МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ:
ОТ ВОЛН ЦУНАМИ
ДО ИНФОРМАЦИОННЫХ АТАК
В последних числах октября в г.Кемерово проходила VIII
Всероссийская конференция «Современные методы математического
моделирования природных и антропогенных катастроф». Широкий
спектр рассматриваемых на конференции задач традиционно нацелен
на предупреждение и уменьшение ущерба от самых разнообразных
кризисных явлений: от волн цунами до преднамеренных атак на
информационные сети.
Юрий Плотников, «НВС»
(Окончание. Начало в № 49)
Значительная часть территории нашей страны находится в зонах,
подверженных катастрофическому воздействию землетрясений, цунами,
оползней, наводнений и других опасных природных явлений. Все
большая часть важных хозяйственных объектов и населенных пунктов
оказывается в зоне риска. Усугубляет ситуацию достаточно жесткая
связь между природными и антропогенными катастрофами, когда
событие естественного происхождения выступает «спусковым крючком»
или отягощающим фактором для техногенного катаклизма.
Восприимчивость к прогрессу
Дилемма научно-технического прогресса: с одной стороны,
невиданные ранее темпы развития, с другой — не существовавшие
ранее угрозы. Стратегическая задача — формирование научной
политики в области техногенной безопасности.
— Реальность такова, что мы не в состоянии полностью
предотвратить аварии и катастрофы, — констатирует проф. Владимир
МОСКВИЧЕВ (Красноярск), который успешно применяет методы
математического моделирования в расчетах безопасности технических
систем. — Но на них нужно хотя бы адекватно реагировать. Каждый
человек имеет право на личную безопасность. Но сравним уровень
личного риска. В Европе вероятность попасть в аварию на
производстве равняется 10-6,
в России — 10-4.
В сто раз выше!
С другой стороны, причины катастроф на 50 % объясняются
пресловутым человеческим фактором — банальными ошибками
персонала. Встает вопрос о нашей восприимчивости
научно-технического прогресса!
Крупные города Сибири имеют свои специфические проблемы в области
техногенной безопасности. Исторически сложилось так, что
концентрация промышленных предприятий в городской черте высока, а
границы между производственной и жилой зоной размыты. Перегружены
и изношены основные фонды в жилищно-коммунальном хозяйстве.
Перечисленные факторы повышают опасность возникновения
чрезвычайных ситуаций.
Усугубляется ситуация холодным сибирским климатом. Из-за
экстремально низких температур рвутся металлоконструкции,
отказывает тяжелая техника, теплоэнергетическое оборудование.
Развитию методов расчета сложных технических систем в немалой
степени препятствует слабая разработанность нормативной
документации. Так или иначе, результаты будут, но движение в этом
направлении можно было бы значительно ускорить при наличии
серьезной государственной воли.
Безопасность угольного края
Несмотря на то, что по территории Кузбасс является относительно
небольшим регионом, он занимает 11-е место в России и 2-е в
Сибирском Федеральном округе по выпуску промышленной продукции,
добывает более половины российского угля, 86 % коксующегося угля,
производит 19 % проката. В последние годы Кемеровская область
вышла на первое место в Сибири по объему инвестиций.
Директор Института угля и углехимии СО РАН д.т.н. Вадим ПОТАПОВ
гордится экономическими успехами области вместе со своими
земляками, но одновременно не скрывает тревоги:
— Проблем становится все больше, и вызваны они как раз ростом
добычи угля, — считает проф. В. Потапов. — На первое место
сегодня выходит безопасность горных работ. Износ основных
производственных фондов в угольной промышленности превысил 50 %.
Катастрофы на шахтах у всех на слуху, и статистика по ним
печальна.
Параллельно с ростом добычи угля нарастает и напряженность
экологической обстановки. К настоящему времени в Кузбассе
скопилось 12 кубических километров отходов — полтора Эвереста по
высоте. Ежегодно исчезает до 25 км малых рек, что в некоторых
районах приводит к напряженности как с технической водой, так и с
обычной питьевой.
За счет массовых промышленных взрывов и затопления шахт резко
ухудшается геодинамическая обстановка. За год в Кузбассе взрывают
до 250 тысяч тонн взрывчатки, что создает колоссальную нагрузку
на горный массив. В результате сформировались зоны с повышенной
геодинамикой, которые могут сыграть роль триггеров — усилителей
землетрясений. Ни по каким расчетам не выходило 5-балльных
толчков, отмеченных в Кузбассе во время последнего Алтайского
землетрясения! Если бы эпицентр землетрясения оказался на
100-150 км ближе, в Новокузнецке было бы 7 баллов, т. е. 10
тысяч погибших по оценке МЧС.
Закрытие в регионе 45 шахт привело к образованию депрессионных
воронок — своего рода подземных озер. Раньше, когда шахты
работали, вода из них постоянно откачивалась. Сегодня закрытые
шахты затоплены. Во многих местах подземные воды уже выходят на
поверхность, часто далеко за пределами шахтного поля. Сам
областной центр — город Кемерово — тоже находится в зоне
депрессионной воронки: на полтора метра копни — уже вода! В
случае землетрясения эти воронки могут сработать в качестве
гидроусилителя. Работа по расчету и картографированию зон
повышенной геодинамики недавно завершена в качестве
интеграционного проекта пяти институтов Сибирского отделения.
Теперь о нашумевшей проблеме взрывов метана в шахтах. Существуют
методики, позволяющие рассчитать метанообильность массива при
движении горнодобывающего оборудования. С помощью этих методик в
лаборатории проф. Г. Полевщикова составляют карты метаноемкости.
Процесс трудоемкий, длится два месяца. Комбинированная карта,
построенная с помощью геоинформационных систем, позволяет делать
прогнозы — здесь можно ожидать выброса метана! Но встает та же
проблема: прогнозы мы делаем, но их никто не слушает.
Сегодня Институт угля выполняет задание по разработке критерия,
так называемой, «экологической емкости»: сколько можно добывать
угля, не нарушая хрупкого равновесия между объемом добычи и
состоянием окружающей среды. В 2005 году запланировано добыть
160 млн т угля. Губернатор А. Тулеев считает, что у отметки в
160-170 миллионов тонн Кузбассу надо бы остановиться, чтобы
дисбаланс между экономикой и экологией не стал необратимым. Если
страна потребует, Кузбасс даст и 200 миллионов. Вопрос, сколько
это будет стоить Кузбассу!
Ситуация остается исключительно сложной. «Правило двух ключей»,
когда региональная власть имела право управлять недрами наряду с
федеральной, отменено новым «Законом о недрах». По-прежнему нет
законодательного механизма предупреждения катастроф тех ситуаций,
которые влекут за собой катастрофы. Конечно, многие проблемы
Кузбасса уже поздно решать с помощью математического
моделирования. Но конференция не должна пройти просто так — некоторые
точки над «i» должны быть расставлены, — убежден проф.
В. Потапов.
Поиск решения
И точки были расставлены. Кемеровская конференция позволила не
только обсудить чисто научные вопросы, но и предложить конкретные
рекомендации по решению жгучих проблем, возникших в результате
динамичного развития Кузбасса.
 |
| Ведущие специалисты из Новосибирска, Красноярска, Иркутска
в гостеприимной столице Кузбасса. |
Стратегическими путями выхода из существующего состояния являются
разработка современных прорывных экологически безопасных
технологий добычи угля в постоянно усложняющихся
горно-технологических условиях Кузнецкого угольного бассейна,
переориентация промышленного развития Кемеровской области в
сторону увеличения доли перерабатывающих предприятий.
Участники совещания считают настоятельно необходимой организацию
системы контроля и мониторинга техногенной и экологической
обстановки. Для решения задач моделирования и оценки
геодинамического состояния региона с успехом могут быть применены
геоинформационные технологии и математические методы.
VIII Всероссийская конференция завершилась на высокой ноте,
передав эстафету в руки молодых (подробности см. в материале
Владимира БАРАХНИНА в № 48 «НВС»). Следующая состоится в 2007
году.
стр. 9
| 
