Agrās brīdināšanas sistēma zemes nogruvumiem

Jaunā tehnoloģija ļauj pastāvīgi novērot apdraudētos kalnu apgabalus

Postošā zemes nogruvums Dorenā 2007. gadā © Fridrihs Boehringers / CC līdz 2, 5
lasīt skaļi

Klimata izmaiņu rezultātā Alpos un citos augstos kalnos arvien vairāk un vairāk nogāžu draud paslīdēt - ar fatālām sekām cilvēkiem un infrastruktūrai. Pastāvīga visu apdraudēto zonu uzraudzība līdz šim nav izdevusies pārmērīgu izmaksu un pūļu dēļ. Minhenē bāzētie ģeo pētnieki tagad ir izstrādājuši lētu sistēmu, kas pastāvīgi uzrauga nogāzes, izmantojot vairākas tehnoloģijas, novērtē izmaiņas un agrīnā posmā brīdina skartās pašvaldības par gaidāmajiem zemes nogruvumiem. Paši zinātnieki cer, ka ilgtermiņa mērījumi ļaus labāk izprast šīs dabas parādības.

Dorena Brēgenzervaldē, 2007. gada februāris: 650 metru garumā slīpums pārtrūkst, dziļumā slīd masīvas zemes masas. Tuvākās mājas atrodas netālu no 70 metru augstās nojaukšanas malas. Katastrofa nav atsevišķs gadījums. Dažos pēdējos gados ģeologi arvien vairāk novērojuši tā saucamās labilās augsnes masas Alpos un citos augstos kalnos, kas slīd uz nogāzēm un neapturami slīd uz stabilas virsmas ielejas virzienā.

Iemesls tam, pēc zinātnieku domām, galvenokārt ir spēcīgāks nokrišņu daudzums un sniega kausēšana klimata izmaiņu dēļ, kas mīkstina augsni un vienlaikus padara to smagāku.

Dārgs aprīkojums

Identificēt potenciāli bīstamos kalnu atlokus nav pārāk grūti. Daudzi gadsimtiem ilgi ir bijuši nestabili, tradīcijas liecina par pagātnes nelaimēm. Alpu valstīs ir pieejami arī ģeoloģiskie ieraksti, kas atklāj riska kandidātus. Tomēr pastāvīga visu nemierīgo masu uzraudzība līdz šim nebija iespējama. Lai noteiktu kustību, ekspertiem bija jāizurbj zondes urbumos un jāmēra virsmas marķieri.

Tomēr šo ierīču pastāvīga instalēšana parasti ir pārāk dārga. Tādējādi inspektori var pārbaudīt tikai ar intervālu un iegūt tikai selektīvas zināšanas par nogāžu iekšējo darbību. displejs

Video tahometrs, kas uztver dabisko mērķu kustības ar lāzera skeneri un kameru. Pētniecības grupa alpEWAS

Sastāvdaļas no stieņa

Minhenes Tehniskās universitātes (TUM) un Minhenes Vācijas Bruņoto spēku universitātes pētnieki tagad ir izlēmīgi turpinājuši attīstīt geosensorus un apvienojuši tos ar vadības programmatūru agrīnās brīdināšanas sistēmā, kas ir gan elastīga, gan rentabla. PFT. Viņi arī urbj zemē vairākās vietās.

"Tomēr mēs izmantojam ļoti vienkāršus koaksiālos kabeļus, piemēram, antenu kabeļus, " saka profesors Kurosch Thuro no TUM Inženierģeoloģijas katedras. Zinātnieki izmanto vienkāršu, bet efektīvu mehānismu: kad augšējais augsnes slānis slīd, pārejā uz nekustīgo slāni kabelis tiek izspiests. Neliela pārraides ierīce uz virsmas reģistrē to un pārsūta informāciju.

Turklāt Bundesveras universitātes inženieru ģeodēzisti ap profesoru Otto Heunecke izplata sensorus virs slīpuma, kuru stāvokli var noteikt, izmantojot GPS. Arī šeit izaicinājums bija panākt mērīšanas precizitāti milimetru diapazonā ar lētām "stendā esošām" sastāvdaļām, lai reģistrētu pat vismazākos pārvietojumus.

Jaunās paaudzes mērinstrumenti

Treškārt, zinātnieki izmanto jaunas paaudzes mērierīces, ko sauc par video tahimetriem, kas darbojas ar lāzera skeneri un kameru. Agrāk, kad vajadzēja uzstādīt mākslīgos atstarotājus mērķa virziena, attāluma un augstuma mērīšanai, mūsdienu ierīces atklāj arī dabiskos mērķus, piemēram, klintis vai koku celmus.

Tagad pētnieki ir ieprogrammējuši ražotāja prototipu, lai tas arī noteiktu jebkura mērķa kustības. Tahimetrs reģistrē klints struktūru, regulāri to mēra un reģistrē izmaiņas. "Ja mums nav jāuzstāda atstarotāji, mēs atkal ietaupīsim naudu, " saka profesors Tomass A. Wunderlich no TUM priekšsēdētāja vietnei Geod sie. "Un mums nav jābaidās, ka, noganot govis, viņi tiks nodoti."

Džons Singers no Inženierģeoloģijas departamenta testē datus, kurus pārsūtīja agrīnās brīdināšanas sistēma "alpEWAS", urbumā Sudelfeldes pilsētā Oberaudorfā. Pētniecības grupa alpEWAS

Blīvs novērošanas punktu tīkls

Ar šiem trim komponentiem zinātnieki sasaista blīvu novērošanas punktu tīklu virs slīpuma. Dati tiek apkopoti centrālā datu bāzē. Sistēmas smadzenes novērtē informāciju kopā ar citiem rādītājiem, īpaši ar laikapstākļu datiem.

Trīsarpus gadus pētnieki ir pārbaudījuši savu attīstību Sudelfeldē Oberaudorfā Augšbavārijā. Tur pārvietojas kalnu sāns un apdraud vairākas Alpu ganības un federālo šoseju. "Datu sērija mums iespaidīgi parāda, ko izjūt Hang, kā ir jūtami nokrišņi un sals, kas notiek mehāniski, " saka Thuro. "Mēs tagad daudz vairāk saprotam par šo kustību."

Datu novērtēšana ļauj agrīni brīdināt

Tāpēc zinātnieki var labāk novērtēt atsevišķus notikumus. Piemēram, kad 2010. gada maijā īsā laika posmā slīpums noslīdēja par četriem milimetriem, viņi zināja, ka sākotnēji nelielais attālums šajā apgabalā bija ārkārtējs un tāpēc satraucošs. Pat vairāk: datu novērtēšana pat ļauj agrīni brīdināt, pirms slīpums ir pat izkustējies.

"Tā kā mēs tagad zinām, kā tur nokrišņi nokrāsa, mēs varētu noteikt robežu, " skaidro Thuro. Ja gruntsūdens spiediens pārsniedz noteiktu vērtību, sistēma signalizēs. "Tad starp līmeņa celšanos un slīpuma kustību ir palikušas apmēram divarpus dienas."

Bloķējiet apdraudētās nogāzes

Pēc pētnieku domām, skartās kopienas var tieši gūt labumu no sistēmas, jo tā sniedz tām datus bez apvedceļiem - tulkotās saprotamās diagrammās un skaidrojumos. Pēc agrā brīdinājuma atbildīgās personas atkarībā no bīstamības var bloķēt nogāzes, novirzīt satiksmi vai evakuēt mājas.

Tagad pētnieki kopā ar diviem rūpniecības partneriem izstrādā tirgus gatavību ar nosaukumu “Alpu nogāžu agrīnās brīdināšanas sistēma” (alpEWAS). Pirmās ieinteresētās puses jau ziņoja, ka Dorenā daļa sistēmas pat jau tiek izmantota. Ne tikai lietotājiem, bet arī pašai zinātnei Thuro sola būtisku progresu: "Jo vairāk slīpumu mēs pastāvīgi pārbaudām, jo ​​labāk mēs saprotam lielākas attiecības starp atsevišķiem notikumiem un makroklimatu kalnos."

(Minhenes Tehniskā universitāte (TUM), 07.04.2011. - DLO)