 Фрагмент результуючої карти розповсюдження й динаміки зсувів у Придніпровській зсувній зоні Києва |
Ми вже повідомляли, що в 2016 році на замовлення Департаменту житлово-комунальної інфраструктури Київської міської державної адміністрації фахівці відділу аерокосмічних досліджень в геоекології Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі (ЦАКДЗ) Інституту геологічних наук (ІГН) НАН України виконали науково-дослідну роботу «Визначення розвитку зсувних процесів у межах міста Києва в режимі моніторингу (з використанням матеріалів дистанційних зйомок)».
(про це) У межах вказаної роботи науковці підготували низку експертних висновків із цієї проблеми та відповідних рекомендацій для міської влади столиці.
Головними завданнями здійснених досліджень були:
– уточнення – на основі супутникової інформації – місця розташування сучасних зсувних форм;
– відстеження (в режимі моніторингу) активізації екзогенних геологічних процесів (ЕГП), пов’язаних із зсувами;
– виокремлення зон і ділянок ризику зсувоутворення в межах Придніпровської зсувної зони (ПЗЗ).
Підсумком проведених робіт стала розроблена вченими геоінформаційна система (ГІС) зсувонебезпечних територій Києва станом на першу половину 2016 року.
 Польові дослідження. Зсув на Лисій горі |
Польові дослідження. Зсув у Дніпровському схилі (нижче Аскольдової могили)
 Польові дослідження. Відбір проб та заміри вологості ґрунту |
Як стверджують учені ЦАКДЗ ІГН НАН України, сучасна активізація зсувних процесів є наслідком дії багатьох чинників, головними з яких є геолого-геоморфологічна будова, гідрометеорологічний вплив і техногенне навантаження. Так, масову активізацію зсувоутворення у 2013 році спричинив гідрометеорологічний чинник: кількість активізованих тоді зсувів по Києву за рік перевищила 18, а безпосередньо в Придніпровській зсувній зоні відбулась активізація на 6-ти ділянках.
Передумови виникнення зсувних явищ через порушення стійкості схилів створює зазвичай посилення техногенного навантаження на схил унаслідок аварійних ситуацій, пов’язаних із витоком води з міських комунікацій, підрізання схилів новобудовами, вібрації ґрунту, спричиненої транспортними засобами та будівельними роботами, навантаження на верхню крайову частину схилу, а також знеліснення.
Досліджуючи територію ПЗЗ площею 44 км2, науковці використали багатоспектральні космічні дані на період до початку вегетації, які характеризуються високою та надвисокою просторовою розрізненістю і, таким чином, є найбільш придатними для вивчення геологічного середовища й розвитку ЕГП. При здійсненні моніторингу техногенних змін і активізації зсувоутворення вчені порівнювали багатозональні супутникові зображення 2006–2016 рр. (зроблені супутниками QuickBird, Pleiades, WorldView-2).
Дослідники Академії зауважують, що значну роль у виникненні ділянок підвищеної зсувонебезпечності відіграють зони тектонічної нестабільності приповерхневого шару осадових відкладів, а саме – лінійні геодинамічні зони. Основа для трасування цих зон за допомогою використання супутникових даних – комплекси лінійно організованих елементів ландшафту та зміни фізичних властивостей порід уздовж них. Найнебезпечнішими є вузли перетину лінеаментних зон, де можуть відбуватися втрата механічної міцності та розвиток небезпечних екзогенних геологічних процесів, у тому числі зсувів. Виявлені вченими лінійні геодинамічні зони мають субмеридіональне, північно-західне й північно-східне простягання і на окремих ділянках індикують (тобто позначають) активізовані розломи фундаменту за даними геофізичних досліджень.
Для визначення ділянок зі схильністю до формування зсувів науковці застосували морфодинамічний аналіз. У результаті аналізу цифрової моделі рельєфу та супутникових даних було виокремлено каркасні лінії рельєфу (бровки й перегини схилів, дренажні та гребеневі лінії). За висновками фахівців ЦАКДЗ ІГН НАН України, ділянки, виокремлені як зони підвищеної небезпеки зсувоутворення, охоплюють не лише схили, але й поширюються на відносно пологі фрагменти схилів, розташовані безпосередньо біля бровок і опуклих перегинів схилів.
Слід також зазначити, що протягом останніх років дослідники щорічно здійснювали супутниковий і наземний моніторинг зсувних ділянок – із метою визначення динаміки зсувів. Крім того, вчені склали таблицю стану зсувів ПЗЗ на 2006, 2013 та 2016 роки, а також спрогнозували ризики активізації зсувів.
Ефективність широкого залучення супутникових даних доводять, зокрема, приклади моніторингу зсувів на схилі Мишоловської балки й активізації південних схилів Замкової гори (що у столичному мікрорайоні Воздвиженка). Так, польові дослідження, здійснювані впродовж кількох років на Замковій горі, підтвердили значний ризик зсувонебезпеки – особливо з боку нової житлової забудови.
 Моніторинг зсуву в лівому борті Мишоловської балки.На зображеннях угорі: ліворуч – карта зсуву станом на 2002 р., праворуч – станом на 2012 р.
На зображеннях унизу: ліворуч – каркасні елементи рельєфу, праворуч – фотографія зсуву у квітні 2013 р.
|
Загалом науковці ЦАКДЗ ІГН НАН України розробили ГІС, до складу якої увійшли 4 растрових шари з набором різночасових супутникових даних, робочий набір векторної топографічної основи у вигляді 15-ти шарів і побудовані вченими 14 спеціалізованих шарів. ГІС наповнена спеціалізованими шарами, які містять: результати структурного дешифрування з виокремленням лінеаментних зон і розломів, морфодинамічного аналізу – з вертикальною структурою рельєфу, представленою мережею вододільних і дренажних ліній, та горизонтальною структурою рельєфу, представленою декількома шарами, на яких відображено верхню бровку схилів, лінії опуклих перегинів схилів і нижню бровку схилів. До складу ГІС науковці додали шар «моніторинг антропогенних змін», який використовується для створення карт ризику активізації зсувів і сприяє виявленню чинників, які можуть послугувати пусковим механізмом зсувоутворення. Віддешифровані дослідниками контури зсувів та активізованих зсувних ділянок відображено на 2-х шарах і наповнено атрибутивною інформацією, яка характеризує кожну ділянку. Результуючими є прогнозні шари, побудовані на основі комплексного аналізу всіх даних. Вони відображають зсувонебезпечні зони та ділянки підвищеного ризику зсувоутворення. Ідентифікація та картування зсувів за супутниковими даними і комплексний аналіз створених векторних шарів дали вченим змогу класифікувати зсувонебезпечні зони за ступенем небезпечності на три градації та виокремити прогнозні ділянки підвищеного ризику зсувоутворення.
Фахівці Академії дійшли висновку, що ділянки ризиків зсувоутворення можуть стати активними зсувами за певних умов, – таких як: перевищення норми опадів у понад 2,5 рази; збільшення техногенного тиску (вібрації техногенного походження, витоптування, підрізання схилу, підвищення рівня ґрунтових вод унаслідок баражів від будівництва); техногенні аварії; порушення режиму наявного захисту схилів (руйнування підпірних стін, замулення штолень, зливостоків).
Результати виконаних робіт учені передали замовникові, а також Спеціалізованому управлінню протизсувних і підземних робіт – для подальшого впровадження у практику протизсувних заходів для Києва.
Науковці сподіваються, що вказане дослідження й закладені основи ГІС допоможуть при вирішенні питань геоінформатизації систем інфраструктури міста, а результати прогнозу ризику зсувоутворення будуть використані при плануванні будівельних робіт і проведенні зсувозахисних заходів.
P.S. Науково-дослідну роботу «Визначення розвитку зсувних процесів у межах міста Києва в режимі моніторингу (з використанням матеріалів дистанційних зйомок)» виконували:
– завідувач відділу аерокосмічних досліджень в геоекології ЦАКДЗ ІГН НАН України, старший науковий співробітник кандидат геологічних наук В.Є. Філіпович (науковий керівник розробки);
– старший науковий співробітник кандидат геологічних наук Л.П. Ліщенко (відповідальний виконавець);
– старший науковий співробітник кандидат географічних наук Н.В. Пазинич;
– старший науковий співробітник кандидат технічних наук О.В. Тітаренко;
– старший науковий співробітник кандидат геологічних наук А.Г. Мичак;
– провідний інженер О.І. Кудряшов;
– провідний інженер Г.Б. Крилова;
– інженер М.О. Свіденюк.
За інформацією ЦАКДЗ ІНГ НАН України