Выявление опасных геологических процессов в Большом Сочи

В 2021 году мне посчастливилось заниматься довольно таки большим проектом. Необходимо было по данным воздушного лазерного сканирования выявить опасные геологические процессы и оформить две карты для заказчика, которые в дальнейшем будут входить в отчет:

1. Карту опасных геологических процессов М 1:10 000;
2. Карту районирования инженерно-геологических условий М 1:10 000.

К сожалению, при выполнении подобных заказов подписывается бумага о неразглашении. С одной стороны, это правильно, так как заказчик данную услугу купил, с другой – работа не ассоциируется с исполнителем. Однако некоторые моменты всё же не являются секретами. Всё, что я могу сообщить об объекте: это Большой Сочи.

Теперь немного открытой информации, которую довольно легко найти.

Описываемый район расположен в области северо-западного погружения кристаллического ядра Большого Кавказа и примыкающей к ней акватории Черного моря. В административном отношении территория входит в состав Краснодарского края.

Орографически суша разделяется на две неравные части – горную и прибрежную полого-холмистую. Горная часть включает Главный хребет и вытянутый в меридиональном направлении отрог Скалистого хребта. Водная система образована реками южного склона. Все реки относятся к горному типу, обладают значительным уклоном и характеризуются непостоянным режимом, обычно связанным с количеством выпадающих атмосферных осадков. Реки южного склона – Мзымта, Сочи, Шахе, Псезуапсе и др. – впадают в Черное море. Морская часть листа охватывает шельф, континентальный склон и фрагмент глубоководной впадины. Шельф имеет ширину от 0,5 до 14 км, обычно 7-12 км. Бровка шельфа располагается на глубинах от 30 м в восточной и до 180 м в западных частях исследуемого участка.

Район работ характеризуется сложным и очень сложным геологическим строением, и различной степенью обнаженности (плохая, удовлетворительная и хорошая). При подготовке карты опасных геологических процессов использовались данные ВЛС и ЦАФС карты высокого разрешения, при подготовке карты районирования использовались материалы изученности территории прошлых лет, материалы ДЗЗ, ВЛС и ЦАФС, а также созданная карта опасных геологических процессов.

Так как все работы выполняются по определенным методикам, приоткроем завесу тайн методик, использованных при формировании карт. Данные методики также не секретны!

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Использование ЦМР, формируемой по материалам ВЛС, позволяет существенно повысить достоверность обнаружения и опережающей оценки ОГП, проявленных на земной поверхности уже на начальных этапах инженерных изысканий.

В зависимости от конечного назначения ЦММ, к их качеству предъявляются определенные требования и для получения, удовлетворяющего этим требованиям массива ТЛО. Качественное сканирование местности, совмещённое с ЦАФС, позволяет получить уменьшенную модель местности, максимально приближенную к реальности.

Методика дешифрирования опасных геологических процессов

Дешифрирование ОГП и геологических условий включает:

1. проведение сбора исходных данных (топокарты, физико-географические характеристики района) в случае необходимости;
2. выполнение работ по ВЛС совмещенного с ЦАФС, с разработкой плана полёта для высокого качества сканирования;
3. проведение классификации ТЛО, ортотрансформация ЦАФС, с построением картограмм интенсивности отражений;
4. формирование ЦМР, совмещенной с ортофотоснимками или ЦММ.
5. проведение загрузки сформированных ЦММ или ЦМР и ортофотоснимков в ГИС;
6. распознавание очертаний ОГП по их характерным признакам, отображенным в рельефе, и линеаментов по присущим им типичным примитивам, составляющих очертания каких-либо геологических процессов и образованных геологических тел (коллювиальные конусы, конусы выноса, оползневые тела и т.д.) для формирования контурных карт ОГП;
7. подготовка тематических карт (карты уклонов, текстурной поверхности, карты градиентов уклонов, конфигурации склонов (выпуклые, вогнутые и т.д.). Загрузка сформированных комплектов карт в ГИС с ЦМР и/или ЦММ для проведения дешифрирования ОГП (согласно СП 115.13330.2016) с определением количественных и качественных характеристик, линеаментов разрывных нарушений и геологических структур. Выполнение вероятностных расчетов появления или активизации склоновых процессов;
8. формирование векторных слоев с базами данных в ГИС;
9. подготовка карт инженерно-геологического районирования, карт инженерно-геологических условий, контурных карт ОГП и линеаментов.

Исходные данные для дешифрирования могут включать: данные, освещающие общую характеристику района, климат, географические, геологические особенности и прочее. Предпочтительным способом сбора данных является ВЛС местности с ЦАФС. ВЛС проводится с высот, позволяющих получить данные для топографических планов разного масштаба для проектирования. При выполнении ВЛС местности для инженерно-геологической съёмки при проектировании полёта высота задается исходя из необходимости получения максимально плотного массива ТЛО с минимальной среднеквадратичной погрешностью, и ортофотоснимков. Установлена прямая взаимосвязь плотности массива ТЛО в совокупности со среднеквадратичной погрешностью с качеством дешифрирования ОГП и геологических условий.

ЦМР для дешифрирования после уравнивания и классификации массива ТЛО готовится в ГИС или ином программном продукте, позволяющим визуализировать 3D рельеф и отрисовывать примитивы (точки, линии и полигоны).

Интерпретация данных по особым морфологическим признакам какого-либо ОГП подразумевает выделение типизированных примитивов:

• «для выявления оползневых явлений: выявляются бровки срывов, оползневых цирков, рвы отседаний, языки оползневых структур, ступенчато-глыбовые поверхности, валы выпираний и наплыв, откосы обрушений и размывы, западины и бугры»;
• «для выявления обвальных явлений: выявляются поверхности отделений обрушившихся масс, формы и размеры, уклоны, области транзита и т.д.»;
• для выявления карстовых явлений: определение карров, западин, воронок, блюдец, увалов и т.д.;
• для определения суффозионных явлений: выявление просадочных явлений – блюдец, провалов грунтов, воронок и западин;
• для выявления морозного пучения: определение форм коренных пучин (достигающих высотой 30-40 см в виде бугров сезонного проявления), текстурные формы рельефа. Верховные пучины до 5-10 см при неблагоприятных условиях не выделяются;
• для выявления гидролакколитов: определение бугров выпирания, по угнетению растительности и т.д.
• и другие ЭГП, проявленные в каком-либо виде на поверхности, развивающиеся подверженных промерзанию, талых и многолетнемерзлых грунтах.

Особый признак отложений грунтов (геологических тел, проявивших себя в рельефе и формы рельефа): осыпи, обвалы, конусы выноса, делювиальные шлейфы, коры выветривания (не перемещенные выветрелые грунты), зоны транзитов и отложений грунтовых масс и т.д.

Сами работы по выявлению ОГП на ЦМР производятся согласно патенту на изобретение № 2655955 «Способ дешифрирования экзогенных геологических процессов и инженерно-геологических условий.

Как это выглядит, представлено на рисунке ниже.

Сейсмогенный оползень на цифровой модели рельефа:
1 – бровка срыва древнего оползня;
2 – бровка срыва оползня второй генерации длительной стабилизации;
3 – бровка срыва третьей генерации временной стабилизации;
4 – направление движения оползневых масс.

Методика составления карты районирования инженерно-геологических условий

Инженерно-геологическое районирование – это выявление в пространстве территориальных единиц (таксономических единиц, таксонов) разного порядка, обладающих какими-либо общими инженерно-геологическими признаками, ограничение их от территорий, этими признаками не обладающими, их описание и картографирование.

При составлении карт районирования используют различные методические подходы, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Методические подходы, используемые при инженерно-геологическом районировании

В данном случае при подготовке карты районирования применялось по типу - оценочное, по виду – сравнительное (качественное и количественное), по разновидности – специальное.

Оценочное районирование (таблица 1) выполняется для оценки инженерно-геологических условий различных территорий на основе использования качественных или количественных показателей, геоморфологический, геологический, гидрологический, гидрогеологический и совокупность протекающих ЭГП.

При выполнении инженерно-геологического районирования должны соблюдаться следующие принципы:

• районирование выполняют по инженерно-геологическим признакам, отражающим основные закономерности пространственного изменения инженерно-геологических условий;
• сумма площадей выделенных таксономических единиц должна быть равной площади делимой территории;
• территориальные единицы (таксоны), выделенные на определенном этапе районирования, должны быть одного уровня (порядка);
• классификационные признаки должны выбираться так, чтобы каждая точка изучаемой территории попадала только в одну из выделяемых территориальных единиц (таксонов) и ни одна не могла попасть в несколько единиц этого же ранга (выделяемые участки территории не могут пересекаться);
• каждая граница между выделяемыми территориальными единицами (таксонами) должна проводиться по вполне определенному признаку (группе признаков).

Остальное, уж простите, я раскрыть не могу, так как чту заключенные между мной и заказчиком договоренности!