4

Экология/6. Экологический мониторинг

Сатимов Юрий Купешевич

старший преподаватель кафедры КИБ АУЭС, г.Алматы, РК

Мукашева Асель Коптлеувна

докторант КазНИТУ им.К.И.Сатпаева, г.Алматы, РК

Сатимова Елена Григорьевна

к.т.н., доцент кафедры КИБ АУЭС, г.Алматы, РК

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЧС ПРИ ЗАТОПЛЕНИИ И ПОДТОПЛЕНИЯХ

Из-за многообразия природных и геологических условий, практически вся территория Казахстана (около 75% территории страны) подвержена большинству известных человечеству стихийных бедствий, таких как землетрясения, наводнения, засухи, сели и другие, в результате последствий которых ухудшается благосостояние населения, возрастает негативное воздействие на окружающую среду и социальную сферу, включая доступ к питьевой воде и сбалансированному питанию [1].

Одними из важнейших и эффективных инструментов современной защиты населения от природных бедствий являются прогнозирование, мониторинг и своевременное оповещение людей о грозящем бедствии.

В рамках реализации государственной политики в области защиты населения, объектов хозяйствования и окружающей среды от чрезвычайных ситуаций природного характера министерствами, ведомствами Республики Казахстан и их научными и научно-производственными организациями проводятся плановые работы по мониторингу и прогнозированию стихийных бедствий. Основой указанной деятельности являются системы наблюдений за условиями и возникновением опасных природных явлений и процессов в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере. На территории Республики Казахстан для осуществления мониторинга за природными явлениями и процессами, созданы и функционируют ряд государственных и негосударственных структур и организаций.

В целях прогнозирования, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций во всех областях республики созданы и функционируют звенья территориальной подсистемы Государственной системы гражданской защиты (ГСГЗ).

Территориальная подсистема ГСГЗ включает в себя: комиссию по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций области и районов (города), территориальные подразделения уполномоченного органа в сфере гражданской защиты, орган повседневного управления (единую дежурно-диспетчерскую службу «112», дежурно-диспетчерские службы), службы гражданской защиты области и районов (города), силы и средства территориальных звеньев, в том числе финансовые, продовольственные, медицинские и материально-технические ресурсы, системы связи, оповещения, информационного обеспечения.

Происходящие в последние десятилетия изменения в климате, связанные с повышением температуры и интенсивности испарений, сдерживают и ограничивают развитие сельского хозяйства, а также оказывают отрицательное влияние на ограниченные природные ресурсы. Наиболее частыми причинами стихийных бедствий являются: весенние половодья и дождевые паводки, составляющие около 30% от общего количества бедствий. В Казахстане также высока опасность наводнений и селей. С повторяемостью один раз каждые 50-100 лет в Казахстане происходят катастрофические наводнения [1].

По данным Министерства по чрезвычайным ситуациям ежегодно прямой ущерб от чрезвычайных ситуаций в республике исчисляется суммой от 3,5 до 4,5 миллиардов тенге (при отсутствии глобальных стихийных бедствий). По экспертным оценкам косвенный ущерб в этом случае оценивается суммой около 15-20 миллиардов тенге и ущерб от гибели людей и лечения пострадавших - около 3 миллиардов тенге. В общей сумме это может составлять до 25 миллиардов тенге ежегодно.

В этой связи защита национальных интересов Казахстана от негативных последствий стихийных бедствий является одним из главных приоритетов долгосрочной Стратегии развития нашей страны. Вместе с тем необходимо отметить, что в настоящее время национальные меры подготовки к стихийным бедствиям в Казахстане являются недостаточными и не в состоянии охватить территорию всей страны. В этом смысле предварительная подготовленность, осведомленность и мобилизация всех заинтересованных сторон, включая уполномоченные органы, академические структуры, международные и общественные организации, а также местное население являются необходимыми для значительного улучшения безопасности и защиты населения.

Метеорологический мониторинг

РГП «Казгидромет» Министерства энергетики осуществляет контроль состояния природной среды сетью гидрологических и метеорологических станций и постов, пунктов по контролю загрязнения природной среды.

Важнейшим звеном оперативно-производственной деятельности РГП «Казгидромет», как службы по изучению природной среды, являются станции и посты: метеорологические, гидрологические, агрометеорологические и т.д., составляющие единую государственную сеть и проводящие наблюдения по единой программе и в единые сроки. В настоящее время РГП «Казгидромет» располагает 298 гидрологическими постами и станциями, 260 метеорологическими станциями, из которых 30 работают в автоматическом режиме, и 2-мя снеголавинными станциями [2].

Министерством энергетики совместно с Министерством внутренних дел разработан и утвержден Алгоритм взаимодействия между Центром управления в кризисных ситуациях Комитета по чрезвычайным ситуациям и РГП «Казгидромет» Министерства энергетики в котором отражены вопросы оперативной передачи информации о гидрометеорологических явлениях и штормовых предупреждений в режиме повседневной деятельности, а также переход на учащенный режим обмена информацией о метеорологических и гидрологических явлениях при угрозах и возникновении чрезвычайных ситуаций.

Аналогичные алгоритмы разработаны для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и подразделений РГП «Казгидромет».

Министерством энергетики совместно с заинтересованными государственными органами, акиматами областей, городов Астана и Алматы разработана Схема доведения штормовых предупреждений РГП «Казгидромет» об опасных и стихийных гидрометеорологических явлениях для принятия комплекса мер по снижению риска возникновения чрезвычайных ситуаций. На местном уровне аналогичные схемы разработаны и согласованы с местными исполнительными органами, ДЧС областей и филиалами РГП «Казгидромет».

Существующие проблемы

РГП «Казгидромет» располагает 260 метеорологическими станциями. Однако этого количества пунктов наблюдений крайне недостаточно. Так в соответствии с нормами Всемирной метеорологической организации метеорологических станций в Казахстане должно быть в 5 раз больше.

Пути решения: для решения существующей проблемы необходимо увеличить количество метеорологический станций в соответствии с нормами Всемирной метеорологической организации, а также технически переоснащить действующие станции с использованием современных технологий.

Мониторинг паводков

РГП «Казгидромет» МЭ РК ежегодно представляет заинтересованным государственным органам прогноз возможной паводковой обстановки по состоянию на 1 февраля и 1 марта на основании данных о наличии снегозапасов, осеннем увлажнении и прогнозах на весенний период.

В целях упорядочения процесса обмена данных и принятия своевременных предупредительных мер Министерством внутренних дел разработан и утвержден совместный приказ министерств внутренних дел (от 16 сентября 2015 года №773) и энергетики «По взаимному обмену информацией гидрометеорологического обеспечения».

В 2015 году РГП «Казгидромет» заблаговременно спрогнозировал и оповестил государственные органы, что в 4-х областях страны может сложиться сложная паводковая ситуация. Вместе с тем, прогнозные данные даются на обширную территорию, имеют недостаточную точность по определению времени, места и возможной обстановки [2].

В целом по стране в зонах возможного подтопления паводковыми и талыми водами расположены 860 населенных пунктов, в которых проживает 1,9 млн. человек. На основании прогнозных данных о водности рек, наличии снегозапасов, прогнозе погоды, представляемых РГП «Казгидромет», местными исполнительными органами совместно с территориальными органами Комитета по чрезвычайным ситуациям Министерства внутренних дел разрабатывается и реализуется комплекс превентивных противопаводковых мероприятий.

В регионах на основании данных мониторинга ежегодно разрабатываются и корректируются Планы реагирования на паводковые ситуации и планы взаимодействия заинтересованных ведомств и организаций на период паводка.

Существующие проблемы

РГП «Казгидромет» располагает недостаточным количеством гидрологических постов (всего 298 гидрологических постов). В соответствии с нормами Всемирной метеорологической организации гидрологических постов должно быть в 3 раза больше.

Пути решения: для решения существующих проблем необходимо:

- увеличить количество гидрологических станций в соответствии с нормами Всемирной метеорологической организации;

- создать единую автоматизированную систему гидрологических станций и интегрировать с действующими станциями и постами ГУ «Казселезащита».

В данной статье мы рассмотрим возможность увеличения достоверности прогнозируемых ситуаций возникновения ЧС за счет увеличения количества автономных станций и создание республиканской сети автоматического обмена достоверной информации.

Увеличение количества гидрометеорологических постов можно решить за счет создания автономных автоматических терминалов, которые будут установлены в точках контроля состояния внешней среды и обмениваться с центром приема телеметрии посредством систем передачи информации. В качестве передающей среды могут выступать проводные, беспроводные и оптические системы связи. Автономные автоматические станции должны иметь альтернативные источники питания (солнечные батареи, ветро и гидрогенераторы), которые будут обеспечивать зарядку аккумуляторов. В протоколе обмена терминала и Центра будет отражаться состояние всех элементов системы электроснабжения. При необходимости, специалист районного или областного центра мониторинга, будет выезжать и устранять проблему. Терминалы должны быть изготовлены в вандалозащищенном исполнении.

Терминалы должны регистрировать температуре воздуха, воды, земной поверхности, влажность воздуха, скорость и направление ветра, количество осадков, глубину промерзания грунта, высоту снежного покрова, некоторые параметры состояния моренных озер, информацию о сейсмической активности земли, уровень воды в реках и водоемах, появление воды в опасных точках, возможность передавать фото, видео и аудио информацию где это необходимо. Терминал может иметь выносные удаленные датчики различных физических параметров. Технически все элементы системы терминала давно разработаны и широко используются в практике. Необходимо только скомпоновать модульную конструкцию и испытать ее на практике. В ходе испытаний неизбежно возникнут различные технические и организационные вопросы, которые необходимо будет решить. После успешного завершения испытаний, необходимо запустить конструкцию в серию. Серийное производство компонентов системы можно даже поручить выполнять студентам соответствующих специальностей. Затем необходимо создать структуру, которая будет заниматься обслуживанием, ремонтом и профилактикой всего оборудования. Это можно организовать на базе акиматов местностей. Также потребуется создать службу, которая будет заниматься подготовкой и обучением специалистов по обслуживанию терминалов. Создать предприятие занимающееся выпуском заменяемых узлов и агрегатов входящих в систему.

В качестве систем связи можно использовать системы радиосвязи на СВ, КВ, УКВ, СВЧ, WI-Fi, GSM и оптические системы связи для различных природных условий. Каждый терминал должен компоноваться именно для данной точки местности, соответственно он будет отличаться от других терминалов какими-то узлами и агрегатами.

Например, терминал, установленный на равнинной местности, будет иметь ветрогенератор и солнечную батарею, а терминал на горной речке будет иметь гидроэлектрогенератор. Один терминал будет передавать информацию по УКВ, а другой по GSM или даже WI-Fi. Терминал установленный на снежном склоне будет иметь датчик высоты снежного покрова, а терминал на леднике будет иметь какие-то гляциолографические измерители.

Для экономии энергии можно отправлять информацию в сжатом виде коротким пакетом. При работе передатчика, за счет уменьшения длительности передаваемого пакета можно усилить мощность передаваемого сигнала, соответственно увеличить дальность передачи и уменьшить нагрузку на элементы питания.

Создание единой информационной сети системы передачи гидрометеоинформации от многих сотен или тысяч терминалов к единому центру позволит повысить достоверность прогнозов возникновения ЧС на два - три порядка и сбережет Республике материальные и финансовые средства многократно превышающие затраты на создание и обслуживание системы.

Использование беспилотных летательных аппаратов для мониторинга состояния лавиноопасных районов и состояния ледников будет эффективнее и дешевле использования пилотируемых летательных аппаратов.

Космический мониторинг территории Республики Казахстан не позволяет использовать данную информацию для оперативного контроля за условиями возникновения и развития ЧС. Отсутствует программное обеспечение, позволяющее совместить фотографии и рельеф местности территории, на которой возможна чрезвычайная ситуация. Прогнозировать ситуацию с большей достоверностью возможно при наличии 3-D карты местности, если постоянно отмечать на ней все необходимые текущие изменения природных условий, которые влияют на возникновение

Если наконец будут созданы 3-D карты Казахстана, (технические возможности для этого есть, но никому это не надо), можно по данным, получаемым с терминалов, на интерактивной карте РК непосредственно видеть состояние опасных зон и прогнозировать их изменение в опасную сторону в каждый соответствующий момент времени. Своевременно принятые меры позволят предупредить или избежать возникновение ЧС, сохранить жизнь многим людям, попавшим в ЧС и сберечь многие миллиарды тенге на ликвидацию последствий ЧС.

Список использованной литературы:

1 http://studydoc.ru/doc/4560236/nazvanie-proekta-i-nomer--usilenie-nacional._nogo-potencia..

2 Анализ состояния и развития системы защиты населения, объектов и территории от чс природного и техногенного характера, в первую очередь от землетрясений, наводнений, паводков, селей, оползней и снежных лавин.

А.К. Мукашева

Е.Г. Сатимова

2016