СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ БЕРЕГА Российский патент 2018 года по МПК E02B3/12 

Изобретение относится к способам определения опасности возникновения опасных природных явлений связанных с разрушительным воздействием на прибрежную зону, таких, как цунами или штормы с образованием волн большой высоты.

Известен способ определения опасности цунами, включающий размещение в прибрежной зоне на глубине более 100 м групп устройств регистрации, соединение их трактом связи с наземными станциями приема и обработки сигналов путем поэтапного определения опасности цунами. На расстоянии 2-4 тысячи километров от берега устанавливают еще одну группу устройств регистрации, а группу устройств в прибрежной зоне размещают на расстоянии, обеспечивающем необходимое время на защиту охраняемого района. Факт возникновения цунами устанавливают по сигналам дальних устройств, а по сигналам ближних устройств регистрации, установленных в прибрежной зоне на глубине более 100 м, определяют степень опасности волны цунами для охраняемого района (см. RU №2066466).

Поэтапное определение опасности цунами обеспечивает повышение надежности прогноза цунами по сравнению с известными решениями, однако размещение регистрирующих устройств на глубинах более 100 м ограничивает информативность получения первичных сигналов и как следствие снижает достоверность прогнозов, так как известно, что наибольшая информативность первичных сигналов наблюдается на глубинах 6-10 м от уровня прилива, вблизи берега и вдоль континентальных шельфов. Кроме того, размещение второй группы регистрирующих устройств на расстоянии 2-4 тысячи километров от берега требует наличия сложных и надежных линий связи с наземными станциями приема и обработки информации, что при неблагоприятных гидрометеорологических условиях, предшествующих возникновению цунами, технически обеспечить сложно.

Известен также способ прогнозирования состояния берега, включающий предварительное обследование прибрежной зоны, выявление индикаторов ее состояния с использованием которых прогнозируют долговременное состояние берега, (см. RU №2548186, Е02В 3/12, A01G 23/00, 2015).

При этом, выбирают прибрежные участки площадью S, равной 1 м², определяют на каждом из них площади покрытые растительностью и определяют показатель общего проективного покрытия почвы растительностью отношением S₁:S, %, далее на этих же участках устанавливают реперы на расстоянии 2, 4 и 6 метров от линии уреза воды и принимают показания уровня грунта на репере за начало координат мониторинга состояния участков берега реки; затем в качестве индикаторов состояния прибрежной зоны ежемесячно измеряют на каждом репере высоту h, см, намытого грунта относительно начала координат, после чего рассчитывают средний суммарный показатель высоты h_cp намытого грунта на трех реперах, после этого выполняют сравнительный анализ динамики процессов смыва почвы с прибрежных участков берега реки и на его основе устанавливают зависимость между значением суммарного показателя h_cp и общего проективного покрытия, затем оценивают степень деградации участков, после чего ранжируют их на ненарушенные и нарушенные, а прогноз разрушения участков берега реки составляют на основании комплексного использования суммарного показателя высоты h_cp.

Недостаток этого технического решения - при отсутствии долгосрочных результатов наблюдений (в течение сотен лет) невозможно прогнозировать вероятность появления цунами или штормового наката большой высоты (до 10 м).

Задача изобретения - обеспечение возможности прогнозирования на участках прибрежной зоны вероятности появления цунами или штормового наката большой высоты, при отсутствии долгосрочных результатов наблюдений.

Технический результат, направленный на решение поставленной задачи, выражается в обеспечении возможности прогнозирования на участках прибрежной зоны вероятности появления цунами или штормового наката большой высоты, при отсутствии долгосрочных результатов наблюдений на них. Кроме того, при наличии ранее выполненных описаний соответствующих прибрежных памятников минимизируется трудоемкость заявленной процедуры прогнозирования.

Для решения поставленной задачи, способ прогнозирования состояния берега, включающий предварительное обследование прибрежной зоны, выявление индикаторов ее состояния, с использованием которых прогнозируют долговременное состояние берега, отличается тем, что прогнозируют вероятность появления цунами вблизи оцениваемого участка прибрежной зоны, для чего выявляют участки потенциально опасные появлением цунами, после чего, вблизи этих участков, в пределах близкого геоморфологического уровня выявляют наличие изученных археологических памятников с верифицированным возрастом, после чего, используя материалы послойного описания археологического памятника и их временную привязку, прогнозируют вероятность появления цунами, причем, при отсутствии осадков, привносимых цунами делают вывод, что за период существования археологического памятника, вблизи его дислокации на оцениваемых участках прибрежной зоны, цунами не проявлялось, а при выявлении осадков, привносимых цунами делают вывод о времени появлений цунами и/или их периодичности. Кроме того, для прогноза используют археологические памятники с возрастом не меньшим заданного периода прогнозирования.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

Совокупность признаков формулы изобретения обеспечивает решение поставленной задачи, при этом, признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.

Признаки «прогнозируют вероятность появления цунами вблизи оцениваемого участка прибрежной зоны» обеспечивают возможность прогнозирования воздействия опасного природного явления (ОПЯ) на обследуемом участке прибрежной зоны.

Признаки указывающие, что «выявляют участки потенциально опасные появлением цунами» позволяют минимизировать объем работы за счет исключения из обследования участков заведомо безопасных проявлением цунами.

Признаки указывающие, что в процессе работы «вблизи этих (потенциально опасных) участков, в пределах близкого геоморфологического уровня выявляют наличие изученных археологических памятников с верифицированным возрастом, не меньшим заданного периода прогнозирования» позволяют получить прогнозные сведения об опасности проявления цунами на участке побережья, доступного для цунами, уровень которого соответствует положению территорий предполагаемых для освоения и обустройства (строительства, ведения сельскохозяйственных работ и т.п.). При этом «временная привязка» памятника, выполненная в ходе археологических исследований, позволяет оперативно уточнить прогнозный интервал и/или периодичность проявления ОПЯ.

Признаки указывающие, что после выявления изученных археологических памятников с верифицированным возрастом «используя материалы послойного описания археологического памятника прогнозируют вероятность появления цунами и их временную привязку» позволяют выявить признаки и даты проявления цунами (слои составленные осадками, привносимыми цунами) в материалах (описаниях) «стен» раскопов, зафиксированные в выполненных ранее, послойных описаниях археологического памятника и выполненных ранее временных привязках.

Признаки указывающие, что «при отсутствии осадков, привносимых цунами делают вывод, что за период существования археологического памятника, вблизи его дислокации на оцениваемых участках прибрежной зоны, цунами не проявлялось» позволяют оценить продолжительность периода полного отсутствия воздействия цунами.

Признаки указывающие, что «при выявлении осадков, привносимых цунами делают вывод о времени появлений цунами и/или их периодичности» позволяют опираясь на временную привязку слоев составленных осадками привносимыми цунами уточнить периодизацию проявлений цунами.

Признаки указывающие, что «для прогноза используют археологические памятники с возрастом не меньшим заданного периода прогнозирования» позволяют минимизировать объем работ при прогнозировании (исключить необходимость проведения работ по отбору стратиграфических колонок на глубину большую глубины раскопа памятника).

Изобретение поясняется чертежами, при этом, на фиг. 1 и фиг. 2 показаны вертикальные разрезы не содержащие следов цунами (разрез культурного слоя Краскинского городища, 2009 г., Раскоп XL), при этом на фиг. 1 показан вид с запада на профиль восточного борта, а на фиг. 2 показан вид с севера на профиль южного борта; на фиг. 3-4 показаны Цунамигенные пески в разрезах континентальных отложений на побережье Восточного Приморья (на этих изображениях слои, сложенные более светлым материалом), при этом, на фиг. 3 показан вертикальный разрез, полученный в бухте Кит; на фиг. 4 показан вертикальный разрез, полученный в бухте Проселочная; на фиг. 5 показан второй вертикальный разрез, полученный в бухте Кит.

Береговая зона - географический объект, который вследствие своего положения в контактной зоне «суша-океан» подвержен повышенному, относительно среднего, уровню воздействию Опасных природных явлений (ОПЯ).

В условиях береговой зоны, особенно, Тихоокеанской России прогнозирование ОПЯ, в первую очередь их опасных для хозяйственной деятельности последствий осложняется кратким периодом исторических наблюдений случаев ОПЯ на побережье - около 100-120 лет. Особенно это существенно для потенциально катастрофических ОПЯ с низкой вероятностью реализации, например, Цунами.

Применительно к решению данной проблемы, в условиях отсутствия длительных (сотни лет) документально фиксированных наблюдений предлагаем использовать характеристики размещения в береговой зоне археологических памятников. Природно-ресурсные условия побережья Тихоокеанской России определи повышенную концентрацию здесь различных археологических памятников, значительная часть которых описана и раскопана. Изучение памятников показывает, во многих случаях, их долгосрочную (от тысяч до сотен лет) привязку к одному месту. В случае, если памятник за историю своего существования подвергался воздействию ОПЯ, то это отражается в осадках, что вскрывается при изучении памятника.

Заявленный способ реализуют следующим образом.

Проводят предварительное обследование прибрежной зоны, в процессе которого выявляют участки потенциально опасные появлением цунами (как правило, это низменные, участки, залегающие на высоте до 5-10 м. Далее в пределах близкого геоморфологического уровня выявляют наличие изученных археологических памятников с верифицированным возрастом, желательно, не меньшим заданного периода прогнозирования. Эта работа может быть выполнена, как непосредственно, на местности, так и с использованием материалов, ранее выполненных археологических изысканий на этой территории, если в них были зафиксированы сведения о топографической привязке памятника, его возрасте, а также археологический разрез, на глубину культурного слоя, с описанием особенностей и состава, слагающих его слоев и «временная» их привязка, например, выполненная известным образом, по результатам литолого-фациальных, биостратиграфических или физических методов.

При выявлении вблизи обследуемого участка прибрежной зоны нескольких археологических памятников, известным образом или по материалам их археологического описания, определяют их возраст, и для дальнейших работ оставляют те из них, возраст которых, не меньше заданного прогнозного периода. При отсутствии, таких памятников можно выполнить прогноз на меньший прогнозный период (прогнозный период которого соответствует фактическому возрасту памятника). Но тогда, для обеспечения прогнозирования на заданную глубину (временную), придется провести работы по отбору стратиграфических колонок на глубину большую глубины раскопа памятника, обеспечивающую прогнозирование на заданную временную глубину.

Далее на стенке разреза культурного слоя памятника выявляют наличие и местоположение слоев осадков привносимых цунами (это могут быть обкатанный галечник, песок остатки раковин и т.п. материалы) и при необходимости, известными методами уточняют временную привязку этих слоев (содержащих осадки привносимые цунами) или, вмещающих их, прослойков культурного слоя, а также нижних слоев разреза культурного слоя памятника.

При отсутствии таких слоев делают вывод об отсутствии ОПЯ за период существования археологического памятника.

При наличии в разрезе культурного слоя памятника слоев осадков привносимых цунами, по глубине их залегания судят о временной привязке появлений цунами на обследованном участке побережья и/или их периодичности.

Способ прогнозирования состояния берега включает предварительное обследование прибрежной зоны, выявление индикаторов ее состояния, с использованием которых прогнозируют долговременное состояние берега. Прогнозируют вероятность появления цунами вблизи оцениваемого участка прибрежной зоны, для чего выявляют участки, потенциально опасные появлением цунами, после чего вблизи этих участков, в пределах близкого геоморфологического уровня выявляют наличие изученных археологических памятников с верифицированным возрастом. После этого, используя материалы послойного описания археологического памятника и их временную привязку, прогнозируют вероятность появления цунами. При отсутствии осадков, привносимых цунами, делают вывод, что за период существования археологического памятника, вблизи его дислокации на оцениваемых участках прибрежной зоны цунами не проявлялось. При выявлении осадков, привносимых цунами, делают вывод о времени появлений цунами и/или их периодичности. Кроме того, для прогноза используют археологические памятники с возрастом, не меньшим заданного периода прогнозирования. Изобретение обеспечивает возможность прогнозирования на участках прибрежной зоны вероятности появления цунами или штормового наката большой высоты при отсутствии долгосрочных результатов наблюдений. Кроме того, в случаях наличия ранее выполненных описаний соответствующих прибрежных памятников минимизируется трудоемкость заявленной процедуры прогнозирования. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ прогнозирования состояния берега, включающий предварительное обследование прибрежной зоны, выявление индикаторов ее состояния, с использованием которых прогнозируют долговременное состояние берега, отличающийся тем, что прогнозируют вероятность появления цунами вблизи оцениваемого участка прибрежной зоны, для чего выявляют участки, потенциально опасные появлением цунами, после чего вблизи этих участков, в пределах близкого геоморфологического уровня выявляют наличие изученных археологических памятников с верифицированным возрастом, после чего, используя материалы послойного описания археологического памятника и их временную привязку, прогнозируют вероятность появления цунами, причем при отсутствии осадков, привносимых цунами, делают вывод, что за период существования археологического памятника, вблизи его дислокации на оцениваемых участках прибрежной зоны, цунами не проявлялось, а при выявлении осадков, привносимых цунами, делают вывод о времени появлений цунами и/или их периодичности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для прогноза используют археологические памятники с возрастом, не меньшим заданного периода прогнозирования.