Мониторинг электромагнитной обстановки - Мониторинг физических воздействий и геофизических явлений

Безусловно, данные об электромагнитной обстановке в масштабах современного мегаполиса представляют собой массивы значительного объема. При этом весьма существенным обстоятельством, отличающим такие данные от результатов, получаемых в иных формах экологического мониторинга, является "генетическая" привязанность к географическим координатам. Действительно, области "сильного поля" оборудования, очевидно, оказываются локализованными вблизи мест расположения технических средств-источников, а результирующая электромагнитная обстановка образует сложную пространственную картину, привязанную к рельефу местности.

Иными словами, неотъемлемой частью технологии контроля электромагнитной обстановки является частная технология визуализации и графической обработки геоэкологической информации.

Использование геоэкологического картографирования электромагнитной обстановки весьма целесообразно еще и ввиду того обстоятельства, что практически во всех крупных регионах России в настоящее время созданы и развиваются комплексные геоинформационные системы, в том числе и экологической направленности. Присутствие в данных системах компонентов, содержащих информацию об экологической обстановке по фактору электромагнитного излучения, очевидно, крайне желательно.

Первым этапом геоэкологического мониторинга электромагнитной обстановки города является инвентаризация излучающих технических средств, которая должна выполняться при участии служб Госвязьнадзора, транспортного и энергетического хозяйства города. Результатом инвентаризации является создание базы данных параметров и характеристик излучающих технических средств, необходимых для дальнейших операций.

База данных должна сопрягаться с электронной картой местности, на которой в виде семантических вложений можно видеть характеристику и параметры объекта. Основная сложность инвентаризации заключается в получении данных от их владельцев.

Результаты первого этапа позволяют получить исходные данные о размещении технических средств, обуславливающих результирующую электромагнитную обстановку в городе.

На втором этапе, на основании исходных данных, формируются данные мониторинга электромагнитной обстановки расчетными, экспериментальными или комбинированными методами, привязанные к конкретной географической локализации источников.

При формировании иерархии данных об источниках излучения целесообразно ввести некую систему классов, которая в дальнейшем определит унифицированные семантические структуры объектов.

В соответствии с вышеизложенными принципами излучающие технические средства города следует классифицировать и группировать, прежде всего, по пространственному критерию. При этом возникают две группы (подсистемы) в качестве объектов разрабатываемой технологии:

- группа распределенных источников ЭМП;- группа локальных источников ЭМП.

В состав первой группы входят два типа распределенных источников: воздушные и подземные линии электропередач и цепи питания электротранспорта. При этом каждый источник вполне характеризуется набором параметров таких как, расстояние между проводниками, их пространственная ориентация, взаимное расположение, координаты концов участков, а так же некоторыми специфическими характеристиками, индивидуальными для каждого объекта. Перечисленные данные определяют форму семантики объектов.

Вторую группу образуют источники ЭМП, локализованные в пространстве, такие как технические средства радиовещания и телевидения, подвижной радиосвязи и т. п. Следует отметить, что реальный характер пространственной локализации объектов может существенно различаться. В качестве примера можно привести различие пространственной локализации технических средств (антенн) телевизионной башни (вертикальная топология) и передающего радиоцентра ВЧ, СЧ и НЧ-диапазонов (горизонтальная топология).

Для получения результатов мониторинга электромагнитной обстановки необходимо знать так же фоновые интенсивности ЭМП обусловленные иными причинами.

Кроме того, необходимо задавать критерии оценки электромагнитной обстановки. В качестве таковых могут приниматься предельно допустимые уровни интенсивностей (напряженностей электрического и магнитного полей, плотности потока энергии ЭМП) для каждого вида объекта.

Очевидно, что эквивалентный уровень ЭМП во многом зависит от энергетических нагрузок фрагмента городской инфраструктуры, которые определяются максимально возможными расчетными токами в линиях энергоснабжения. Величины этих токов ограничены системами блокировки и защиты, располагающимися на входе линий. Представляется весьма перспективным введение на основе данных соображений энергетического критерия предварительной оценки электромагнитной нагрузки на город.

Крупнейшие геофизические катастрофы, связанные с многочисленными жертвами и разрушениями, вызываются в результате сейсмической активности литосферы, которая чаще всего проявляется в виде Землетрясений. Землетрясением называется сотрясение земной коры, вызванное естественными причинами. Они проявляются в виде подземных толчков, часто сопровождаются подземным гулом, волнообразными колебаниями почвы, образованием трещин, разрушением зданий, дорог и, что самое печальное, человеческими жертвами. Землетрясения играют заметную роль в жизни планеты. Ежегодно на Земле регистрируется свыше 1 млн. подземных толчков, что составляет в среднем около 120 толчков в час или два в минуту. Можно сказать, что земля находится в состоянии постоянного содрогания. К счастью, немногие из них бывают разрушительными и катастрофическими. В год происходит в среднем одно катастрофическое землетрясение и 100 разрушительных.

Сильные землетрясения происходят довольно редко. Из катастрофических землетрясений по разрушительной силе наиболее известны Лиссабонское (1755 г.), Калифорнийское (1906 г.), Тайваньское (1923 г.), Мессинское (1908 г.), Ганьсуйское (1920 г.), Токийское (1923 г.), Иранское (1935 г.), Чилийское (1939 и 1960 г. г.), Агадирское (1960 г.), Мексиканское (1975 г.) землетрясения. На территории стран СНГ к наиболее значительным следует отнести Ашхабадское (1948 г.), Ташкентское (1966 г.), Газлинское (1976 г.), Спитакское (1986 г.), Нефтегорское (1995 г.) землетрясения.

Масштабы разрушений при крупных землетрясениях огромны. В земной коре возникают крупные дизъюнктивные дислокации. Так, при катастрофическом землетрясении 4 декабря 1957 г. в Монгольском Алтае возник разлом Богдо длиной около 270 км, а общая длина образовавшихся разломов достигла 850 км. Вот только часть из многочисленных последствий землетрясений.

Повреждение построек:

    - трескаются, рассыпаются или опрокидываются домовые трубы, - трескаются стены; сырцовые и другие кирпичные стены теряют прочность и падают - обрушиваются крыши - падают выступающие части зданий (карнизы, парапеты) - падают внутренние полки и шкафы, содержимое вываливается, - здания раскалываются на части и падают, - падают и разрушаются водонапорные башни и нефтехранилища, - обрушиваются мосты, колонны и эстакады, - становятся неровными, изгибаются и разрушаются шоссейные и железные дороги, - рвутся телефонные провода и кабели; выходят из строя линии электропередачи, - начинаются пожары, - разрываются водопроводные трубы, нефте - и газопроводы, трубы канализационной системы. - Геологические последствия: - на грунте появляются трещины, иногда зияющие, - возникают воздушные, водяные, грязевые или песчаные фонтаны; при этом образуются скопления глины или груды песка, - прекращают или изменяют свое действие некоторые родники и гейзеры; возникают новые, - грунтовые воды становятся мутными (взбаламучиваются), - возникают оползни, грязевые и селевые потоки, обвалы; происходит разжижение почвы и песчано-глинистых пород, - происходит подводное оползание и образуются мутьевые (турбидитные) потоки, - обрушиваются береговые утесы, берега рек, насыпные участки, - возникают сейсмические морские волны (цунами), - срываются снежные лавины; от шельфовых ледников отрываются айсберги, - образуются зоны нарушений рифтового характера с внутренними грядами и подпруженными озерами, - грунт становится неровным с участками просадки и вспучивания, - на озерах возникают сейши (стоячие волны и взбалтывание волн у берегов); нарушается режим приливов и отливов, - активизируется вулканическая и гидротермальная деятельность.

Для регистрации и изучения землетрясений во многих странах существует сеть станций непрерывного слежения за сейсмическим состоянием Земли (или, как мы теперь называем, станций сейсмического мониторинга и прогнозирования). На станциях размещаются высокоточные приборы - сейсмографы, регистрирующие малейшие колебания земной поверхности, а также комплекс прогностических методов для предсказания землетрясений с помощью различных его "предвестников".

Конструкции разных сейсмографов в значительной степени различаются. В одних используется горизонтально подвешенный маятник, в других - обратный маятник, установленный на пружинках вертикально. Период собственных колебаний маятника зависит от его массы, демпфированности, чувствительности подвески и эти параметры могут меняться в широких пределах. Это используется на сейсмостанциях, так как одним и тем же сейсмографом невозможно записать легкий промышленный "сейсмический шум" и сильное землетрясение, при котором очень чувствительный и слабо демпфированный сейсмограф просто "зашкалит".

Чтобы снизить опасность и уменьшить тяжелые последствия природных катастроф (гибель людей, разрушение инфраструктуры населенных пунктов и воинских частей, материальные потери) необходим постоянный мониторинг опасных природных явлений, накопление данных, научные исследования их природы, поиск средств снижения опасности. Предупреждение природных катастроф основывается на проведении следующих научно - исследовательских и инженерно-изыскательских работ: 1) мониторинг сейсмической и вулканической активности и оценки (прогноз) возможности сильных землетрясений, извержений вулканов и цунами; 2) сейсмическое, вулканическое и цунами районирование разной степени детальности, оценки потенциальной (природной) опасности и рисков возникновения природных катастроф на территории Камчатского края; 3) изучение воздействий от сильных землетрясений и извержений вулканов на территорию, здания и сооружения, инфраструктуру (дороги, мосты, инженерные сети); 14 4) выработка рекомендаций для безопасного строительства зданий, сооружений и инфраструктуры с целью снижения воздействий от сильных землетрясений и извержений вулканов; 5) организационные и технические мероприятия, направленные на снижение человеческих и экономических потерь (учения, просвещение, запасы на ЧС и т. д.).

Мониторинг сейсмической и вулканической активности и оценки (прогноз) возможности сильных землетрясений и извержений вулканов. Система комплексного мониторинга геодинамических процессов на Камчатке включает себя [7]: сети сейсмических станций; сети геофизических, геодезических, гидрогеохимических и др. наблюдений; технические и программные средства сбора, обработки и хранения данных; методические и программные средства обработки сейсмических сигналов в автоматическом и автоматизированном режимах; организационные и технические мероприятия по экспертной оценке текущего состояния сейсмической и вулканической опасности; средства и каналы связи. Результаты детальных сейсмологических наблюдений вместе с другими геологическими и геофизическими исследованиями дают основные характеристики сейсмического режима региона, позволяют дать исходные данные (пространственно-временное распределение землетрясений, повторяемость сильных землетрясений, максимально возможные магнитуды Мmax, параметры зон ВОЗ и др.) для объективной оценки долговременной сейсмической опасности территории.

Похожие статьи




Мониторинг электромагнитной обстановки - Мониторинг физических воздействий и геофизических явлений

Предыдущая | Следующая