Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геодезический мониторинг техногенного рельефа (на примере Львовско-Волынского каменноугольного бассейна)

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Геодезический мониторинг техногенного рельефа (на примере Львовско-Волынского каменноугольного бассейна)"

Ю-СЕрсШКІВСЬКИЙ державний технічний університет . нафти і газу

На правах рукопису

■ Кравців Степан Степанович

ГЕОДЕЗИЧНИЙ МОНІТОРИНГ ТЕХНОГЕННОГО РЕЛЬЄФУ (на прикладі Львівсько-Волинського . кам'яновугільного басейну)

11.00.11 - охорина навколишнього середовища 1 раціональне використання природних ресурсів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Івано-Франківськ - 1905

Робота виконана на кафедрі геоморфології Львівського • державного університету їм. Івана Франка.

Науковий керівник - доктор географічних наук, ; '

професор Ковальчук І.П.

Науковій консультант - доктор геолого-мшоралогшіїїх

' наук, профосор, академік АН ТКУ '

. ' Адаменко О.Ы. ■ , .', . ' '

Офіційні опоненти: доктор геолого-шнералогішіх

наук, професор Рудысо Р. І. .

> кавдвд^' технічних наук. • ,

доцент Сщшь В, А.

Провідна організація - ВО ’•Уїсргахідвугілля** Шпісторства : ■ вугільної прощсловооті України

- /м.Соиал.ь, Львівська область/. .

Захист відбудеться “23" В<^/Р<^У*Уіоа5 р. па шлдакш спеціалізованої вченої ради Д.09.СЄ.02. в Івапо-Оранківсь-кому деркавноыу технічному увівзрсктоті кофти і газу, са адресою: 284018, и. Іваио-Фрашвськ, вул.Карпатська, 16.

з дисертацій иссяіа оанайоїттяся у Юлютоці Іванб-сран- . ківоького доргдшного техпічиого універснтоту пафти і газу ва адресою: 284018, м. Іваяо-вргцікіБоьк/ вуд.Варпатсьіїа.іб

Автореферат розісланий "•£/ " ^/-о/7?оп& ^95 р.

Вчений секретар ■ .

спеціадірованої гг- . а- »- Г-Нптшодький Б. І. вченої ради' ' :

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність геми. В Україні одним з регіонів, що характеризується яор*Е9нш станом геологічного середовища є Львівсько-Волинський кам'яновугільний басейн (ЛЕКБ). Найбільи гострі геоеіюлогічиі проблеми тут обновлені видобутком вугі-. леї езхтнйі способом. 40 призводить до значних деформацій земної поверхні па пледі иайго 150 кв.км. На сьогодні через просідання геміїоі лгчерхні ліквідовано більше сотні садко.

. Підтоплено тисячі 'гектарів орної зеїш та лісових масивів. Іййха 200 га сільськогосподарських угідь зайнято відвалами, в піст оберігається більпз 40 гш.куб.и гірських порід (Рудько, 1033). Врахозузш, по під населенкші пункт&*.зі знаходиться більпз. частина розвіданих запасів вугілля, їх видобуток у майбутньому пешшуче пишко се Оільез загострення геолого-еио-логічяої ситуації в цьсіг/ регіоні, Став очевидно» необхідність спэшадышх дсслідглнь тояногоишпе перетворень рельєфу та геологічного йорэдоггсда па території ЛВКБ.

Ці саздашш додільно вирісувати пляхоа здійснення моніторингу природних лаадпгфгів та техногенного раді фу. В основу Ііого функціональної структури нагла покласти геодезичні дослідження і спосторегинші, які доцільно об'єднати в систему госдвйшого ,ї:озіторшіту техногенного рельєфу. Актуальність такого і:снітор!2ігу вуыозлавться: • 1) шоахшістп отримання іігфоріздії про етап та дингиіку природно-антропогенних систем;. 2) Еаипшіста езрахояу від концептуального до реального імітаційного кодагзгання• дшігиші природно-техногенного рельефу; 3) вазлщ>">ю та свозчасаістя погуків виходу як з еко-исуічпоі. тгк і екологічної іфязи, в якій опинився вугільній? басейн 1пр:фодпэ сереловіхз цього регіону в ділему; 4) необхідні сто 2вріп9ши проблей‘рекультивації поруаеного г. жи-чо-тохнічнега діяльніста рельефу та геологічного середовшда, управління таном пр’лродпо-техногенних систем і природокористуванням-. ; : ■

, ■ На території ЛЕКВ відповідними службами фіксуються пара-

метра зшеэнъ 89КП0Ї поверхні на основі пері одичних геодезичних спостережень, які не охоплиать всіх динамічних природно-господарських об'єктів. Тоцу в науковій літературі часто дається характеристика деформацій рельєфу даного регіону, яка не підтверджена практичними дослідженнями, йеиае і єдиних тео-

ретичних основ пдадо методів аналізу, оцінки та прогнозування . негативній: наслідків гєотехногекезу. Есе цэ і визначило ві:0ір . теш, мету і головні напрями доелідкошш. ,

Об'єкт дослідження - техногенній та техяогенпо-зшшшиЗ рельеф Львіврько-Волинського кам'яновугільного ОасоЯяу, • природно-господарські системи та споруди, які "вписані" в гоо-логічне середовище і зазналпь лпливу несприятливих для лздщш процесів і явищ, обумовлених підземним видобутком вугілля.

Предмет* дог чідкєніія - геодезичний МОПІТОРШІГ тохногошюго рельєфу та інженерних, споруд як ©лакопт системи моніторингу навколишнього середовища. • ■ .

Нота і основні . ждання роботи. Штоо рсЗоти s Hayicosa обгрунту іііня та розрсйса ыетоди. .их основ організації система геодезичного коніто^лнгу техногенного рельефу ця складової частини моніторингу навколішнього природного сорздозицд регіону. ■ ' , • І

Для досягнення поставленої кети необхідно було вкрісити наступні завдання: ' ' ' .

- провести науковий аналіз системи моніторингу навко-

лишшого природного еєродопкгд та обгрунтувати його функціональну структуру; , . • . . : :

- розробити концептуальний підхід до програма геодезичного моніторингу техногенного ралгєіу і визначити Кого шеца в . системі моніторингу навжшанього природного серодовзг»;

t - обгрунт, _,ати катодологічні пр; ципи та розробити «это- . дичні положення проведения геодезичних спостережна за динаміко» техногенно-зшивного рельєфу; .

- провести аналіз динамік техногенного рельєфу ЛВНБ та

розробити критерії вибору об'єктів шніторингових геодезиадшх спостережні; , ■ .

- обгрунтувати методику та віясонати районувавиг досліджу-

ваної території га ступеней неОозпаюі -розвитку деформаційних процесів; ■ • . ' ' •

- - дати п£Ьгяоану оцінку динаміки земної поверхні та роз-

робити рекомендації црдо і -стосування геодезичних иетодів спостережень в системі контролю застанем техногенного рельєфу та роз; хЗці проектів по оптшізації природокорист. зання.

Теоретична і практична цінність роботи. В результаті дослідження на території ЛВКБ визначені параметри деформаційних

• - з - *

процесів зсшюї ьозэрхш. Виділено 13 районів за показником середньої інтопсіпзності вертикальних змщеііь. За тилом.горизонтальної деформації ввділені зони стискування, розтягування, розтягуБШпш-ст::сіг/сгьля; вказані напрями осей цих процесів. Ці натеріаги шкуть бути використані при: а) вирішенні наукових проблем стосовно структури регіональних і локальних полів деформаці ї, їх співаїдноюзшш з сейсмічністю, тектонічними структура.'.®; б) позуках закономірностей просторово-часово і ди1-яаїлісі земної поверхні; в) тектонсфізичному районуванні; г) ефшстивїіО'.г/ вирішенім практичній завдань - будівництва і експлуатації пеліаоїх інженерних споруд, розробки родовищ корисних ісопадин, охорони навкошзнього природного середовища. Запропонована програма геодезичного цоніторкіігу техногенного рельефу б предатноЬ дія реалізації в ішла подібних районах.

Науіїова' новизна роботи полягає п: '

- обгрунтуванні концептуальної систеїлі геодезичного моніторингу техногенного роль ефу, визначенні ЙОГО «і я в структурі шніторингу напіоипдаього природного серодовіща;

- встановленні основних закономірностей . проеторово-часо-вої дкфорзнціації динаміки зошіої поверхні та розробці методичних засад районування техногенних територій за ступенем ге-шкояогічиої небезпеки на основі геодезичних дослідамць земної поверхні;

- обгрунтуванні процедура застосування геодезичної моні-

торюїгової інфог'аціі при розробці прогнозів динаміки техногенного рельєфу і заходів по зшнеєнню і попередоюнно негативних наслідків його деформацій. , .

На захист виноситься: .

- концептуальна програма геодезичного моніторингу техногенного рельг 5у, яка забезпечує отримання високоточної інформації про масштаби та інтенсивність деформаційних процесів і полегшує управління геоеколоґічяим станом регіону;

- результати аналізу та оцінка параметрів динаміки техногенного рельефу території ЛВКБ отримані в результаті моніто-рингових геодезичних досліджень;

- структура автоматизованого' банку моніторингової геодезичної інформації. . :

- рекомендації щодо застосування геодезичних методів при організації системи контролю стану техногенного рельєфу, роз-

• - 4. - _ ' .

робці заходів по зменшенню негативних наслідків геотехногекезу і попередженню геоекологічних катастроф.

Реалізація та впровадження реаудьтатів-досдідтеюи. Результати досліджень використовуються в :практичній роботі БО "Укрзахідвугілля", геолого-екодопчяого центру при-.ДГП "Західукргеодогія", науково-дослідними лабораторіями державного університету. "Львівська політехніка”.Запропонована мзтодигса геодезичних спостережень та обробки даних апробована при розробці госвдогозірних та дергЛядалгнііХ тем кафедри герьюрфоло-гі'ї Львівського держуніверситету: "Стаціонарні дослідкещш екзогенних процесів в басейні озера Сивввір”, "Стаціонарні епос-терєлсення на екзодин; Ичному стаціонарі ”Свидааець'\ '"Віпічоішя екзогенних процесів на території ~з:гарпатсь:;ої області". Пропозиції стосовно стг/ктури моніторингу довкілля та,природоохоронні рекомендації відображш в Державній програмі соціально-економічного розвитку Карпатського регіону (підпрограма "Екологічна безпека”). Розроблений і чктазться спецкурс 'Тео-дезичні спостереження при геоморфологічних .дослдаашшх" для студентів-геоморфологів географі чного фаїїультету ДДУ.

Апробащ я роботи. Основні результати роботи доповідалися і обговорювалися на конференціях географічного факультоту в 1900-1592 pp., на міжнародній науково-практичній. конференції "Карпати - український міст в Європу: проблеми і перспективи" __(Львів, 1903) ( на республіканській науїсово-цраішічиій конференції з про? зм раціонального1 вш^онсташш ооціапьно-еііо-номічного та природно-ресурсного потенціалу регіону (Луцьк,

1993), на міжнародній науково-практичній конференції в проблем Гуцульцинй (м.Косів, 1993), на 1-а Українській науковій конференції з питань комплексного дослідження сучасної геодинаміки земної кори (Львів, . 1993), на Восьмій міжвузівській ісоорди-каційній нараді в проблем ерозійакх русловій"і гирлових процесів («.Воронеж, Росія, 1993), та шюіародаому симпозіумі з питань вивчення геодинам*ки гірських систем Європи (Львів,

1994)’. ■ . . ■; '■ ;

Публікації, до темі дипртації опубліковано 9 наукових праць загальним обсягом 3 друкованій аркуші. ;

Об^яг і структур роботи. Дисертація має ваг льний обсяг 169 сторінок і складається з вступу, чотирьох глав, висновків, списку використаної літератури (127 позицій), і додатків.

- 5 - -

Текст ілюстрований 8 таблицями і 33 рисункачи. '

'ВіШдпі матеріали та особистий внесок автора. В основу дисертаційної роботи покладені багаторічні (1983-1994- рр.) дослідження, проведені автором яа території ЛВКВ. У процесі роботи проаналізована і узагальнена геоекологічна. інформація ВО "Укрзахідвугілля”. гоолого-окологічігого центру при ДГП "За-хідутфгоолопя", Воро спеціалізованих маркшейдерських робіт («Лервоноград), а такая опрацьована відповідна наукова література. '

Особистій впесок автора полягає в науково:.<у обгрунтуванні сйстоил геодезичного моніторингу техногенного рельєфу; розробці іізгодспі геодезичних спостерелеяь; визначенні параметрів де-фор:.!зційшпс процесів генної поверхні на основі геодезичних даних; раЯоп7ззаіші території ЛВКВ за ступенем геоеколопчної небезпеки; розробці прогнозних сценаріїв динаміки рельєфу. '

і'зтолп лослідгонпя. В процесі виконання дисертаційної роботи використані картографічні, математичні,, статистичні, експедиційні, стаціонарні штоди, а також метод; факторного і системного аналізу,' кодетгашія та прогнозування. Геодезичні дослідетшш рзльефу здіКсшозадксь шліхом проведення спостережень і вкмірвзань са врограмоз регіонального та локального рівня геодезичного моніторингу (тріангуляція, полігонометрія, нівелвзаяня земної поворхні, горизонтальне та тахеометричне ЗІШ.Ї2ІЩЯ).

Дссдідташа базувалися иа теоретичних і методичних розробках вчених в •’алузі геоекоаогії, геоморфології, інженерної геології, геодезії та картографії - О.Ц.Лдашнка, Д.П.Бобров-никз, В.Д.Вольсакова, И.В.Гаовського, И.А.Голубця, Ц.П.Єсико-ва, С.О.Ізраеля, І.П. Ковальчука, В.К.Панкрушина, Г. І.Руд_.са; В, І.Сомова та 1н. ■ .

. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ.

1. Важливим олешктоц системи екологічної безпеки Є МОНІ-щі>инг навколишнього середовіща. Актуальність цього питання викликана необхідністю здійснення постійного контролі) за станом середовища і прийняття ефективних управлінських рішень. В системі моніторингу навколишнього природного середовища належне місце має зайняти моніторинг рельєфу, особливо техноген-

- б - •. • по-зміненого. Такій рельєф поширеній в гонах дії кар'єрів та шахт, займає в Україні значні ‘пхсщі. Ексока динамічність техногенного рельєфу, багагофакторність його розвитку, призводить до порупення природного стану доакіллн. В самій системі моніторингу техногенного рельєфу ватаиву роль повинен від.'гра- . вати геодезичний моніторинг. " . . .

Геодезичний моніторинг - і.лстема стеження аа Бортютаяьші-іш і горизонтальними природнши, природна-антропогенними і техногенними деформаціями земної поверхні, станом будівель та комунікацій, інлеяррних споруд. . розтасованих и геохогс-гоог-рафічному середовищ за допомого® геодезичних методів, прогноз змін природно-антропс енного рельєф та розробка пропозицій по аиеншенна і попередження шкідливе"") впливу деформацій поверхні на господарські сист...іи, управлінню станом порусдщпс ззмзль, забезпечення охорони об'єктів природи,

функціонування системи геодезичного моніторингу рельєфу мас здійснюватися на трьох основних рівнях: національному, регіональному 1 локальної^. Еони повдягані між собоз генораль-шаі шяхом передачі інформації. Від безпосередніх виконавців до рівневих центрів вона’ надходить основним (прямим) ешіхом. Крім того, повинен існувати щэ додатковий шях обміну чи передачі інформації шк ріанорівиевими струетуршазі підрозділами. Не виключена ■ можливість й інаих пляхів перо дач і та обміну інформаціє». . : . ’

. За признач шяа і типом завдань, -р Еиріц^тьсяза доланого® геодезичного моніторингу техногенного рельєфу, останній можна розділити на такі вади: •

- сигнальний - інформує пр- необхідність організації де- • тальнях спостережень за певним об'єктом чи територією;

- цільовий - забезпечує спостереження за станом найбільп небезпечних об’єктів чя територій; '

- КОМПЛЄКСШ1Й - ПОСТІЙНІЙ 1 ПОВНИЙ контроль І стану території.

На території ЛВКВ проводилися багаторічні геодезичні спостереження за програмою гегдезичного моніторингу техногенного рельєф/ (рис, 1) на регіональному та локальному рівні.

Статична модель геодезичного' моніторингу С зувалася на визначених параметрах рельєфу, цо характеризували стан території на почьі-ок 1988 року. В окремих випадках приймався до

ГЕ0ДЕЗИМ»Чй моніторинг техногенного рельєфу ......-------^...................

Вибір Об'єктів МОНІТОРИНГУ РЕГІОНАЛЬНОГО тл ЛОКАЛЬНОГО РІВНЯ

Статична модель моніторингу

Основні джерела інформаціГ

%

О* І X ОЭ

і 5 5 х

д <

<4> а

То « О

Т

5 є* 2*5 и

2? * О 1 г* хр и Ш^о

ї|е

2 ьі £ іі: з >*

Т

і

с л 2 їді

2ч

§'5

ІІь

5|§

о5в-

о<н

ІЙГЇ

X

а

Р $

и) 2з

ь ^

-< сг

Геодезична, маркшейдерська, ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНА, ГЕОМОРФОЛОГІЧНА інформацію_________

Динамічна модель моніторингу

Вибір методики СПОСТЕРЕЖЕНЬ

Тріангуляція

Тридатера-

цча

Полігономе-

трія

Астрономічні

СПОСТЕРЕЖЕНІЇ*

Маркшейдерські виміри

ГЕОМЕТРИЧНЕ

НІВЕЛЮВАННІ

]Тркгонометрич

Н18ЕАЮВЙННЧ

Фототеодолітне Зніманий

Лсроч>ото-

.ЗНІМАИН9

ТахеометричНЕ ЗНІМАНИЙ

Організація систематичних спостережень

■ Обробка,аналіз.ошнкА.ГЕодЕзично'Г інформації

Характеристика ДЕФОРМАЦІЙ РЄЛЬ«ФУ Оцінна СТАНУ РЕЛЬЄФУ

ТОПОКА^ТИ, ДІАГРАМИ, КАРТО- • ГРАМИ,КАРТОСХЕМИ Аерофото- ЗНІМКИ

X

Просторово-чк

СОБІ Закономірності

Аналіз,прогноз моделювання

Р£ДЬЄ<Уу

Комп'ютерний БАНК • ДАНИХ

гтіг-гг":

Технічні

РЕКОМЄИДАЦІІ*

Банк геодезичної інформації '- У............... - '

Споживачі інформації

Рис.І Прогрдмл ГЕОДЕЗИЧНОГО моніторингу техногенного рельєфу території Львівсько-Волинського кам'яновугільного бясейну

уваги стан форм рельєфу, який існував до початку екоплуатаці ї вугільних пгаст. 'Основою стагнчнрі моделі були результати тріангуляції. високоточного нівелювання, аерсфотознімки, топографічні карти, топографічні плани, иарквейдерська документація. в комплексі 'з топографо-геодезичними дашаді розглядалися матеріали дослідазнь геологічного соредовззда, шнераль-по-сировинних ресурсів, грунтів, пдро-кліиат'ичних умов. Статична модель будувалась як базова на шляху до створення динамічної. ■

Основними д зрадами інформації-були: ВО "Укрзах і двуг і для”, геолого-екологічний центр при ДРП "Західукргеологія'У Бюро спеціалізованих макшейдерських іюбіт, різноманітна літера ура про Львівсько-Еолинсь.иїй кам'яновугільний басейн.

- Орг£ .ізація і ведення спостережень ва техногенний рельєфом та інженерними спорудами є наступним важливим кроком програші моніторингу (рис. і). Види подібних робіт е високоточними і ефективними при застосуванні відповідної методики. Обробка, аналіз і оцінка результатів спостерень дає характеристику деформаційних процесів рельефу. забезпечує можливість визначення просторово-часових закономірностей його динаміки, прогнозування змін, моделювання рівних ситуацій.

Відповідно опрацьовані результати спостережень надходять у банк інформації та систематизації, а звідти у вигляді різноманітної топографо-геодезичної документації - до споживачів. На основі моніторцнгової геодезичної інформації розробляються технічні рекомендації та пропозиції »..) зменшенню «и попередженню шкідливого впливу деформацій поверхні на господарські об'єкти, інженерні споруди і комунікації» сільськогосподарські угіддя ТОЩО. . ■ . ‘ . ■ •

2. Раціональне використання територіальних ресурсів при реалізації системи геодезичного моніторингу техногенного рельефу забезпечуються: а) відповідного методико» спостережень на станціях локального рівня; б) алгорязмами моніторингу; в) логічністю вибору оО’еіг* і спостережень з врахуванням специфіки рельєфу та господарської діяльності.

.В процесі ведення геодезичного моніторингу рельєфу на території. ЛВКБ нами буа випробувані методика спостережень на станція., локального рівня, яка скорочує до мінімуму недоліки інших відомих • этодик і при цьому не, допускає зниження точ-

ності вимірювань*. Суть її полягаэ у використанні елеістронного маркшейдерського тахеометра ТЗМ-1 або аналогічного іншої марки як основного приладу, а також принципової схеми спостережень за реперам! профільних ліній (рис. 2). .

Об-ееаеРа профільної лінії; 0 хи - аг орні репера.

Рис.2 Принципова схема спостережень за реперами ' . профільних ліній

• Методика спостережень зводиться до комплексного визначен-

ня просторових' векторів дзформаціі реперів, вертикальні вміщання вимірюються за принципом тригонометричного нівелювання, точність якого суттєво підвищується при детальному" врахуванні вертикальної рефракції (литинский. 1986) і відповідає втопи геометричного нівелювання. -

Над опорним репером встано”шоетг-ся тахеометр (рис. 2). а. над відповідними реперами профільної лінії - відбивачі. Щоб уникнути постійних вимірів відбивачів Ув. їх доцільно встановлювати на спеціально'сконструйованій підставці, висота якої є постійно». Висота тахеоазтра Іга вимірюється за допомогою металевої рулетки а міліметровими поділками. Лінії між двома оіюр-їмчі реперами.приймають за полярну вісь. Методом кругових при. йомів вимірюють. кути р,......Jin. При візуванні на кожний репер

профільної лінії одночасно - вимірюють зенітну віддаль Z від~аль від опорного репера D. Аналогічні виміри виконують і з другого опорного репера. З метою контролю, візування на сг-редні репери профільної лінії (3. 4) проводять з двох опорних реперів. : . - ••’■■■' .

• . Горизонтальні віддалі від опорних реперів до профільних

вираховуються за формулою (“Гревого. Литинский. 1083): '

S=(VDa-rocos2z'-a casz; imj., /і/

де а- V» lnv "

Перевищення з достатньою точн. по вираховуються за залежністю: . ■ '

дН = ^2Як^пгг + Я с^22+іт/%/

де к - коефіцієнт вертикальної рафракції, який вираховується для наглого кадряміу; Кк - радіус . кривизни Зеїш.

Прийнявши полярну вісь за вісь абсцис умовної прямокутної системи координат, вираховують координати реперів профільної лінії: • ‘ ' - ■ . ■

. ос = Х + Зсоэ/З^ /„ ,

■ у = У + ЗьіпД/ . - ' '

де X , У - коордшати опорного репера.

Довжини інтервалів сі .міх реперами профільної лілії Шйна отримати за допомого» залежності/4/

гіИ(Хі+і-лі;а.+Сиі*,-уі;г.. . /4/

Величини зміщень і деформацій при обробці матеріалів спостережень визначають за татами формулами:

а) просідання (в м):

Г|= Нп1-|-Н,п , . /**/

ДбНлі-иНгл- висок позначки профільного репера відповідно з попереднього і даного спостереження.

б) перпендикулярні (до профільної лінії) зміщення реперів

(в ш): ■

- . А^=уп-у.4у ; ; /б/

де у,,і: - ординати профільного репера відповідно в початковому і останньому циклі спостережень; .

в) паралельні (в мм): '

. дх=осггЯ:4/ " /? /

де•ж1,осп'- айсциси репера в початковому 1 останньому циклі спостережень; * *

гУ абсолютне зміщення (в мм): ' •:

^ ' ^аос~ - Vйх2• ' /8/

д) горизонтальні деформації: . . '

'V ' /?/

_ де с1()с1г - довжини інтервалів між профільними реперами

відповідно першого і повторного спостереження; І - довжина інтервалу з. початкового.спостереження. ■

. • - 11- .

' Дана кетодика забезпечує -необхідну точність спостережень 1 даг шїївялсть забезпечити економію до ЗО % фінансових і трудових ресурсів. Проблемність полягає лише у виборі схеми спостережень, яка визначається .насамперед умовами видимості шл реперами. .

Алгоритм геодезичного моніторингу техногенного рельєфу иій&бралаз суть, завдання та напрямки програми його реалізації. Оператор!! дії та ті, що потребують прийняття рішень розста^еш у послідовності, якої 2і".!агає ’.рактіїчна реалізація поставленої юти .1 завдань. Черговість .постановки логічної умови, яіса шшзнас напрям дії або прийняття рішень у конкретній ситуаціях ;.'о;'е змінюватися, В перлу чергу це відноситься до операторів завершення аналізу. '

Найбільш вертикальні сісладсві ■векторів деформацій точок фіксуються в мульдах зиіпення земної поверхні. Тому періяочер-говімі об'єкта1-!!! геодезичного моніторингу техногенного рельефу і'азть бути саме мульди. Відпсзідшіх спостере;гень потребують і!Г"0!юрні будівлі і споруди, що знаходяться в мульді зміщення. Аналогічного підходу вимагають зони затоплення і підтоплення, які па території вугільного басеїігу '.' .сто не попадають в мульду' зішззння. а таїта зони значних тектонічній порушень, та Птозі ріпи деїюрмаціп зеїярї поверхні.

Геодезичні моніторингові спостереження за деформаціями рельефу виконуються на спеціальних або типових станціях локального чи регіонального рівня моніторингу. їх доцільно зак-ла; '.ти з розрахунком, соб отримані - дані давали основу для аналізу стану і динаміки рельефу та інженерних споруд. Це, по-пері'-з. економічно вклдио: по-друге, забезпечує можливістс< встЕ.юзлення різносбумовлених компонентів деформаційних процесів; по-троте. досягається повне інформаційне забезпечеш * для розробки конструктивних рекомендація, орієнтованих на -змєпеония плідливого впливу гірничих виробіток на будівлі, споруди та природні об'єкти.

3. Для практичного виконання програмі геодезичного моні-тс ингу тохногоішого рельефу лкш пули вибрані три станції спостереження в му7н>ді зміщення оє.ююї поверхні з різною інтенсивністю д формаційних процесів. Також виконувалась необхідна обробка результатів періодичних спостережень на тридцяти дев'яти станціях. - які охоплюють всі шахтні поля басейну.

І . ' ' ■ ■ ■ . .

- 12 - .

Дя інформація була надана Бюро спеціалізованих иаркшЯдерських робіт (м. Червоноград) та ВО "Укрзахідвугілля*' (м.Сокаль),

Деформаційні процеси./рельєфу на території ЛВКБ спос- . герігаються на площ майже 150 кв.км. Глибина просідань земної поверхні коливається від 0,6 до 3.9 и. На полях семи вахт поверхня понизилася на кінець 1993 року від 1.4 до 2.0 и. на одинадцяти - - від 2.0 до 3.0 м. на трьох - від 3.0 до З.В и. ' Максимальні просідання зафіксовані., ка полі пахти М 3 "Балисо-мостісська” (Н З БМ), мінімальні на полі вахти N 9."Яовово-линська" (М 9 НВ). За період з 1938 по 1903 рік максимальна глибина просідань (за рік) характерна для поля вахти N 2 ОД. В 1990-1991 роках вона становила 0.372 м. Найшнш з максіашь-них просідань зафіксовані за цей період на вахті'Н 5 Щ. Се- '.

редне максимальне просідання земної поверхні над пахтівши полями в, Нововолинському районґстановить 1.85 м. в Червояог- '

радському - 2,81 м. ‘ ' . ■ " ■

Мінімальна інтенсивність вертикальних зшшіь земної поверхні фіксується в районі ;дії вахти М 7 НВ і становить 40 мм/рік, N 4 НВ - 45 ьа./рік, N Я НВ - 40 мм/рік. На поверхні шахт N2®, N 5 НВ. Л 6 НВ. N І ВМ інтенсивність становить від 54 до 61 ш/рік. Поверхня дев'яти вахт паз вдатність поки-жуватися з інтенсивністю від 81 до 98 мм/рік, чотирьох - ВІД:.

.101 до 125 ш/рж. Максимальна інтенсивність просідань . , відмічається на полі шахти N 10 Ш і рівна 132 мм/рік. ■

За інтенсивністю просідань території сахтних шшв шага . поділити на три ділянки 8: ’ V . : - :

а) низько» інтенсивністю просідань - до. 40 мм/рік (тори-торп шахтних полів, яка не попадає під вплив гірничих ви- . робіток);' :

0) помірною інтенсивністю (40 -.80 мм/рік); V;.

в) значно» інтенсивністю (від 81 мм/рік і більше). . ;

Шока просідань земної.поверхні з низькою інтенсивністю ,

становить 18 136 га, . з помірно» - 4 546 га. значною ? 9 953 га, що становить відповідно 55 X, 14.5 X і 30.5 X від загальної площі шахтних полів басейну.’; - ' ' : : .: 1; ’ ' ■ ■

Горизонтальні деформації ка території басейну. е різнохарактерними. В зонах впливу підземних виробіток переважають процеси стискування. На значних ділянках земної поверхні фіксується горизонтальне розтягування. Решта території (цо не ;

• • . - ІЗ - -

зазнає значного техногенного навантаження) піддається процесам розтягування - стискування.

Результати.геодезичного моніторингу техногенного рельефу локального- рівня дають зыогу детально характеризувати стан конкретних ділянок г’мної поверхні та інженерних споруд. На основі цієї . інформації складені графіки зміщень і деформацій досліджуваних об'єктів на трьох станціях моніторингу і виконаний порівняльній аналіз з "розрахунковими (прогнознімі) графіій-ді. Визначені параметри та напрями еїі.-олютних горизонтальних СМІСЗНЬ ДІЛЯНОК ЗЄМОЇ. поверхні.

Дослідаюшм показали . просторово-часову ’ неоднорідність рухів1 і деформацій -зонної поверхні, що вимагає здійснення спеціального районування» території. Яра того, фактичні результати моніторингу слухать як вихідними даними для створення прогностичних сценаріїв змін земної поверхні, так і підтверд-ггошгам чи спростуванням прогнозних показників. -

‘4. Основним завдання).! районування території ЛВКБ за ступенями небезпеїси прояву деформаційних процесів е всесторонній аналіз деформованого стану земної поверхні з метоюо пошуків просторових заісоноиірностей ціс процесів. Районування території такса*розглядається як обов'язкова складова системи гео-дезпчного моніторингу техногенного рельєфу і є частиною його програмі. ... - ^ -

На основі і*онітор:шгової геодезичної інформації складена иартосхека зон максимального просідання земної поверхні тери-тор : . вугільного басейну, яка відображає ситуацію станом на кінець 1693 року. Зони з максимальною амплітудою просідання земної поверхні до 4,0 м виявлені в районі дп шахт N З ВЫ, N5 ЕМ. К) 8 Ш. Загальна площа цих зон досягає 4 кв.км. Доволі великі ареали поверхні піддаються просіданню з максимально;, амплітудою до 3,0 м (райони дії десяти вахт). Зони.з просідай- ' ням віл 0.б до 1.0 м в багатьох випадках співпадають з межами мульди зміщення. .. Г : . ' '

На території.’вугільного басейну, яка піддається процесу прс-ідання, ми виділяємо.тринадцять районів а середньою інтенсивністю 40, 45, 50. '55. 60. 65. 70 ММ/£іК.

Показники с редньої інтенсивності вирахувані за фопмулою:

ї-т^іЙШг1' /,0/

, . - 14 -

-де 11,12І п - інтенсивність просідань окремих ареалів; £>і>В2,...,5п - площ цих ареалів. \

У Червоноградському районі загальна площа ділянок, -що піддаються впливу процесів просідань, становить, 61,81 кв.км;

6 7. цієї території понижується з середньою інтенсивністю 65 мм/рік. 43 X - 60 од/рік, 34 X - 65 мм/рік. 17 У. - 70 ійі/рік.

У Нововолинському районі загальна площа аналогічних ділянок становить 82,18 кв.км; 26 X цієї площі понижується з середньою інтенсивністю 40 мм/рік. 41 X - 45 мм/рік, 33 X - 50 ш/рік.

• Районування території басейну за типом горизонтальних деформацій відображає розподіл зон загального стискування. На свідчить пре те, що вони фактично знаходяться в районах Функціонування техногенній пороглин і зумовлені в пергу чергу просіданням земної поверхні.Зони загального . розтягування фіксуються навколо зон-стискування, зумовлюються технологічним навантаженням, тектонічними порувешши. , а такоя відобратаоть Фізичний процес твердого тіла (стискування розтягування).

Значна чаотина дослідної території піддається природному процесу розтягування - стискування і. відповідно, напрями осей горизонтальних деформацій є взаємнопротидежними. Отже, підтверджується загальна теза про те. то стан порід формується при сумарній дії двох садових палів - гравітаційного і тектонічного. . • ., , ’ ■ -

Картосх’-чи районування території вугільного басейну за ступенями небезпеки деформаційних процесів дозволяють дати обгрунтовану оцінку рельєфотворчої ролі двох основних тіш їв переміщень точок земної поверхні в межах вугільного басейну та прогнозувати зміни стану техногенного рельєфу.

5. В результаті опрацювання шніторингової інформації визначені межі зон ймовірних деформацій у вугільному басейні і вирахувані їхні площі на 2039 рік.Згідно прогнозу, в Новово-линському районі просідання земної поверхні відмічатимуться на площі більше 15 тис.га» -в Червояоградськомублизько 19 тис.га. В загальному по басейну площа просідань збільшиться на 19485 га в порівнянні в початком 1994 р. . , ;

Базуючись на сьогоднішніх уявленнях профізичну природу і механізм техногенних процесів, встановлено, що ймовірні максимальні глибини просідань земної поверхні будуть, змінюватися в межах від 1,84 до 6,07 м у порівнянні з початком 1094 року.

' . • . - 15 -

Застосування геодевичних методів для вивчення сласних деформаційних процесів кае бути обгрунтованим і завчасніш. Обгрунтованість повійка базуватися на необхідності та економічній доцільності. Необхідність і завчасність визначається за показниками інтечсивноШ деформаційних процесів, отриманими в результаті геодезичного моніторингу рельєфу. Ді показники харастеризуать граіпічні величини сумарних деформацій та інформують про очікувані зшсзння земної поверхні. Економічні критерії лізиачаягьсп в результаті порівняння вартості прибутків від видобутку вугілля 1 його використання в народному господарстві та затрат па охорону природи, господарських об’єктів та покращення екологічної ситуацій.

б. Банк геодезичної иоиїторингової нформації представляє собез сукупність и:фор:-ашг.лих иаізив і в геодезичних даних, методів, ‘способів, алгоритмі в.і програй обробки та збереження вхідної іі!фор:.ації, пошуку необхідних даних і отримання на п основі нової інформації, комплекс технічних засобів, за допомого ЯКИХ ЗДІЙСНІТЬСЯ ЕПЭДОНИЯ. 'збереження, пошук, отримання і з;аг'іа нооОхідної інформації. Інформаційний фонд бр'/ку складається з блоху загальної інформації, блоку результатів спос-терожзнь, блоку аналізу та стики і блоку прогнозу та моделювання- ’ : . . . '

.. вишобюі'

1. Вивчення протягом 1988-1994 рр. динаміки техноген-цо-->:ш:оіісго радь ефу ЛЕІШ показало доцільність та необхідність організації системи геодезичного шяіторингу як основного методу дослідження деформЕ.;ійшя процесів земної поверхні. , ;

.,2. Концзптуальнють системи геодезичного моніторингу техногенного рельефу полягає у функціональній структурі, ба?атг рівневості здійснення, призначенні Гтипі завдань.

, 3. Запропонована програш реалізації геодезичного моніторингу передбачає можливість встановлення закономірностей просторово-часової динаміки земної поверхні і повного інформаційне о забезпечення для розробки конструктивних рекомендація стосовно зменсення гігігативних наслідків геотехногеноау. В результаті її апробації на території ЛВКВ визначені масштаби техногенно-зумовленої динаміки земної .ховерхш. параметри процесу просідань та горизонтальних деформацій, встановлені зако-

> - 16 -

- помірності їх розвитку. - : / .

4. Районування території ЛВКВ аа ступеней геооколопчної небезпеки на основі моніторингові» досліджень виконана у від, повідності з різними теоріями граничного стану серодовта'. Р07 Г зультати підтверджують рельєфогворчий ВПЛИВ ДВОХ' ОСНОВНИХ ‘ Гіі-

пів зміщень земної поверхні - вертикальних та горизонтальних.

5. Створена прогнозна модель техиогешю-заінеиого ргдьефу

в адекватною та достовірно відобраяаз фуккціопальїпЛ шдаїд, базуючись на аналізі результатів геодезичних дослідиш», виз-качаючи фдзичну характеристику рельефу-. ; •

6. Застосування геодезичних изтодів при організації сис-

теми контрола• динаміки рельєфу зводиться до внуоги відповід- ' пості класу інструментів, допустікої точності віаіірів, можливих фінансових та матеріальних витрат,- .

7. Необхідність'і завчасність реалізації заходів огорожі

природних та господарських' об’єктів в зонах впливу гірничих ; виробіток вианачамться за результатами геодезичного иоліторіш-гу рельєфу. Прийняття рівень природоохоронного*харахтеру повинно бути економічно ос.'рунгоиаш-ш. . -

По темі дисертаційного дослідження опубліковано хакі праці: :

1.Кравців с.с. Геодезичні спостореяання за всувама.на Свидо- ; вецьксшу стаціонарі в. Карпатах (Вісіі.Львів.ун-ту. Сор.геогр. 1992. Вил. 18. --С. 33-35. ' .. ....

2.Кравців С.С. Вивчання динаміки техногенного рельєфу на їо- \

ритори Львівсько-Всяішського кам'яновугільного басейну -//Вісіі.Львів.ун-ту. Сер.геогр. .1894.' Пул. 19. - С. 162-164. ;

3.Кравців С.С. .ЛозішськйЯ В.В. Тоодевнчні спостереження: Текст лекцій.- Львів: ред. відд.Львів.ун-ту. 1903.-32 с.

4.Кравців С.С.Питання стаціонарних досліджень екзогенних процесів в регіоні //Карпати - українськиашсг в Європу: проблеми і. перспективи.- Тези доповідей мшіародноїНауково-прак-тичної. конференції.- Львів, НШ. - С.160-161.

5.Кравців С.С. До витания про техногеииі дефориаціі рельєфу в районі Львівськогізои^ського кам'яновугільного басейну //Проблеми раціонального використашія сощально-економічного та природно-ресурсного^потенціалу регіону;- Тези доповідей республіканської 'науково-практичної конференції. Ч.1.-Луцьк,1993.

• - С.144-145';'л7-.-.\ ^

. . - 17 -

6.Кравхвш С.С. .Геодезические методы оценки интенсивности эро-8ІЮНЯО-аккумулятивных процессов в условиях антропо: энного рельефа // Тез.докл.Восьмого межвузовского координационного соиепания по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов:. Воронеж : Яэд-во Воронеж.. госагроуниверситет, 1993. :С.54-56. ' '

7.Кравців С.С. До пкгэ-ня орічіяізації системи моніторингу при-

родного середовища в Карпатах // Проблеми Гуцульщини. - Тези доповідей шетародної науково-практичної конференції.

-М.КосіВ, 1993. Ч.П. - С.21-23.

в.Лозгаюі. /А В.В. .Кравців С.С..Шевчук Р.В. До питання організації системи і.!он і торзшгу техногенного рельєфу //Комплексні дослідження сучасної геодинаміки земної кори.- Тези доповідей 1-ї Української наукової конфереєнцп.- Львів, 1993, с.37.

З.Лозинський В.В. .Кравців С.С. Районуваннг. техногенних територій па стусонем потенційної небезпеки деформаційних процесів // Геодгашшка гірських систем Європи,-Тези доповідей міжнародного симпозіуму.- Львів. 1994.-с.60.

Kravtsiv Stepan. Geodotla nionlcoring of tho technugenlc rollof (th© case of L'viv-Volynian Black Coal Basin).

Dissertation for tho acquisition of the scientific degree of Candidate of .Technical Unlvorslty of Ivano-Fran- klvs'k, Ivano-Frcnklvs'k. 1205. v .

TochrHigonlc relie/ of L/viv-Volynlan Black Coal Basin is tha object of study.. Tno conceptual modal of the geodetic monitoring systo.Ti for technugenlc relief is grounded, and its

• laco s defined within the structure of tho natural environ-степ wonltoring. The results of the geodetic observations were used for the establishment of the regularities of the earth surface .spatial-temporal differentiation. Sclentiflc-methodi-oal issues of the technogenic areas roglona]lzatlon according to the dozroo of the gooecologlcal danger are worked out on the basis of tho monitoring geodetic investigations of tha earth surface. The procedure of tho geodetic information utilization is proposed in the- prognosis of tho technogenic reliG dynamics and in the measures for the prevention and dlmlnlshment of relief Deformations.

Кравцив С.С. Геодезический мониторинг техногенного рельефа (на примере Львоеско-Волынского каменноугольного бассейна) Диссй",тация на соискание учёной степени кандидата техш-ческих наук по специальности 11.00.11 - охрана окрухаздей среды и рациональное использование природных ресурсов. Ива-но-Франковский государственный технический университет нефти и газа, Ивано-Франковск. 1995. >

Объектом исследования является техногенный рельеф Львове-ко-Волынского каменноугольного бассейна. В работе обосновано концептуальную модель системы геодезического мониторинга техногенного рельефа, определено его место в структура мониторил-га окружающей природной среды. Установлены закономерности пространственно-временной дифференциации динамики зешюл поверхности с использованием результатов геодезических наблюдений на исследуемой территории. Раороботанокаучно-иетодаческие положения районирования техногенных территорий яо степени геоэкологической опасности на основании ыоаиторинговых ; геодезических исследований земной поверхности. Предложено процедуру использования геодезической информации при разработке. прогнозов динамики техногенного рельефа и мероприятий по уменьшений и предупрезг,. зниа отрицателышх последствий его деформации.

Ключові слова: геодезичний моніторинг техногенного рельефу, геодезичні спостереження, динаміка, деформаційні процеси, інтенсивність просідань, земна поверхня, районування . території. _■ ■ '' '' :'\ч ;. '■

Ротапринт ЛвЦНТЕІ Замовлення f9

Тираж jC'O