Краткая цель программы: обеспечить количественный мониторинг оседания торфяных земель, раннее обнаружение зон ускоренной деградации и дать данные для коррекции водного режима и землепользования.
1) Схема сети и методы
- InSAR (спутниковая интерферометрия)
- Источники: Sentinel‑1 (радикальная частота проходов) и/или коммерческие SAR при необходимости.
- Частота съёмок: примерно $6-12$ дней (Sentinel‑1); обработка временных рядов ежемесячно и квартально.
- Пространственное разрешение анализа: характерно $20-100$ м, точность относительного смещения на уровне $\sim 1-5$ мм по серии.
- Задача: карта пространственного распределения оседания, выявление очагов и аномалий.
- Станции GNSS
- Непрерывные (CORS) в ключевых точках (представительные участки, границы управленческих единиц, возле объектов инфраструктуры): интервал записи $1$ с, ежедневные решения для вертикальной компоненты.
- Рекомендуемая плотность: минимум $1$ станция на крупную управленческую единицу (поле) или каждые $10-30$ км в зависимости от размера территории; в малых участках — минимум одна.
- Кампанийные GNSS‑точки (постоянные маркеры) для большей плотности контролируемых точек: обследование каждые $3$ месяца ($4$ раза/год).
- Применение: абсолютная привязка InSAR, оценка долгосрочной вертикальной скорости (мм/год).
- Точные нивелирные профили
- Точки и профили через наиболее уязвимые участки (траншеи, дороги, дамбы).
- Плотность маркеров вдоль профиля: каждые $200-500$ м или реже в зависимости от локальной изменчивости.
- Точность: порядки миллиметров (1 км нивелирования $<1$ мм при применении высокоточ. методов).
- Частота: ежегодно или два раза в год (высокий риск) — рекомендуется $1-2$ раза/год.
- Инклинометры / наклонные датчики в скважинах
- Устанавливать рядом с каналами осушения, дамбами, под безопасностью инфраструктуры и в очагах выявленной деформации.
- Частота измерений: автоматические датчики — непрерывно (с агрегацией дневных/недельных значений); ручные — ежемесячно.
- Разрешение: доли мм/м (или $<0,01^{\circ }$) для раннего обнаружения боковых смещений и пластической деформации.
- Дополнительно (рекомендуется): реперные скважины/пробные шурфы для контроля толщины торфа, пьезометры (уровень грунтовых вод) — частота измерений автоматическая часовая/суточная или ручная еженедельно/ежемесячно.
2) Ключевые показатели деградации (с формулами)
- Вертикальная скорость оседания:
- $v=\frac{\Delta h}{\Delta t}$ (мм/год или мм/мес).
- Кумулятивное оседание:
- $H_{cum}=\sum \Delta h$.
- Относительная деформация (удельная потеря высоты торфа):
- $\epsilon =\frac{\Delta h}{h_0}$ (безразмерная; в процентах $\epsilon \times 100\%$).
- Площадь и доля территории с превышением пороговой скорости:
- $A_{>v_0}=$ площадь, где $v\ge v_0$; доля $=\frac{A_{>v_0}}{A_{total}}$.
- Боковое смещение / наклон:
- угол наклона/скорость наклона $\theta /\Delta t$ или линейное смещение в мм/м.
- Плотность простого индикатора деградации (интегральный индекс), например:
- $I=w_{1}v+w_2\epsilon +w_3(\text{ур. в.})$ — для ранжирования участков (весовые коэффициенты $w_i$ назначаются по задачам).
3) Рекомендуемые пороги тревоги (примерные)
- Низкая тревога: $v<10$ мм/год — нормальная долговременная сжимаемость.
- Средняя тревога: $10\le v<30$ мм/год — ускоренное оседание, требуется управление водным режимом.
- Высокая тревога: $v\ge 30$ мм/год — критическая деградация, оперативные меры.
(Пороговые значения корректировать под местные условия, тип торфа и режим осушения.)
4) Частота измерений — сводка
- InSAR: съёмки каждые $6-12$ дней (спутник); обработка временных рядов — ежемесячные обновления, квартальные отчёты.
- GNSS (непрерывные): непрерывно с ежедневными решениями; кампанийные — каждые $3$ месяца.
- Нивелирование (точное): $1-2$ раза в год (ежегодно; при высоком риске — полугодно).
- Инклинометры: автоматически — непрерывно (агрегация дневная/недельная); ручные замеры — ежемесячно.
- Пьезометры/водомерные сети: непрерывно (час/сутки) или ручные — еженедельно/ежемесячно.
5) Калибровка и интеграция данных
- Привязать InSAR по вертикали к GNSS и нивелированию (в каждой зоне контроля иметь $\ge 1$ GNSS/нивел. точку для калибровки).
- Сверять точки InSAR с уровнем грунтовых вод и данными инклинометров для причинно‑следственного анализа.
- Формировать ежемесячные карты изменений и годовые отчёты с трендами за минимум $5$ лет для уверенной оценки.
6) Качество и цели точности
- Горизонтальная/вертикальная точность GNSS (суточные решения): порядка $\sim 5-10$ мм вертикально (зависит от сети и обработки).
- InSAR (серийный тренд): относительная точность $\sim 1-5$ мм в тренде.
- Нивелирование: субмиллиметровая — миллиметровая точность на трассе.
- Инклинометры: разрешение $<0,1$ мм/м или $<0,01^{\circ }$.
Короткие практические рекомендации: начать с комбинации InSAR (пространственное покрытие) + минимум одной непрерывной GNSS‑станции на управленческий участок + нивелирование по критическим профилям и инклинометры у высокой опасности. Автоматизировать сбор данных и настроить пороговые оповещения по скорости оседания.
Если нужно — могу предложить пример плотности сети (количество станций на заданную площадь) и шаблон отчёта.