научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ с 2000 по 2003 гг. было выполнено:

185. Авторский надзор за ходом строительства подъездной автодороги к УКПГ и объектов природоохранного назначения (водопропускных сооружений, закрепления откосов дорожного полотна, укрепления береговой зоны водотоков в зоне размещения мостовых переходов).

186. Мониторинг природных и технических систем в период проведения проектно-изыскательских и строительно-монтажных работ по трассам подъездных автодорог и трубопроводных систем.

187. Расчетный счет 407028109 0000 000 927 ФКБ филиал "Газпромбанка" г Новый Уренгойпор. счет 301018107 0000 0000 753 БИК 047195753, ИНН 7736011540 OKOHX 11231,ОКПО 54106166

188. Расчетный счет 407028104 000 000 30153 АКБ "Межрегиональный Инвестиционный Банк"г Москвакор. счет 301018105 0000 0000 721 БИК 044585721, ИНН 7709021966

189. OKOHX 11231, ОКПО 54106166 J35

190. Внедрение научно-исследовательских и проектно-изыскательских разработок осуществлено в ОАО «Нефтегазтехнология» в проектах:

191. Технико-экономическое обоснование Обустройства Северо-Часельского НГКМ, 2000 г.

192. Научно-технический отчет «Инженерно-экологическая оценка территории размещения объектов транспортной инфраструктуры Северо-Часельского НГКМ», 2000 г.

193. Технический отчет «Инженерные изыскания коридора коммуникаций, подъездных автодорог и трубопроводных систем на период ОПЭ», 20002003 гг.

194. Рабочий проект «Подъездные автодороги к УКПГ, кустовым площадкам», 2001-2003 гг.

195. По результатам внедрения научных исследований и проектных работ, выполненных при непосредственном участии и руководстве Камышева Александра Петровича, была проведена:

196. Оптимизация выбора участков размещения подъездных и внутри промысловых автомобильных дорог и трубопроводных систем, что позволило снизить затраты на проведение инженерных изысканий на 25%.

197. В результате проведенных научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ с 1993 по 2000 гг. было выполнено:

198. Авторский надзор за ходом строительства объектов транспортной инфраструктуры и объектов природоохранного назначения.

199. Мониторинг природных и технических систем в период проведения проектно-изыскательских, строительно-монтажных работ и начальной стадии эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры и объектов природоохранного назначения.

200. Внедрение научно-исследовательских и проектно-изыскательских разработок осуществлено в ООО «Сургутгазпром»:

201. Проект. Утверждаемая часть. «Обустройство Западно-Таркосалинского ГКМ», 1993 г.

202. Рабочая Документация. Корректировка природоохранных мероприятий строительства объектов транспортной инфраструктуры при обустройстве Зпадно-Таркосалинского ГКМ, 1994 г.

203. Отчет о научно-экологических исследованиях «Оценка состояния природно-технических систем при строительстве и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры и объектов природоохранного назначения», 1995-2000 гг.

204. По результатам внедрения научных исследований и проектных работ, выполненных при непосредственном участии Камышева Александра Петровича, была проведена:

205. Оптимизация выбора участков размещения подъездных железнодорожных путей, внутри промысловых автомобильных дорог и трубопроводных систем, что позволило снизить затраты на проведение инженерных изысканий на 20%.

206. Первый Зам. Генераль» Главный инженер,

207. Начальник отдела О, Окружающей среды.1. Начальник ОПР УКСа1. И.А. Иванов

208. А.В. Трофимов Р.Ш. Давыдовао внедрении разработок Камышева Александра Петровича, к.т.н. поинженерно-экологическому обоснованию и проектированию объектов транспортной инфраструктуры обустройства Заполярного ГНКМ, ООО «Ямбурггаздобыча»

209. В результате проведенных работ было выполнено:

210. Организация и ведение инженерно-экологического мониторинга природно-технических систем в зоне проектируемого и строящегося коридора коммуникаций Заполярное-Новый Уренгой (Договор № 2807=ЭМ/93);

211. Разработаны методические положения, регламент и структурная схема проекта инженерно-экологического мониторинга при строительстве и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры Заполярное ГНКМ Уренгой (Договор № 2807-ЭМ/95);

212. Проведены инженерно-экологические исследования и мониторинг зоны строительства и эксплуатации Автодороги Заполярное Новый Уренгой (Договор № 2807 Э/96).

213. Инженерно-экологические исследования и мониторинг природно-технических систем в зоне строительства транспортных сооружений (объектов пускового комплекса) Заполярное Новый Уренгой (Договор № 2807-ЭИ/97).

214. В результате проведенных научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ с 1987 по 2000 гг. были выполнены, под руководством и непосредственном участии соискателя Камышева Александра Петровича, работы:

215. Инженерно-экологические исследования в зоне размещения внутрипромысловых транспортных систем на территории Уренгойского месторождения, Песцовой, Таб-Яхинской, Ен-Яхинской, Северо-Уренгойской площадях;

216. Инженерно-экологические исследования и мониторинг по трассе железной дороги Ягельная Ямбург; Новый Уренгой пос. Коротчаево; межпромысловой автодороги Новый Уренгой- Ямбург;

217. Инженерно-экологический мониторинг транспортных коммуникаций на территории Уренгойского ГКМ, Таб-Яхинской и СевероУренгойской площадях в период эксплуатации; Песцовом НГКМ и Ен-Яхинской площади в период строительства

218. Оценка современного состояния транспортных природно-технических систем (внутри промысловых и межпромысловых) Уренгойского комплекса.

219. Внедрение разработок соискателя Камышева А.П. осуществлено в ООО «Уренгойгазпром» в проектах:

220. Обустройство нефтегазоконденсатных залежей и сопутствующих транспортных систем Песцового НГКМ;

221. Обустройство нижнемеловых залежей Уренгойского ГКМ;

222. Обустройство Ен-Яхинской и Таб-Яхинской структур Уренгойского месторождения.

223. Ю. В. Распопов С.П. Кириченко1. ЗУ*

224. Зам. Генерального директору по капитальному строител ООО «Уренгойгазпром» Зам. Нач. по строительств: Реконструкции железных, Автомобильных дорог Нач. технического отделат/Г)

225. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ' ^

226. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА (ОАО ЦНИИС)на правах рукописи

227. Камышев Александр Петрович

228. Предупреждение природно-техногенных аварий при строительстве и эксплуатации железных дорог на севере Западной Сибири с использованием аэрокосмических и геоинформационных технологий1

229. Папка приложений к диссертации на соискание ученой степени докторатехнических наук1. МОСКВА-2004