Дослідження впливу гірничих виробок рудників ДП «Солотвинський солерудник» на земну поверхню, будівлі та споруди з використанням супутникового радарного моніторингу

https://doi.org/10.23939/jgd2021.02.041
Надіслано: Вересень 20, 2021
1
Центр прийому та обробки спеціальної інформації та управління навігаційним полем
2
Центр прийому та обробки спеціальної інформації та управління навігаційним полем
3
Кафедра міського будівництва і господарства, Ужгородський національний університет
4
Національний університет “Львівська політехніка”

Ці дослідження спрямовані на проведення геодинамічного аудиту ДП «СОЛОТВИНСЬКИЙ СОЛЕРУДНИК» та прилеглої території з можливістю виявлення зон з осіданням або підняттям земної поверхні, які плавно сповільнюються, прискорюються або розвиваються з постійною швидкістю. Моніторинг зони інтересу проведений з використанням сучасних технологій супутникової радарної інтерферометрії. Достовірність отриманих результатів підтверджена вимірюваннями вертикальних зміщень земної поверхні та окремих об’єктів методом геометричного нівелювання. За результатами спостережень величин зсувів земної поверхні та окремих об’єктів космічними (радарної інтерферометрії) та наземними (геометричним нівелюванням) методами зафіксована висока  кореляція даних і підтверджена наявність зон активних осідань на території гірничої виробки. До найбільш небезпечних екзогенних геологічних процесів (ЕГП) за величиною збитків, завданими господарським об’єктам, належать: зсуви, карст, підтоплення, абразія, селі тощо. Поширення та інтенсивність прояву ЕГП визначаються особливостями геологічної та геоморфологічної будови території, її тектонічним, неотектонічним та сейсмічним режимом, а також гідрологічними, кліматичними, гідрогеологічними палео- та сучасними умовами. Солотвинський солерудник — одне з найстаріших підприємств Закарпаття. Родовище експлуатується з часів Римської імперії. У 1360 році на місці рудника було засновано поселення солекопів — Солотвино, яке в подальшому стало центром солевидобування і королівською монополією. Всього на родовищі пройдено дев’ять шахт. У 1995-1996 та 2001 роках після паводків почалося затоплення шахт. У 2005 році в Солотвині активізувалися зсувні та карстові провалля, що призвело до пошкодження житлових будинків, доріг та інфраструктури. Відбулося повне затоплення двох шахт. Наразі на території солерудника і прилеглих територіях спостерігаються небезпечні природні та техногенні процеси. Це в основному соляний карст як підземний так і поверхневий, провали територій в місцях розміщення шахт, а також зсувні процеси. Тому, метою досліджень є проведення геодинамічного аудиту ДП «СОЛОТВИНСЬКИЙ СОЛЕРУДНИК» та прилеглої території з можливістю виявлення зон з осіданням або підняттям земної поверхні, які плавно сповільнюються, прискорюються або розвиваються з постійною швидкістю. Для досліджень та виконання геодинамічного аудиту ДП «СОЛОТВИНСЬКИЙ СОЛЕРУДНИК» та прилеглої території використано дані радіолокаційної інтерферометрії у період з 30.04.2016 по 25.06.2018 року. У роботі використані сучасні методи інтерферометричної обробки супутникових радіолокаційних даних: метод «PS» – метод постійних розсіювачів, та метод SBAS – метод малих базових ліній. Методом геометричного нівелювання проведені вимірювання вертикальних зміщень в окремих місцях земної поверхні з метою верифікації інтерферометричних даних. Моніторинг зони інтересу проведений з використанням сучасних технологій супутникової радарної інтерферометрії. За результатами спостережень величин зсувів земної поверхні та окремих об’єктів космічними (радарної інтерферометрії) та наземними (геометричним нівелюванням) методами зафіксована висока кореляція даних і підтверджена наявність зон активних осідань на території гірничої виробки.

  1. Феоктистов, А. А., Захаров, А. И., Гусев, М. А., & Денисов, П. В. (2015). Исследование возможностей метода малых базовых линий на примере модуля SBAS программного пакета SARscape и данных РСА ASAR/ENVISAT и PALSAR/ALOS. Часть 1. Ключевые моменты метода. Журнал радиоэлектроники, (9), 13-13.
  2. Berardino, P., Fornaro, G., Lanari, R., & Sansosti, E. (2002). A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms. IEEE Transactions on geoscience and remote sensing40(11), 2375-2383. https://doi.org/10.1109/TGRS.2002.803792
  3. Gabriel, A. K., Goldstein, R. M., & Zebker, H. A. (1989). Mapping small elevation changes over large areas: Differential radar interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth94(B7), 9183-9191. https://doi.org/10.1029/JB094iB07p09183
  4. Giff, G., Van Loenen, B., Crompvoets, J. W. H. C., & Zevenbergen, J. (2008, February). Geoportals in selected European states: A non-technical comparative analysis. In Conference, Small Island Perspectives on Global Challenges: The Role of Spatial Data in Supporting a Sustainable Future location St. Augustine, Trinidad (pp. 25-29). URL: http://www.gsdi.org/gsdi10/papers/TS41.3paper.pdf (date of request: 25.11.2019).
  5. Strozzi, T., Teatini, P., Tosi, L., Wegmüller, U., & Werner, C. (2013). Land subsidence of natural transitional environments by satellite radar interferometry on artificial reflectors. Journal of Geophysical Research: Earth Surface118(2), 1177-1191. https://doi.org/10.1002/jgrf.20082,2013.
  6. Elliott, J. R., Walters, R. J., & Wright, T. J. (2016). The role of space-based observation in understanding and responding to active tectonics and earthquakes. Nature communications7(1), 1-16. https://doi.org/10.1038/ncomms13844, 2016.
  7. Li, Z., Wright, T., Hooper, A., Crippa, P., Gonzalez, P., Walters, R., ... & Parsons, B. (2016). TOWARDS INSAR EVERYWHERE, ALL THE TIME, WITH SENTINEL-1. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing & Spatial Information Sciences41.  https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XLI-B4-763-2016, 2016.
  8. Szűcs, E., Gönczy, S., Bozsó, I., Bányai, L., Szakacs, A., Szárnya, C., & Wesztergom, V. (2021). Evolution of surface deformation related to salt-extraction-caused sinkholes in Solotvyno (Ukraine) revealed by Sentinel-1 radar interferometry. Natural Hazards and Earth System Sciences21(3), 977-993.  https://doi.org/10.5194/nhess-21-977-2021, 2021.
  9. Fanti, R., Gigli, G., Lombardi, L., Tapete, D., & Canuti, P. (2013). Terrestrial laser scanning for rockfall stability analysis in the cultural heritage site of Pitigliano (Italy). Landslides10(4), 409-420.
  10. Ferreti, A., Monti Guanrieri, C., Prati, C., Rocca, F., & Massonnet, D. (2007). InSAR Principles–Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpration.  ESA Publication, 2007. 48 p. URL: https://www.esa.int/esapub/tm/tm19/TM-19_ptA.pdf (date of request: 10.12.2019).
  11. Rucci, A., Ferretti, A., Guarnieri, A. M., & Rocca, F. (2012). Sentinel 1 SAR interferometry applications: The outlook for sub millimeter measurements. Remote Sensing of Environment120, 156-163. https://doi.org/10.1016/j.rse.2011.09.030
  12. Research of the possibilities of the small baseline method using the SBAS module of the SARscape software package and data SAR ASAR / ENVISAT and PALSAR / ALOS as an example. Part 1. Key points of the method / A. A. Feoktistov et al. Journal of Radio Electronics. 2015. No 9. (in Russian). URL: http://jre.cplire.ru/jre/sep15/1/text.html. (date of the application: 01/15/2020).