ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2024-1-19ecodag-3079Research ArticleГЕОЭКОЛОГИЯGEOECOLOGYУправление рисками чрезвычайных ситуаций, обусловленных подтоплением застроенных горных территорийRisk management of emergency situations caused by flooding of built‐up mountain areashttps://orcid.org/0000-0001-6037-9663АрефьеваЕ. В.ArefyevaE. V.

Елена В. Арефьева - доктор технических наук, доцент, главный научный сотрудник.

121352 Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел. +79166230708

Elena V. Arefieva - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor & Chief Researcher.

7 Davydkovskaya St, Moscow, 121352. Tel. +79166230708

elaref@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2178-5033ОлтянИ. Ю.OltyanI. Yu.

Ирина Ю. Олтян

Москва

Irina Yu. Oltyan

Moscow

https://orcid.org/0000-0001-9781-9458ПрусЮ. В.PrusYu. I.

Юрий В. Прус

Москва

Yuri V. Prus

Moscow

Всероссийский научно‐исследовательский институт по проблемам гражданской обороне и чрезвычайных ситуаций (федеральный центр науки и высоких технологий) (ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ))All‐Russian Research Institute for Civil Defense and Emergency Situations (Federal Center for Science and High Technologies) (Federal State Budgetary Institution of the State Research Institute of Civil Defense (FC))202407042024191181188Copyright © Арефьева Е.В., Олтян И.Ю., Прус Ю.В., 20242024Арефьева Е.В., Олтян И.Ю., Прус Ю.В.Arefyeva E.V., Oltyan I.Y., Prus Y.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/3079

Цель настоящей исследовательской работы – разработка научных подходов к решению проблемы повышения устойчивости урбанизированных территорий за счет гибкого регулирования режима грунтовых вод. Выработка управленческого решения по гибкому регулированию выполняется на основе применения методов решения некорректных задач, моделирования процессов геофильтрации.

Материалами для проведения исследования послужили данные исследования опасных гидрогеологических процессов, систематизированные, в том числе, по результатам мониторинга чрезвычайных ситуаций природного характера во ВНИИ ГОЧС (ФЦ). Предложенный авторами подход основан на применении комплекса методов, включающего методы: системного анализа, прогнозирования, численного моделирования с последующей выработкой оптимального управленческого решения на муниципальном уровне РСЧС.

В результате проведенного в работе численного моделирования в рамках реализации предложенного подхода в имитационном режиме определяются варианты дренажных систем и режим их работы. Это позволяет повысить уровень экологической безопасности исторически сложившихся застроенных, в том числе горных территорий.

В коллективной авторской статье представлен новый подход управления риском чрезвычайных ситуаций при подтоплении зданий и сооружений на застроенных горных территориях, в том числе исторических территориях. На таких территориях обводненный грунт сохраняет культурный слой, что предопределяет необходимость реализации гибкого регулирования режима грунтовых вод. Результаты исследования используются при выполнении научно-исследовательской работы ВНИИ ГОЧС (ФЦ) по исследованию опасных гидрогеологических процессов и их влияния на окружающую среду, безопасность жизнедеятельности, устойчивость функционирования объектов экономики, мониторингу и прогнозированию природных чрезвычайных ситуаций.

The purpose of this research work is to develop scientific approaches to solving the problem of increasing the sustainability of urbanised territories through flexible regulation of the groundwater regime. The development of a management solution for flexible regulation is carried out on the basis of the application of methods for solving problems of incorrectness.

Materials for the study were data from the study of dangerous hydrogeological processes, systematised, among other matters, based on the results of monitoring natural emergencies at the Research Institute for Civil Defense and Emergency Situations. The approach proposed by the authors is based on the application of a set of methods, including methods of: system analysis, forecasting, numerical modeling, followed by the development of an optimal management solution of emergency situations at the municipal level.

As a result of the numerical modeling carried out in the work, the variants of drainage systems and their operating mode are determined within the framework of the implementation of the proposed approach in the simulation mode. This makes it possible to increase the level o f environmental safety of historically developed built‐up areas, including mountainous ones.

The article presents a new approach to managing the risk of emergencies in case of flooding of buildings and structures in built‐up mountainous territories, including historical territories. In such territories, the watered soil preserves the cultural layer, which determines the need for flexible regulation of the groundwater regime. The results of the study are used in carrying out research work of the State Research Institute of the Russian Academy of Sciences (GOChS) on the study of dangerous hydrogeological processes and their impact on the environment, life safety, stability of the functioning of economic facilities, monitoring and forecasting of natural emergencies.

Горные территорииподтоплениеоптимизационный подходуравнение Буссинескаисторические территориипамятники архитектурыэкологическая безопасностьMountain areasfloodingoptimization approachBoussinesq equationhistorical areasarchitectural monumentsenvironmental safetyReferencesКюль Е.В., Марченко П.Е. Вопросы устойчивого развития горных территорий с учетом влияния опасных природных процессов (на примере Кабардино-Балкарской Республики // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2012. N 4(48). С. 89– 96.Kyul' E.V., Marchenko P.E. Issues of sustainable development of mountain territories taking into account the impact of hazardous natural processes (on the example of the Kabardino‐Balkarian Republic. Izvestiya KabardinoBalkarskogo nauchnogo tsentra RAN [Proceedings of the Kabardino‐Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences]. 2012, no. 4(48), pp. 89–96. (In Russian)Атлас природных опасностей и стихийных бедствий Кабардино‐Балкарской Республики / Под общей редакцией М.Ч. Залиханова. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 66 с.Zalikhanov M.Ch. Atlas prirodnykh opasnostei i stikhiinykh bedstvii Kabardino‐Balkarskoi Respubliki [Atlas of Natural Hazards and Natural Disasters of the KabardinoBalkarian Republic]. St. Petersburg, Gidrometeoizdat Publ., 2000, 66 p. (In Russian)Марченко П.Е. Некоторые теоретические аспекты сравнения территориальных систем по степени подверженности опасным природно‐техногенным процессам // Известия КБНЦ РАН. Нальчик, 2011. N 5. С. 82–91.Marchenko P.E. Some theoretical aspects of comparing territorial systems according to the degree of exposure to dangerous natural and man‐made processes. Izvestiya KBNTS RAN [News of KBSC RAS]. 2011, no. 5, pp. 82–91. (In Russian)Устойчивое развитие горных территорий Кавказа. Коллективная монография / Керимов И.А., Снытко В.А., Широкова В.А. М.: ИИЕТ РАН, 2018. Т. 1. 589 с.Kerimov I.A., Snytko V.A., Shirokova V.A. Ustoichivoe razvitie gornykh territorii Kavkaza. Kollektivnaya monografiya [Sustainable development of the mountainous territories of the Caucasus. Collective monograph]. Moscow, IIET RAN Publ., 2018, vol. 1, 589 p. (In Russian)Банкурова Р.У., Мусаева М.Л., Джабраилова М.Р. Особенности устойчивого развития горных территорий. Устойчивое развитие горных территорий. Антропогенная деятельность // Сборник материалов Международной научно‐практической конференции, Грозный, 2022. С. 30–34.Bankurova R.U., Musaeva M.L., Dzhabrailova M.R. Osobennosti ustoichivogo razvitiya gornykh territorii. Ustoichivoe razvitie gornykh territorii. Antropogennaya deyatel'nost' [Features of sustainable development of mountain territories. Sustainable development of mountain areas. Anthropogenic activity]. Sbornik materialov Mezhdunarodnoi nauchno‐prakticheskoi konferentsii, Groznyi, 2022 [Collection of materials of the International scientific and practical conference, Grozny, 2022]. Grozny, 2022, pр. 30–34. (In Russian)Гуня А.Н., Караев Ю.И. Локальные индикаторы устойчивого развития горных территорий // Грозненский естественно‐научный бюллетень. 2016. N 4(4). С. 11–15.Gunya A.N., Karaev Yu.I. Local indicators of sustainable development of mountain territories. Groznenskii estestvenno‐nauchnyi byulleten' [Grozny Natural Science Bulletin]. 2016, no. 4(4), pp. 11–15. (In Russian)Арефьева Е.В., Мухин В.И. Оценка территориальной безопасности при подтоплении. М.: АПГС МЧС России, 2008. 101с.Aref'eva E.V., Mukhin V.I.. Otsenka territorial'noi bezopasnosti pri podtoplenii [Assessment of territorial security during flooding]. Moscow, APGS MChS Rossii Publ., 2008, 101 р. (In Russian)Дзекцер Е.С. Закономерности формирования подтопления застраиваемых территорий, принципы прогнозирования и инженерной защиты. М.: Наука, 1987. 77 с.Dzektser E.S. Zakonomernosti formirovaniya podtopleniya zastraivaemykh territorii, printsipy prognozirovaniya i inzhenernoi zashchity [Regularities of the formation of flooding of built‐up areas, principles of forecasting and engineering]. Moscow, Nauka Publ., 1987, 77 p. (In Russian)Хоменко В.П. Суффозиоонные процессы на территориях городов // Проблемы инженерной геологии и инженерной сейсмологии городов и урбанизированных территорий. Материалы науч.‐практ. сем., Москва, 1990. Т. 1. С. 118–124.Khomenko V.P. Suffozioonnye protsessy na territoriyakh gorodov [Suffosional processes in the territories of cities]. Problemy inzhenernoi geologii i inzhenernoi seismologii gorodov i urbanizirovannykh territorii. Materialy nauch.prakt. sem., Moskva, 1990 [Problems of engineering geology and engineering seismology of cities and urbanized territories [Materials of scientific and practical family, Moscow, 1990]. Moscow, 1990, vol. 1, pp. 118–124. (In Russian)Arefeva E.V, Muraveva E.V., Frose T.Yu. Considering emergency hazards in construction and operation of infrastructures. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 687 066023 / International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety. 2019. Р. 066023.Arefeva E.V., Muraveva E.V., Frose T.Yu. Considering emergency hazards in construction and operation of infrastructures. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 687 066023. International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety. 2019.Арефьева Е.В. Регулирование режима грунтовых вод при подтоплении объектов и застроенных территорий // Промышленное и гражданское строительство. 2007. N 11. С. 47–48.Aref'eva E.V. Regulation of the groundwater regime during flooding of objects and built‐up areas. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and civil construction]. 2007, no. 11, pp. 47–48. (In Russian)Цховребов Э.С., Гордиенко А.Н. Метод оценки экологических угроз и рисков при функционировании техносферных объектов // Проблемы управления рисками в техносфере. 2023. N 1(65). С. 114–126.Tskhovrebov E.S., Gordienko A.N. Method of assessing environmental threats and risks in the functioning of technosphere objects. Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere [Problems of risk management in the technosphere]. 2023, no. 1(65), pp. 114–126. (In Russian)Ройтман А.Г. Деформации и повреждения зданий. М.: Стройиздат, 1987. 159 с.Roitman A.G. Deformatsii i povrezhdeniya zdanii [Deformations and damage to buildings]. Moscow, Stroiizdat Publ., 1987, 159 p. (In Russian)Дзекцер Е.С. Инженерная защита застраиваемых территорий от подтопления // Проектирование и инженерные изыскания. 1986. N 5. С. 27–29.Dzektser E.S. Engineering protection of built‐up areas from flooding. Proektirovanie i inzhenernye izyskaniya [Design and engineering surveys]. 1986, no. 5, pp. 27–29. (In Russian)Гавич И.К. Теория и практика применения моделирования в гидрогеологии. М.: Недра, 1980. 358 с.Gavich I.K. Teoriya i praktika primeneniya modelirovaniya v gidrogeologii [Theory and practice of modeling application in hydrogeology]. Moscow, Nedra Publ., 1980, 358 p. (In Russian)Васильев Ф.П. Методы решения некорректных задач. M.: Наука, 1987. 397 с.Vasil'ev F.P. Metody resheniya nekorrektnykh zadach [Methods of solving ill‐posed problems]. Moscow, Nauka Publ., 1987, 397 p. (In Russian)Евтушенко Ю.Г Методы решения некорректных задач и их применение в системах оптимизации. M.: Наука, 1982. 432 с.Yevtushenko Yu.G. Metody resheniya nekorrektnykh zadach i ikh primenenie v sistemakh optimizatsii [Methods of solving ill‐posed problems and their application in optimization systems]. Moscow, Nauka Publ., 1982, 432 p. (In Russian)Лаврентьев M. Некорректные задачи математической физики и анализа / Лаврентьев М.М., Романов В.Г. M.: Наука, 1980. 285 с.Lavrent'ev M. Nekorrektnye zadachi matematicheskoi fiziki i analiza [Incorrect problems of mathematical physics and analysis]. Moscow, Nauka Publ., 1980, 285 p. (In Russian)Lyons J.‐L. Optimal control of systems described by partial differential equations. M.: Mir, 1972. 293 p.Lyons J.‐L. Optimal control of systems described by partial differential equations. Moscow, Mir Publ., 1972, 293 p.Galeati G. Optimal dewatering schemes in the foundation design of an electronuclear plant // Galeati G., Gambolatti G. Water Resour. Res. 1988. V. 24. N 4. P. 541– 552.Galeati G., Gambolatti G. Optimal dewatering schemes in the foundation design of an electronuclear plant. Water Resources, 1988, vol. 24, no. 4, pр. 541–552.Ahlfeld D. Combining physical containment with optimal withdrawal for contaminated groundwater remediation // Ahlfeld D., Mulvey J., Pinder G. Proc. of the VI Intl. Conf. on Finite Elem. in Water resources. Portugal, 1986. Р. 205–214.Ahlfeld D., Mulvey J., Pinder G. Combining physical containment with optimal withdrawal for contaminated groundwater remediation. Proc. of the VI Intl. Conf. on Finite Elem. in Water resources. Portugal, 1986, pр. 205– 214.Willis R. Water resources manager. In North China plain // Willis R., Finney B., Zhang D. / J. of Water res. Plann. and Manag. 1989. V. 115. N 5. Р. 598–615.Willis R. Finney B., Zhang D. Water resources manager. In North China plain. Journal of Water resources. 1989, vol. 115, no. 5, pр. 598–615.Arefyeva E., Alekseeva E., Gorina L. Assessment of the vulnerability of architectural monuments to dangerous natural process // Lecture Notes in Civil Engineering. 2022. V. 180. С. 159–170.Arefyeva E., Alekseeva E., Gorina L. Assessment of the vulnerability of architectural monuments to dangerous natural process. Lecture Notes in Civil Engineering. 2022, vol. 180, pр. 159–170.Muravyeva E.V., Arefyeva E.V., Danilina N.E. Improving the sustainability of cultural heritage sites using the UNFORM.IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Р. 34.Muravyeva E.V., Arefyeva E.V., Danilina N.E. Improving the sustainability of cultural heritage sites using the UNFORM.IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, p. 34.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.