Введение к работе
Актуальность проблемы
Результаты анализа состояния элементов инфраструктуры сети железных дорог Российской Федерации позволяют сделать вывод о том, что основными препятствиями для увеличения скоростей движения поездов, веса поезда и осевых нагрузок, а в конечном итоге - факторами, ограничивающими рентабельность и снижающими безопасность железнодорожного транспорта, являются дефекты и деформации земляного полотна, составляющего около 7,3% общего протяжения железных дорог или 6298 км. Среднестатистическое распределение дефектов (по оценкам департамента пути и сооружений ОАО "РЖД") представлено на рис. 1.
in -го/ Дефекты поперечного профиля земляного полотна
„„. D Деформации основной площадки
И Сплывы откосов и осадки
33,4%^^ЩНИ^ Г ^^^^' И Водоразмывы, оползни, обвалы и сели
17,1%
Рис. 1. Среднестатистическое распределение дефектов земляного полотна сети железных дорог (по оценкам департамента пути и сооружений ОАО "РЖД").
Однако, эти дефекты неравномерно распределены по участкам сети железных дорог. Данный факт обусловлен разнообразием инженерно-геологических и климатических условий эксплуатации железных дорог, неравномерностью удельной доли и развития различных неблагоприятных геологических процессов и явлений на территориях.
Например, специалистами департамента пути и сооружений ОАО "РЖД" отмечается [1], что на Северо-Кавказской железной дороге недостаточны объемы усиления земляного полотна, а работам по скально-обвальным участкам и оползневым косогорам не уделяется должного внимания.
Вероятно, это замечание наиболее актуально для перегона Туапсе-Адлер. Практически на протяжении 100 км земляное полотно находится под воздействием волноприбоя и подвергается разрушению как со стороны моря
так и под воздействием селей и оползней, угроза возникновения которых по-
стоянно существует в границах скально-обвальных и оползневых косогоров на более чем 45 км (-43% длины перегона) их совокупной протяженности.
Так, сходы селей, связанные с деформацией земляного полотна, завалами и нарушениями пути, на перегоне носят систематический характер.
В частности, 21 июня 2005 года на 1907 километре железной дороги Москва-Адлер, на перегоне Лазаревское-Водопадное в 3:21 из-за схода селя сошел с рельсов грузовой состав из 18 порожних вагонов (рис. 2).
Объем наносных масс каждого из двух сошедших селевых потоков составил почти 200 кубометров.
Рис. 2. Результат схода селевого потока
Проблема усугубляется рядом факторов, к которым, в том числе, относятся:
абразионный характер берега (за исключением аккумулятивного Адлерского мыса и небольшой зоны перед Сочинским портом);
благоприятные геологические и метеорологические условия для активного развития оползней и селей;
недостаточные объемы ресурсов, выделяемых на работы по усилению земляного полотна;
ослабленное состояние имеющихся в путевом хозяйстве ПМС по земляному полотну (средняя укомплектованность бригад по ОАО "РЖД" на 2004 г. составляла -53%, ПМС на Северо-Кавказской дороге ПМС переданы
в дорожно-строительные тресты и работают на объектах строительства, большой износ строительной и ремонтной техники).
В сложившихся условиях повышение эффективности работ по усилению земляного полотна и использования ограниченных ресурсов невозможны без создания современной комплексной системы мониторинга земляного полотна, основанной на диагностике его состояния, режимных наблюдениях за изменениями, прогнозе деформаций, принятии необходимых решений по усилению.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы явилась разработка методики определения селеобразных участков на основе анализа аэрокосмической информации.
В соответствие с этой целью в диссертации были поставлены и реализованы следующие основные задачи:
1. Характеристика проблемы и постановка задачи исследования.
-
Характеристика проблемы.
-
Постановка задачи исследования.
2. Исследование процесса селеобразования и определение возможности
вскрытия мест воздействия селей по материалам аэрокосмической съемки.
-
Геоморфологические основы возникновения селей.
-
Определение возможности вскрытия мест воздействия селей по материалам аэрокосмической съемки.
-
Особенности определения селевой опасности для объектов железной дороги на перегоне Туапсе-Адлер.
3. Разработка методики выявления селеопасных участков по материалам
аэрокосмической съемки.
-
Способ оценки показателей водостока.
-
Критерии и ограничения.
-
Методика выявления селевых водотоков.
-
Краткая характеристика способа классификации селеопасных водотоков.
3.4.1. Показатели и ограничения.
-
Оценивание объемов рыхлого обломочного материала.
-
Методика классификации водотоков по степени селеопасности. 4. Результаты апробации.
-
Результаты выявления селевых водотоков.
-
Дополнительные преимущества использования разновременных материалов аэрокосмического мониторинга для оценки селеопасных участков.
Научная новизна диссертации объединяет решение следующих вопросов:
геоморфологические основы возникновения селей;
принципы вскрытия мест воздействия селей;
способ оценки показателей водостока;
показатели и ограничения процесса вскрытия зарождения селей;
расчеты объемов рыхлого обломочного материала;
классификация водотоков по степени селеопасности.
Практическая значимость работы
Практическое использование разработанной методики на основании дешифрирования склонов, обращенных к железной дороге - на перегоне Туапсе-Адлер выявило 4295 русел постоянных и временных водотоков. Дальнейшее углубление разработанной методики позволило свести это число до 197 водотоков, которые могут сформировать селевые потоки с объёмом твёрдой составляющей, превышающей 1 м3.
В настоящее время на Северо-Кавказской железной дороге по этим водостокам ведутся профилактическо-строительные работы.
Результаты работы используются также для определения мест скально-обвальных образований, выявления оползневых склонов и пораженных участков, а также возможных зарождения грязевых и снежных лавин.
Похожие диссертации на Методика выделения селеопасных участков на основе анализа аэрокосмической информации
