Рис. 2. U-Pb диаграммы с конкордией для циркона и бадделеита из базитовых даек, Кировогорское месторождение.

Рис. 3. Микрофотографии цирконов из габбро-норитовых даек. Слева – Е-31 (морфотип 1; РЭМ-фото, размер кристалла 100 мкм), справа – КГ-96-8 (морфотип 1; снимок в иммерсии, размер кристалла 100 мкм).

Рис. 4. U-Pb диаграмма с конкордией для циркона из тоналитов (темные квадраты) и лептитов (темные овалы), вмещающих ПЖФ Кольского полуострова.

Рис. 5. Изохрона Герлинга-Хоутерманса (сплошная линия; Т=2750±40 млн. лет, СКВО=1.1) для валовых проб тоналитов фундамента (точки №№ 1-9), плагиоклаза из алюмосиликатного гнейса (№ 10), галенита (№12) и карбоната (№11) из железистых кварцитов, а также изотопный состав свинца плагиоклазов из амфиболитов (№№ 14-15) и диопсида из железистых кварцитов (№ 13). №№ 1-9 – скважины по профилю через Оленегорскую структуру, коллекция П. М.Горяинова (Пушкарев и др., 1979); №№ 11-13 – коллекция Н. Л.Балабонина (Пушкарев, 1990). Номера точек соответствуют пробам из табл. 3.

Рис. 6. Типичная для железистых кварцитов структура развития магнетита по диопсиду. Северное тело Кировогорского месторождения, гор. 185, коллекция автора (зарисовка шлифа выполнена Г. Ю.Иванюком). Белое – кварц, черное – магнетит, крап – диопсид, штриховка – актинолит.

Рис. 7. Вариации содержаний породообразующих элементов относительно состава амфиболита в единице объема на идеализированном петрохимическом разрезе железорудной формации Кольского полуострова (1 – амфиболит, 2 – амфибол-биотитовый гнейс, 3 – силлиманит-мусковитовый гнейс, 4 – силикатный железистый кварцит, 5 – магнетитовый железистый кварцит).

Рис. 9. Результаты численного моделирования по стресс-сдвиговому преобразованию амфиболита. На графиках приведены концентрации породообразующих компонентов в атомных количествах. t — безразмерное время, r – безразмерное расстояние.

Рис. 10. Результаты численного моделирования процессов в системе “магнетит-ферросилит Fe2+-Fe3+” с равномерным исходным распределением компонентов. Показаны безразмерные концентрации Fe2+,Fe3+ (справа) и пространственное распределение магнетита в безразмерных единицах (слева) t – безразмерное время, r – безразмерное пространство.

Таблица 1. Изотопные U-Pb данные для акцессорных минералов Оленегорской рудной структуры (пробы без спецификации минерала состоят из цирконов).

1. Отношения скорректированы на холостое загрязнение и на масс-дискриминацию; 2. Коррекция на примесь обыкновенного свинца определена на возраст по модели Стейси и Крамерса (Stacey, Kramers, 1975); 3. Введена поправка на изотопный состав плагиоклаза из дайки Кировогорского месторождения: 206Pb/204Pb=14.32±0.02; 207Pb/204Pb=14.82±0.01; 208Pb/204Pb=33.43±0.02.

Таблица 3. Изотопный состав свинца пород и минералов железорудной формации Кольского полуострова.

Мугоджарские горы в Казахстане — еще горы, продолжение Урала. А вот их южные отроги, Чушка-куль, только называются, горами, это скорее бугры и увалы. Вдоль них с запада, устремляясь к Устюрту, змеится сухая речка Чеган, в которой вода течет весной да после случайных и редких дождей — осенью. Но в глубоких промоинах, как в маленьких озерах, она держится все лето. Это волчьи, кабаньи и птичьи водопои. Звери приходят пить ночами, птицы прилетают днем. Ранним утром несутся к воде стремительные стайки рябков и саджи. В полдень, когда белеет над степью небо, слетаются со всех сторон орлы.

Белое небо, белая глина, белая соль, седая полынь — темноперые птицы под слепящим солнцем издали кажутся совершенно черными. Ближе становится различимой разница в расцветке наряда: те, что посветлее, коричневые,— молодняк; а старые птицы в буром пере почти без всякого рисунка. Чем темнее орел, тем ярче кажется у него желтизна по краям большого рта. (Орлы «желтороты» всю жизнь. Это не воробьи.)

Несмотря на зной, птицы не торопятся напиться, как бы ожидая еще не прилетевших. Иные изваяниями стоят на видных местах, а большинство кружит в несколько ярусов над степью, словно убеждаясь, что никто не помешает им утолить жажду. Постепенно орлов становится столько, что всех вместе уже можно назвать стаей, от общего внимания которой на километры вокруг не ускользнет что-либо подозрительное.

В полном молчании кружат орлы над раскаленной степью, наверное, понимая действия и намерения друг друга взглядом, и лишь изредка из белизны небосвода донесется негромкий, хрипловатый клекот, лающий крик с прибавкой вороньего карканья. Значит, кому-то понадобилось отыскать или позвать своего, подать сигнал о большой добыче, предупредить о чем-то всех, а может быть, прибавить удали перед стремительным падением к земле.

Если бы не орлы, полуденная степь выглядела бы совершенно безжизненной. Как может она прокормить столько крупных хищников? Может. Просто эти часы не их охотничье время. Степные орлы — ловцы сусликов, и в жару их добыча отсиживается в прохладных норах, потому что солнце для этих зверьков так же страшно, как и орел, и только в начале и в конце своего дневного пути позволяет оно попастись суслиному народцу.

Хищные птицы обычно берут свою добычу с лёта, нередко промахиваясь на броске. Степной же орел, как суслятник-профессионал, освоил оригинальный способ ловли, при котором

неудачи случаются лишь у начинающих. Он знает, что у суслика в каждой норе лишь один вход-выход, и куда зверек юркнул при опасности, оттуда же, малость успокоившись, он выйдет, чтобы голод утолить или спрятаться в более надежном убежище, в норе-доме. Наметив среди пасущихся грызунов жертву, пернатый охотник не всегда стремится схватить ее с налета. К тому же и сам взрослый суслик не промах: запасных норок на его участке достаточно, и он мгновенно заюркивает в ближайшую. Орлу того и надо: он ложится чуть поодаль от входа и терпеливо ждет. Со стороны — не птица, а вросший в землю темно-бурый дикий камень. У суслика и терпения не хватает, и сообразительности, чтобы узнать в неподвижном валуне свою смерть. К тому же его успокаивает и поведение родичей-соседей, которые орла не видят вовсе. И, внимательно оглядевшись, он вылезает совсем, чтобы продолжить прерванное занятие. Второй встречи с орлом у него уже не будет. Внезапное оживление «камня», вырастающего чуть ли не вчетверо, на мгновение парализует волю жертвы, а бегает орел не хуже собаки… Когда же молодое суслиное поколение начинает покидать родительские норы, с охотой становится еще проще.

Есть у степного орла и другая добыча, и стервятником он тоже может становиться при случае, и снулую рыбу ест, но суслики для него прежде всего: он отыскивает этого зверька даже там, где его не могут обнаружить специальные зоологические экспедиции.

Еще тридцать — сорок лет назад немногочисленные в ту пору охотники-промысловики определяли сроки массового пробуждения желтого суслика в актюбинских степях по началу пролета орлов, которые вторгались в воздушное пространство северного Приаралья не поодиночке, а сразу большими стаями. Ныне, к сожалению, об этом приходится говорить лишь в прошедшем времени, и вряд ли кому из современников посчастливится испытать неизгладимое впечатление от свободного полета такой стаи…

Орлы прилетали в середине марта, когда степь еще лежит под девственно-белым снеговым покровом, углаженным ветрами до такой звенящей плотности, что некованый конь под тяжелым всадником оставлял на блестящей поверхности едва заметные следы; а солнце, уже теплое и яркое, отражается от нее как от зеркала. Орлу над такой степью лететь и рискованно, и утомительно: от долгого махания крыльями, которые более удобны для парения, птица быстро устает, а чтобы продолжить путь, нужен и отдых, и сытный корм. Корм есть: суслики вовсю хлопочут о продолжении рода, шныряя по соседним норам. Но в эти полузимние-полувесенние дни над степью нет даже самых малых восходящих токов воздуха, которые могут нести тяжелых птиц без затраты их собственных сил.

А орлы летели. Досрочную навигацию им открывала железная дорога Средняя Азия — Оренбург, на которой через каждые восемь километров — разъезд, через сорок — станция. В пристанционные аулы, поселки, городки весна приходила на несколько дней раньше: затоптанные перроны, расчищенные пути, засыпанные золой дворы и улицы солнце освобождало от снега задолго до того, как бралось за такыры, барханы и солончаки. И уже до полудня над маленькими разъездами поднимались в безоблачное небо мощные токи нагретого воздуха. Их-то и научились использовать степные орлы для раннего продвижения на север.

Когда орлиная стая появлялась над станционным поселком, птицы летели так низко, так устало взмахивали длинными крыльями, что казалось: вот-вот начнут цеплять ими о провода, о ветки уличных карагачей и оттяжки банной трубы. Но именно здесь взмахи прекращались, и орлы по широкой спирали начинали набирать высоту, уже не шевеля крыльями. Такому парителю, как степной орел, вполне достаточно скорости восходящего тока воздуха всего полметра в секунду, чтобы за несколько минут превратиться в птицу не крупнее ласточки. А каждые сто метров высоты позволяют ему без усилий преодолеть в безветрие более полутора километров, а при попутном ветерке — и все два.

Ночь орлы проводили не на снегу, а на телеграфных столбах. Когда-то никаких столбов в степном пейзаже не было и цари птиц отдыхали на каменных бабах, на могильных курганах, с которых горизонт раздвигался пошире. Потому и столбы— удобные насесты — понравились орлам сразу. Вслед за линиями связи по бывшим вольным просторам разбежались местные и магистральные ЛЭП. Пока низковольтные проводе висели на деревянных столбах, птиц не било электротоком. Бетонные же столбы с начинкой из железной арматуры стали для орлов и других крупных пернатых смертельной опасностью. Не браконьерство, не распашка целинных степей привели степного орла в «Красную книгу СССР», а электрификация, авторы которой не посоветовались с орнитологами. Ведь конструкция защитного устройства крайне проста, но орлы продолжают гибнуть на проводах и сегодня.

В давние, благодатные для степных орлов времена общим правилом для них было строить гнезда на земле. Это не уютная и теплая постройка, а невысокая и широкая куча из веток, каких-то ошметков, сайгачьих или овечьих ребер, сложенная лишь для того, чтобы под яйцами и птенцами была не голая глина. Гнездо такое видно издали и конному, и пешему, потому что птицы мостят его на каком-нибудь возвышении, бугорке, кургане, на развалинах могил, чтобы и самим, не взлетая, видеть далеко вокруг. В Черноземье степняки гнездились когда-то на старых соломенных стогах. Известно несколько случаев, когда эти орлы выводили птенцов в гнездах на деревьях, но скорее всего не собственной постройки, а в пустующих и еще крепких жилищах своих соседей орлов-могильников.

У хищников обычно греют яйца самки, а самцы кормят наседок. У степняка орел, кажется, совсем не заботится, сыта или нет орлица, или же подкармливает ее от случая к случаю. Она охотится для себя сама, не теряя гнезда из вида и всегда успевая к нему, если нужна защита. Разве что непогода не позволит даже ненадолго оставить яйца. А обычно она без опаски доверяет их солнцу, пока то не успело подняться высоко и раскалить землю и воздух. Птенцов же оба родителя кормят с одинаковым усердием, и пока орлята не оденутся в перо, отец и мать в полдень спасают их от перегрева своей тенью.

Явление радуги всем известно.

Когда солнце у горизонта, мы видим полный полукруг; когда же солнце высоко — только часть радуги у горизонта.

Когда солнце стоит над горизонтом выше 45° (днем и летом), то радуга не видна, так как она уходит за горизонт, однако ее можно обнаружить с самолета: она проектируется на земную поверхность. Иногда наблюдаются даже двойные радуги.

Радугу можно видеть и при лунном освещении, но она кажется нам белой, так как свет от луны очень слаб и наш глаз не в состоянии различать оттенки окраски радуги.

Радуга возникает от преломления и разложения лучей света в каплях дождя. Принято говорить о «всех цветах радуги», но в действительности мы видим только три цвета — красный, зеленый, фиолетовый, иногда еще два цвета — желтый и оранжевый, но они выражены очень слабо.

Яркость радуги и ясно выраженный красный цвет говорят о крупных каплях дождя, в которых происходит преломление лучей света. Следует иметь в виду, что каждый наблюдатель видит не радугу вообще, а «свою» радугу, «свой» круг и венец, потому что эти явления в атмосфере зависят от положения солнца или луны по отношению к главу наблюдателя.

Вероятно, вам не раз приходилось видеть

небольшие огороженные забором площадки, на которых стоят «домики», напоминающие ульи пчельника, воронкообразные сосуды и разные приборы на подставках. А над всем этим возвышается столб с флюгером. Это метеорологические станции.

Они изучают состояние атмосферы и следят за явлениями погоды.

В нашей стране работают тысячи метеорологических станций. Они находятся в городах, в крупных селениях, высоко в горах, в Арктике и даже на морях, где корабли ведут наблюдения за погодой, а результаты сообщают по радио на материк.

Совершенно недопустимы пропуски и опоздания в наблюдениях: они обесценивают всю работу метеорологической станции. Поэтому за 10—15 минут до наблюдения метеорологи обходят все метеорологические установки, чтобы проверить, исправны ли они.

Сначала записывают показания приборов в помещении, а потом ужена метеорологической площадке. Все отсчеты по приборам заносят в специальный журнал наблюдений. По истечении месяца по этим материалам составляют сводную таблицу погоды.

Результаты наблюдений многочисленных метеорологических станций сразу же передаются по телеграфу или по радио в бюро прогнозов области и Центральный институт прогнозов. Бюро прогнозов — это учреждения, которые на основании полученных данных предсказывают погоду по данной области.

Сведения о погоде за один и тот же час из различных мест наносятся условными значками на географическую карту, что позволяет видеть состояние погоды одновременно в разных районах.

Прибрежные территории всегда будут являться притягательными для размещения объектов строительства и хозяйственных комплексов, поэтому применение современных технологий, направленных на снижение риска и предотвращение ущерба от наводнений, является одним из актуальных направлений в геоэкологии.

Цель работы состоит в разработке методики моделирования затопления территории по космическим снимкам в сочетании с данными об уровнях воды, определяемых на гидропостах, и оценки риска затопления в периоды половодий.

Основные задачи исследования:

1.

Проанализировать опыт применения методов дистанционного зондирования Земли и ГИС-технологий для мониторинга половодий.

2. Провести экспериментальные исследования по оперативному космическому мониторингу территории Нижегородской области в периоды половодий.

3. Разработать методику моделирования затопления территории по космическим снимкам.

4. Разработать методику оценки риска затопления территории в периоды половодий.

5. Составить карты опасности, экономической уязвимости и экономического риска затопления территории на тестовых участках в Нижегородской агломерации.

Объектом исследования являются территории, подверженные сезонным затоплениям.

Предмет исследования – применение космических снимков и ГИС-технологий для мониторинга половодий и оценки риска затопления территории.

Методы исследования: методы геоинформационного анализа данных дистанционного зондирования Земли из космоса, автоматизированной обработки данных и картографирования результатов, анализа и обобщения материалов на основе теории риска и ее применения для оценки риска затопления территории в периоды половодий.

Научная новизна. Разработана методика моделирования затопления прирусловых территорий крупных и средних рек по архивным космическим снимкам высокого пространственного разрешения в сочетании с данными об уровнях воды, определяемых на гидропостах. Разработана методика оценки риска затопления земель в периоды половодий, позволяющая оценивать и прогнозировать экономический ущерб для урбанизированных территорий.

Результаты исследования, выносимые на защиту:

1.

Методика моделирования затопления территории по космическим снимкам высокого пространственного разрешения в сочетании с данными об уровнях воды, определяемых на гидропостах.

2. Методика оценки риска затопления территории в периоды половодий.

3. Результаты апробации разработанных методик моделирования затопления территории по космическим снимкам высокого пространственного разрешения в сочетании с данными об уровнях воды, определяемых на гидропостах, и оценки риска затопления территории в периоды половодий.

Практическая значимость работы. Исследования, положенные в основу диссертационной работы, выполнялись автором в рамках ряда НИР по заказу Главного управления МЧС России по Нижегородской области, а также по Государственным контрактам по теме: РИ-111.0/003/127 «Применение геоинформационных технологий на основе данных дистанционного зондирования Земли с целью оценки и снижения рисков ущерба в период половодий» в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы и в рамках проекта «Разработка научных основ и технологий защиты урбанизированных территорий от природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)».

Результаты работы внедрены при подготовке необходимых планово-картографических материалов в рамках подраздела «Организационная и научная деятельность в бассейне Волги» плана работы Операционного центра ЮНЕСКО при ННГАСУ; при проверке на тестовом участке гидродинамической модели реки Волги, разработанной в рамках проекта «Моделирование Волжско-камского каскада водохранилищ» российско-германской научно-исследовательской программы «Волга-Рейн»; при разработке Схемы территориального планирования Балахнинского района Нижегородской области. Геоинформационная база данных зон затопления передана для практического использования в Центр мониторинга и прогнозирования ЧС Главного управления МЧС России по Нижегородской области.

В учебном процессе результаты работы используются в курсовом и дипломном проектировании студентов ННГАСУ, а также в лекционных курсах по дисциплинам «Аэрокосмические методы мониторинга в кадастре объектов недвижимости», «Геоинформационные и земельные информационные системы».

Апробация результатов работы проводилась на следующих конференциях: научных конгрессах Международных научно-промышленных форумов «Великие реки» (Нижний Новгород, 2006, 2007, 2008, 2009), Третьей международной конференции «Земля из космоса – наиболее эффективные решения» (Москва, 2007), VI и VIII Международных молодежных научно-технических конференциях «Будущие технической науки» (Нижний Новгород, 2007, 2009), V научно-практической конферен­ции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Москва, 2005), VIII Российских Чтениях-конкурсе памяти С. А. Каплана (Нижний Новгород, 2005), Четвертой и Пятой открытых всероссийских конференциях «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (Москва, 2006, 2007), VI Межрегиональной научно-практической конференции «Новые информацион­ные технологии – инструмент повышения эффективнос­ти управления» (Нижний Новгород, 2007), ХII Нижегородс­кой сессии молодых ученых (технические науки) (Нижегородс­кая область, 2007), отчетной научной конференции института архитектуры и градостроительства ННГАСУ (Нижний Новгород, 2009).