Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А

Дополнительно в качестве геологической подсистемы были рассмотрены склоны вне оползней, при подрезке которых возникает необходимость возведения удерживающих сооружений.

Таким образом, были выделены следующие типы ЛТС: «I-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «II-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на вязкопластический оползень; «III-A» - ЛТС автомобильной дороги с зоной влияния, распространяющейся на склон вне оползня; «I-Ж» - ЛТС железной дороги с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «I-Э» - ЛТС опоры эстакады с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «II-Э» - ЛТС опоры эстакады с зоной влияния, распространяющейся на вязкопластический оползень; «I-К» - ЛТС опор канатных дорог с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига; «I-З» - ЛТС отдельно стоящей постройки с зоной влияния, распространяющейся на блоковый оползень сдвига. Кроме того, были выделены подтипы ЛТС, в зависимости от: а) категории оползневого риска (оползневое событие может привести к значительному ущербу для объекта инфраструктуры (R2); оползневое событие может повлечь за собой серьезный ущерб для объекта инфраструктуры (R3); оползневое событие с низкой вероятностью может привести к снижению эффективности функционирования объекта инфраструктуры (R4)); б) расположения инженерного сооружения относительно оползневого склона или склона вне оползней (для головной (г), средней (с) или языковой (я) части оползня, а также верхней (в), средней (с) или нижней (н) части склона вне оползня); в) способа возведения инженерного сооружения (в выемке (в), на насыпи (н), либо без рельефопреобразующих работ) [1].

В таблице указаны типы локальных ЛТС в виде комбинаций двойных индексов (римская цифра и прописная буква). Подтипы ЛТС приведены с учетом вышеуказанных параметров. Затем на базе выделенных типов и подтипов ЛТС далее были обоснованы типовые схемы противооползневой инженерной защиты (таблица).

Для обоснования ТСИЗ применительно к определенным ЛТС были проанализированы: нормативная и научная литература; опыт проектирования, строительства и эксплуатации противооползневой инженерной защиты в долине р. Мзымта, полученный большим количеством производственных организаций; материалы маршрутного обследования состояния противооползневой инженерной защиты авторов. Для каждой ТСИЗ, указанной в таблице, предложена рациональная схема организации противооползневой защиты, которая может применяться в аналогичных инженерно-геологических условиях.

Таким образом, был реализован подход обоснования типовых схем инженерной защиты на базе выделенных типовых литотехнических системах.

Литература

1.Королев В.А., Минина М.В. Типизация литотехнических систем для обоснования схем противооползневой инженерной защиты / В.А. Королев, М.В. Минина // Инженерная геология. - М.: Изд-во « Геомаркетинг», 2017. - №2. - С. 38-51.

2.Минина М.В., Королев В.А. Типизация оползней долины реки Мзымта с целью обоснования инженерной защиты / М.В. Минина, В.А. Королев // Инженерная геология. - М.:

131

Изд-во « Геомаркетинг», 2015. - №2. - С. 28-40.

3. ОДМ 218.2.033-2013 Методические рекомендации по выполнению инженерногеологических изысканий на оползнеопасных склонах и откосах автомобильных дорог. - М.:

ООО «НТЦ ГеоПроект», 2013. -105 с.

1ФГБУ «Гидроспецгеология» 2ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

M.V. Minina1, V.A. Korolev2

TYPICAL SCHEMES OF LANDSLIDE ENGINEERING PROTECTION

To ensure the safety of the territories, a methodology has been developed to justify typical schemes of landslide engineering protection based on analysis of various lithotechnical systems. The introduction of such typical schemes of engineering landslide protection into practice will significantly reduce the time and material costs for their creation

Key words: landslide danger, typification of landslides, typification of lithotechnical systems, typical schemes of landslide engineering protection

1 Federal state budgetary institution "Gidrospetsgeologiya"

2Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow State University name M.V. Lomonosova»

УДК 577.34

Е.Г. Зайцев, Т.А. Сухоруков

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГА РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЗЕМЛИ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Проанализированы современные угрозы применения ядерного оружия и основные проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли при применении ядерного оружия

Ключевые слова: угроза радиоактивного загрязнения, применение ядерного оружия, мониторинг радиоактивного загрязнения

Всовременном мире угроза масштабного радиоактивного загрязнения Земли увеличивается с каждым годом. В первую очередь, причиной возможного радиоактивного загрязнения может стать применение ядерного оружия в ходе военных конфликтов. История уже знает факт чудовищного применения ядерного оружия 6 и 9 августа 1945 года - это бомбардировка ВВС США японских городов Хиросима и Нагасаки, которые были стерты с лица Земли. Далее Соединѐнные Штаты Америки на протяжении многих десятилетий продолжали угрожать различным странам применением ядерного оружия [1]. Это привело к тому, что количество стран, владеющих военными ядерными технологиями, стало расти, несмотря на существование Договора о нераспространении ядерного оружия [2].

Количество ядерных зарядов в мире в течение «холодной войны» стремительно росло. Примерный пик количества ядерных зарядов в мире пришелся, наконец, 1980-х годов. Тогда общее количество ядерных зарядов в мире превысило 60 000 единиц. После заключения серии двухсторонних договоров о сокращении ядерного оружия между США и СССР (Россией) количество ядерных зарядов стало стремительно уменьшаться. В таблице приведено примерное количество ядерных боеголовок по данным «Бюллетеня ядерных испытаний» ООН [3]. Однако даже с учетом существенного сокращения ядерного оружия, в настоящее время страны-обладатели ядерного оружия имеют огромное количество ядерных боезарядов, которые складируются в специальных комплексах и потенциально могут быть применены в случае полномасштабной, либо ограниченной ядерной войны.

Внастоящее время особую остроту приобрел «Северокорейский ядерный кризис», в

132

котором угрозы применения ядерного оружия звучат уже с двух сторон, так как Северная Корея с 2006 года примкнула к странам - обладателям ядерного оружия и его доставки при помощи ракетно-космических технологий. В условиях грядущего мирового кризиса природных запасов, в последние десятилетия серьезное беспокойство вызывают и некоторые официальные заявления НАТО, в которых энергетическую безопасность ЕС предлагается поддерживать при помощи силы. Так, в принятой Декларации на Лиссабонском саммите НАТО,

воктябре 2010 г. в п. 42 записано: «Основные экологические и ресурсные ограничения, включая риски для здоровья, изменение климата, нехватку водных ресурсов и растущие потребности в энергии, еще больше сформируют будущую обстановку в области безопасности

вобластях, представляющих интерес для НАТО, и будут иметь потенциал для существенного влияния на планирование и операции НАТО» [4].

Количество ядерных боеголовок, ед

За семь десятилетий атомной эры на Земле помимо военного применения ядерного оружия в Хиросиме и Нагасаки, было проведено более 2000 ядерных испытательных взрывов. От них пострадали природа районов Центральной Азии, Северной Африки, Северной Америки и южной части Тихого океана. Многие районы до сих пор так и не оправились от экологического ущерба.

В настоящее время существует глобальная международная система мониторинга ядерных взрывов, которая была создана для контроля над соблюдением Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний (ДВЗЯИ) 1996 года. Эта международная система мониторинга состоит из 337 объектов, расположенных во всем мире и отправляющих данные в Международный центр в штаб-квартире ДВЗЯИ в Вене. Существующая система предназначена, в основном, для регистрации и подтверждения самого факта испытательного ядерного взрыва, поэтому в круг ее задач не входит экологический мониторинг последствий ядерного взрыва, таких, как масштабные радиоактивные загрязнения.

Характерной особенностью радиоактивного загрязнения Земли при ядерных взрывах, особенно при наземных взрывах, является образование больших полей с высокой активностью ионизирующих излучений впервые дни, которые вызывают в атмосфере множество различных радионуклидных возмущений. Эту особенность можно использовать при мониторинге радиационных последствий ядерного взрыва, учитывая оптимальным образом множество радиационных эффектов в атмосфере.

Суть основной проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли при применения ядерного оружия заключается в сложившемся противоречии между высокими требованиями к задачам радиационного мониторинга и низкими техническими возможностями существующих систем. По существу, из всего диапазона известных физических каналов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), в задачах радиационного ДЗЗ используются только

133

пассивные каналы детектирования гамма- и нейтронного излучений с очень низкими характеристиками по дальности (высоте) ведения мониторинга и по ширине полосы обзора. Возможности таких существующих и разрабатываемых систем, к сожалению, не удовлетворяют современным требованиям ведения мониторинга в реальном масштабе времени, поэтому поиск решения этой проблемы заключается в использовании принципиально новых физических подходов. Почему для решения основной проблемы мониторинга радиоактивного загрязнения Земли предлагается многоканальное дистанционное зондирование? Во-первых, потому, что гамма-нейтронные каналы принципиально исчерпали свои возможности по увеличению дальности зондирования. Во-вторых, другие каналы на космических аппаратах и современных воздушных судах уже давно успешно используются в параллельных задачах дистанционного зондирования Земли, поэтому их комплексное использование лишь дело времени. И это касается в перспективе не только радиационного, но и остальных видов зондирования (химического, биологического).

В работе [5] на основе методологического подхода разработана классификация методов радиационного ДЗЗ, а также дан обзор внедрения новых, наиболее подходящих, методов по вторичным признакам, которые значительно расширяют возможности аэрокосмических систем радиационного мониторинга, начиная с момента обнаружения ядерного взрыва и заканчивая полным выпадением радиоактивных осадков. При этом учитываются возможности

вДЗЗ существующей и разрабатываемой аппаратуры общего многоканального аэрокосмического зондирования, выполняющей другие задачи (например, метеорологические задачи, задачи навигации).

Методы зондирования по вторичным признакам, основанные на регистрации радиационных эффектов, возникающих в окружающей среде под воздействием ионизирующего излучения из-за сложности их реализации до настоящего времени, рассматривались, в основном, как перспективные.

Под вторичными признаками понимают радиационные эффекты, возникающие в окружающей среде под воздействием ионизирующих излучений. К таким основным эффектам

вживой и неживой среде можно отнести следующие эффекты:

-выделение тепла;

-изменение электрических характеристик;

-образование треков;

-электромагнитные излучения в различных диапазонах, в том числе флюоресценция;

-изменение химического состава;

-повреждение структуры материи.

Методы радиационного ДЗЗ по первичным признакам могут быть только пассивными. Методы же по вторичным признакам могут быть, как пассивными, так и активными.

Пассивные методы используют прямое и рассеянное в воздухе гамма - нейтронное излучение от радиоактивных объектов, косвенное излучение в различных диапазонах электромагнитных и акустических длин волн от ионизированного радионуклидами атмосферного воздуха, естественное отраженное или вторичное излучение угнетенных радиацией биологических объектов на поверхности Земли, обусловленное солнечной активностью. Другие виды ионизирующих излучений, такие как альфа и бета частицы, рентгеновские лучи для ДЗЗ не пригодны в силу возможности распространения в Земной атмосфере только на очень короткие расстояния.

К пассивным методам можно отнести:

Во-первых - методы (по первичным признакам) дозиметрических и спектрометрических измерений первичного ионизирующего излучения (гамма - нейтронного) радионуклидов. Эти методы являются в настоящее время основными и получили наибольшее распространение, не смотря на существенную ограниченность по дальности (высоте до 500-1000 м).

Во-вторых - методы (по вторичным признакам) регистрации собственных электромагнитных излучений воздуха и биоты в различных диапазонах длин волн под действием

134

ионизирующих излучений.

В-третьих - методы (по вторичным признакам) визуализации естественных отраженных излучений от угнетенных биологических объектов (спектрозональные съемки реакции наземной биоты на ионизирующие излучения).

В-четвертых - методы (по вторичным признакам) регистрации изменений атмосферного электрического поля.

Активные методы (по вторичным признакам) используют вынужденное излучение объектов, инициированное искусственным источником направленного действия.

К активным методам можно отнести:

Во-первых - радиолокационное зондирование радиоактивных облаков и плазмоидов в атмосфере с воздушных судов и космических аппаратов.

Во-вторых - радиолокационное зондирование ионозондами космических аппаратов ионосферных неоднородностей, вызванных изменением атмосферного электрического поля (тропосфера-ионосфера) в результате радиоактивного загрязнения тропосферы и земной поверхности.

В-третьих - лидарное зондирование радиоактивных облаков и «радионуклидных смогов» над радиоактивным загрязнением местности с воздушных судов и космических аппаратов.

В-четвертых - акустическое зондирование радиоактивных облаков и «радионуклидных смогов» над радиоактивным загрязнением местности с воздушных судов. Под радионуклидными смогами понимают ион-молекулярные реакции атмосферы на ИИ, приводящие к изменениям концентраций основ малых газовых составляющих и изменяющие оптические и другие свойства атмосферы.

Аэрокосмический радиационный мониторинг Земли, собственно, как и радиационное дистанционное зондирование Земли представлен двумя составляющими - воздушной и космической, то целесообразно рассматривать те дистанционные физические взаимодействия, которые могут быть зарегистрированы на воздушных судах и космических аппаратах. И хотя, с точки зрения расширения возможностей, методы по вторичным признакам являются единственно возможными, однако на современном этапе развития не гарантируют 100 % идентификации радионуклидных загрязнений. Поэтому для достаточно точной идентификации радиационного загрязнения по вторичным признакам должна быть разработана база данных учета уникальных информативных признаков, присущих только радиоактивным загрязнениям земной поверхности. Для обоснования такой методики должен быть, проведен теоретический анализ аспектов переноса гамма - фотонов в атмосфере, экспериментально подтверждены пространственные характеристики возмущения атмосферы вокруг точечного, площадного и объемного источников ионизирующих излучений, и на основе этого предложить математическую модель признаков. Проблему повышения чувствительности предложенных физических методов можно попытаться решить при помощи методов обработки, таких как вейвлет-анализ и фрактальная фильтрация.

Решение основных проблем мониторинга радиоактивного загрязнения Земли позволит предложить научно-обоснованный облик перспективной многоцелевой системы аэрокосмического радиационного ДЗЗ воздушного и космического сегментов с учетом современных угроз применения ядерного оружия, а также с учетом достижений развития бортовой геофизической аппаратуры.

Литература

1.Штефан Е. США неоднократно рассматривали возможность ядерного удара по КНДР / Е.Штефан //Сеульский вестник: газета на рус. языке 12.10.2010. - Сеул: издатель Сон Бом Сик. - [Электронный ресурс]: Источник: US often weighed North Korea `nuke option. - Режим доступа: http://vestnik.kr/nk/3941.html

2.Договор о нераспространении ядерного оружия. Одобрен резолюцией 2373 (XXII)

135