Статья «геодезические измерения на оползнях и оползнях на горной местности в Hohe Tauern (Австрия)»
)
ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ НА ОПОЛЗНЯХ И ОПОЛЗНЯХ НА ГОРНОЙ МЕСТНОСТИ В
HOHE TAUERN НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПАРК (АВСТРИЯ)
Герхард КИНАСТ, Виктор КОУФМАНН
Университет Граца Технологии, Австрия Институт Навигации и Спутниковой Геодезии
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: оползень и контроль горного оползня, геодезические измерения, оползень Pasterze, Горной оползень Доезена, оползень Хинтереса Лэнгтолкэра Рока, Горный оползень Weissenkar, Goessnitzkees.
Аннотация:
Hohe Tauern National Park был основан в 1986 году и охватывает площадь около 1800 км2. Такая высокая горная среда включает в себя много оползней, а также горных оползней. Таким образом, идеальный регион для проведения исследований в области гляциологии и вечной мерзлоты. Геодезические измерения были проведены на отдельных оползнях и каменных глетчеров в этом национальном парке бывшего Института геодезии (в настоящее время разделен на Институт навигации и спутникового позиционирования и Институт дистанционного зондирования и фотограмметрии) Грац Технологическом университете с 1995 года по настоящее время (2004). Эта работа была проделана сотрудниками и студентами обоих институтов в рамках проектов и несколько дипломных работ. Большая часть работы была проведена в сотрудничестве с Институтом географии и региональной науки Университета Граца. Эта статья представляет сжатый доклад по измерениям, выполненных, измерительными методами и результатам, достигнутых на оползни, то есть Pasterze оползня и Goessnitzkees, и горных оползней, то есть Doesen Рок оползня Hinteres Langtalkar Рок оползень, и Weissenkar Рок оползня.
Оползень PASTERZE
Оползень Pasterze (47°05'N, 12°44'E, диапазон высот 2100-3400 m) расположен в группе Glockner, которая является самой высокой горной цепью австрийских Альп с максимальным возвышением 3797 м. (Grossglockner), смотрите иллюстрацию 1. Pasterze - самый большой оползень в Восточных Альпах. С 1878 измерения были выполнены, чтобы определить положение фронта оползня (конечная остановка) использовались самые простые ленты для измерений. С 1928 использовались 5 трансверсальных линий профиля через оползень. С этой целью, один пункт был закреплен на северо-восточной границе оползня, и целевой пункт был отмечен цветом на противоположной боковой породе. Тогда камни были положены в линии между двумя пунктами и имели размеры в локальной системе координат. В последующих годах эти камни снова наблюдались и имели размеры (обычно, большинство камней будет найдено один год спустя). Эти измерения были выполнены Институтом Географии и Региональной Наукой университета Граца (Lieb, 2004) с 1958.
Из-за непрерывного отступления оползня (в 1850: область 26.5 km2, длина 11.4 км, конец оползня в высоте 2000 м.; в 1985: область 20.0 km2, длина 9.0 км, конец оползня в высоте 2100 m), самый низкий трансверсальный профиль больше не покрывал оползень. В 1994 была таким образом установлена новая линия профиля. Все эти измерения были сделаны в локальных системах без связи между различными линиями наблюдения.
От таких локальных измерений можно вычислить горизонтальное и вертикальное движение оползня, но не изменение ледяных масс, потому что расстояния между линиями профиля не известны. Чтобы вычислить объемные изменения, все линии профиля должны быть в однородной системе координат, и все данные должны быть доступными в электронной форме. Требуемая работа была сделана в 1996 в контексте тезиса диплома (Felsberger и др., 1996).
Линии профиля были измерены GPS использование восьми точек соединения к национальной геодезической сети. Эти восемь пунктов были расположены в диапазоне высот между 1940 и 3025 м. Полученные результаты показали различия, до 176 мм между GPS получили координаты и национальные координаты. Этому может объяснить уменьшенное качество национальной геодезической сети, которая известна за большинство областей высокой горы Австрии. Устранение трех пунктов уменьшало скупые различия для 24 мм.
Пункты, которые будут определены измерениями (конечные точки линий профиля), были расположены в высотах между 2111 и 3060 м. Один пункт должен был быть определен классическими методами, используя теодолит, из-за его близости к боковой породе, приводящей к преградам спутниковых сигналов GPS. Кроме того, было необходимо определить указания линий профиля (Felsberger и др., 1996).
Иллюстрация 1. Земное представление оползня Pasterze от 31 августа 2002. Фотография также показывает Grossglockner, в 3797 м. самая высокая гора Австрии. Заметьте, что orographic правильная часть Pasterze покрыта обломками.
Оползень DOESEN
Оползень на горе Доезена расположен в группе Ankogel (46°59'N, 13°17'E, диапазон высот 2350-2650 m). У этого есть длина приблизительно 1000 м. и ширина 300 м. (см. иллюстрацию 2). Для большего количества геоморфологической информации о оползне Горной породы Доезена читатель упомянут Lieb (1998) и Кофмэнн (1998).
В 1993 научно-исследовательская работа, названная "оползень Горной породы, Контролирующий Точку минимума Доезена", была начата. Это было предназначено, чтобы объединиться три различный на месте методы наблюдения, то есть, геоморфологические методы (Институт Географии и Региональной Науки, университета Граца), геодезические методы (Институт Геодезии, университет Граца Технологии) и геофизические методы (Институт Геофизики, университет Leoben). Эта бумага сосредотачивается на геодезических измерениях.
Чтобы измерить движения объекта geodetically (= измерение деформации), контрольные пункты в недвижущихся областях должны быть установлены, и от этих устойчивых пунктов может быть измерено движение отобранных пунктов объекта.
2.1 Контрольные пункты
Была установлена сеть, состоящая из семи контрольных пунктов. Они были установлены посредством медных болтов, которые везут в твердую горную породу. Три из пунктов расположены на северной стороне оползня горной породы, и еще трех на южной стороне, но всех них высоко над оползнем горной породы. Седьмой контрольный пункт также расположен на юге, однако в высоте, соответствующей средней высоте оползня горной породы.
Полная сеть была сначала измерена в 1995, соединяя это с тремя пунктами национальной геодезической сети, расположенной около оползня горной породы. Измерения были повторены в 1996 и 1999, вовлекая большое усилие (Heiland & Tilg, 1996; Worsche, 2000). Дополнительные измерения были выполнены каждый год с 1996, только с одним прерыванием в 2003. Эти измерения, которые были проведены одновременно с измерениями пункта объекта, имеют естественно более низкую точность. Все измерения показывают хорошую последовательность, и мы можем предположить, что контрольные пункты не перемещались.
В году 1996 три пункта национальной геодезической сети, которые использовались для определения контрольных пунктов, управлялись измерениями GPS к дополнительным пяти пунктам национальной геодезической сети, расположенной на большем расстоянии от оползня горной породы (Urbanz & Zolss, 1996; Patka, 1997). Результаты были удивительно хороши: различия между измерениями GPS и национальной геодезической сетью были на средних 29 мм, используя только три пункта близко к оползню горной породы, и 54 мм, используя все восемь пунктов. Это - очень хороший результат для такой высокой горной области.
2.2 Пункты объекта
34 пункта объекта были закреплены на поверхности оползня горной породы, используя болты. Они расположены на больших горных породах активного слоя и двигаются пассивно в поверхность оползня горной породы. Кроме того, 4 дополнительных линии профиля существуют приблизительно с 75 пунктами, которые были настроены во время предыдущих геофизических измерений. Эти пункты только отмечены цветными точками на горных породах.
Геодезические измерения всего объекта и пунктов профиля были проведены каждый год с 1995, с одним прерыванием в 2003. Определение пунктов объекта должно иметь более высокую точность чем для пунктов профиля; пункты объекта были таким образом измерены в двух лицах, профиль указывает только в одном лице. Каждый пункт измерен дважды. Поскольку и пункты объекта и пункты профиля могут быть замечены по северным контрольным пунктам и по седьмому контрольному пункту на юге, первое измерение было сделано от северных контрольных пунктов и второго от южного контрольного пункта. Используя этот метод, прибор (полная станция) и имеющая размеры группа должен быть перемещен от северного до южного контрольного пункта, который занимает приблизительно 2.5 часа. Чтобы избежать этой потери времени, оба измерения были проведены от южного контрольного пункта только с года 2000 вперед.
2.3 Результаты
Вычисление показало движения объекта и пунктов профиля от 1 до 30 см/лет горизонтально и 1 - 21 см/лет вертикально. Как пример, иллюстрация 3 показывает горизонтальное движение 34 пунктов объекта для периода времени 1997-1998.
HINTERES LANGTALKAR ТРЯСУТ оползень
оползень Хинтереса Лэнгтолкэра Рока (46°59'N, 12°46'E, диапазон высот 2600-2700 m) расположен в группе Schober. Отличные изменения поверхности оползня горной породы были обнаружены на воздушных фотографиях с 1997, который является, почему этот оползень горной породы был также включен в контрольную программу. У оползня горной породы есть длина 850 м. и ширина 200 м., видеть иллюстрацию 4. Цифровые фотограмметрические измерения были выполнены Kaufmann & Ladstadter, 2004.
Этот оползень горной породы - также предмет гидрологических исследований Института Геологии и Палеонтологии, университета Инсбрука (Krainer & Mostler, 2001).
3.1 Контрольные пункты
Нет никаких национальных геодезических сетевых пунктов около этого оползня горной породы. Локальная сеть девяти контрольных пунктов была таким образом установлена сначала. Пункты были установлены таким же образом как на оползне Горной породы Доезена. Один из контрольных пунктов (указывают 1, см., иллюстрации 4 и 5) расположен в той же самой высоте как верхняя часть оползня горной породы, другие пункты на приблизительно 300 м. ниже. Сеть контроля была таким образом расширена другим пунктом, расположенным в высоте 2580 м. в 2003. Первичная сеть была измерена несколько раз, но с различной точностью из-за различных используемых приборов. Кроме того, контрольные пункты были измерены одновременно с пунктами объекта. Снова никакие существенные движения контрольных пунктов не были обнаружены. Измерения GPS были выполнены в годах 1998, 1999 и 2000, чтобы соединить контрольные пункты с национальной геодезической сетью. Дополнительные измерения GPS были проведены в 2004, чтобы проверить расширенную сеть и скоординировать некоторые новые цели на окружающих вершинах горы.
3.2 Пункты объекта
38 пунктов объекта были отмечены таким же образом как на оползне горной породы Доезена. Все пункты объекта непосредственно видимы от контрольного пункта 1. Геодезические измерения всех пунктов объекта были сделаны каждый год с 1999 таким же образом как на оползне горной породы Доезена.
3.3 Результаты
Измерения периодов 1999-2000, 2000-2001 и 2001-2002 показали скупое горизонтальное движение пунктов объекта между 7 и 150 см/годами и скупое вертикальное движение 4 - 65 см/лет. В течение периода 2002-2003 мы получили горизонтальное движение 10 - 180 см/лет и вертикальное движение 5 - 89 см/лет. Эти ценности значительно выше таковых из предыдущих лет. Это могло быть реакцией на очень жаркую и сухую весну, и лето 2003 (измерения всегда проводятся во второй части августа).
Оползень на горе WEISSENKAR
Оползень на горе Weissenkar (46°57'N, 12°45'E, диапазон высот 2650-2700 m) также расположен в группе Schober, приблизительно в 4 км к юго-западу от оползня Хинтереса Лэнгтолкэра Рока. У этого есть длина 700 м. и ширина 300 м., видеть иллюстрацию 6.
4.1 Контрольные пункты
Нет никаких национальных геодезических сетевых пунктов около этого оползня на горной местности. Из-за его сравнительно небольшого размера сеть контроля была ограничена двумя пунктами. Большая часть поверхности оползня на горной местности видима от обоих пунктов. Пункты были установлены таким же образом как на других двух оползнях на горной местности. Стабильность двух пунктов может только быть доказана расстоянием и руководством между ними.
Связь с национальной геодезической сетью была сделана с GPS в той же самой кампании что касается оползня Хинтереса Лэнгтолкэра Рока и Goessnitzkees (см. следующую главу).
4.2 Пункты объекта
18 пунктов объекта были установлены таким же образом как описано для других двух оползней на горной местности. Геодезические измерения были выполнены каждый год с 1997, с одним прерыванием в 2002.
4.3 Результаты
Оползень на горной местности Weissenkar перемещает среднее число 2 - 12 см/лет горизонтально и 1 - 9 см/лет вертикально.
5 GOESSNITZKEES
оползень Goessnitzkees (46°58'N, 12°46'E, диапазон высот 2500-3000 m) расположен между Hinteres Langtalkar и оползнями на горной местности Weissenkar. Из-за этого географического урегулирования сравнение двух оползней на горной местности и оползня возможно. Только более низкая часть этого оползня, до высоты 2570 м., является управляемым geodetically. Верхняя часть слишком крута и из-за расселин в оползне и камнепадов, слишком опасных, чтобы идти на (см. иллюстрацию 7). Далее картографическая и glaciological информация о Goessnitzkees дана в Kaufmann & Plosch (2000) и Kaufmann & Lieb (2002).
5.1 Контрольные пункты
Нет никакой специализированной сети контроля для Goessnitzkees, только один геодезический контрольный пункт H1 (см. иллюстрацию 7). Чтобы доказать стабильность этого пункта, семь болтов были установлены в твердой горной породе около оползня. Каждый год проверяются расстояния и указания к этим болтам.
5.2 Пункты объекта
Горизонтальная скорость потока:
10 больших горных пород тонкого слоя обломков, покрывающих лед оползня, были отмечены с цветными точками. Эти пункты (скоростные маркеры) измеряются каждый год, разрешая ежегодную горизонтальную скорость потока оползня быть вычисленными. Проблема состоит в том, что эти горные породы могут также вращаться немного на поверхности, и поэтому результаты, возможно, не очень точны, как имеет место для двух высших пунктов на большом валуне, отмеченном с кругом на рисунке 7. Эти измерения обеспечивают также основание для того, чтобы оно вывело скупое ежегодное поверхностное изменение высоты (изменение ледяной толщины) принимающий поверхностное параллельное движение.
Поверхностное изменение высоты:
Чтобы получить дополнительную информацию об изменении оползня, продольный профиль (см. иллюстрацию 7) измерен в более низкой части оползня в неподвижном направлении. Потеря льда может быть выведена из сравнения различных лет. Дополнительно фронт оползня (до 2001 с большой пещерой в этом) измерен так же как берег прооползнейого озера, которое видимо на рисунке 7. Эти измерения ясно показывают непрерывное отступление Goessnitzkees.
5.3 Результаты
Скупая горизонтальная скорость потока в заказе 20-40 см/лет может быть выведена из измерений. Максимальная скорость была вычислена в 1-2 м./годах, который был вероятно связан с некоторым скольжением между горной породой и льдом. Скупое поверхностное понижение оползня 1.76 м./лет было вычислено для периода времени 1996-2004, действующего курса в течение периода 2003-2004 являющийся 1.19 м./годами.
6 ЗАКЛЮЧЕНИЙ
Большинство систематических исследований изменения длины оползня в Австрии выполнено в весьма простой манере. Наши геодезические измерения отобранных пунктов на поверхности оползня предоставляют детализированную и точную трехмерную информацию о скорости потока и массовом изменении. Кроме того, наша контрольная программа была расширена, чтобы включать поверхностную кинематику оползней на горной местности. Это позволяет более детальным заключениям быть оттянутыми на поведении оползней и изученных оползней на горной местности, особенно если длительные ряды данных существуют. Данные измерения по отрезку времени почти 10 лет теперь доступны для наших областей исследования в Хохе Тоерне Нэйшнэл Парке. Запланировано продолжить эти измерения на ежегодной основе, так как они очень важны исследователям климата, анализирующим столкновение изменения климата на нашей окружающей среде.
ПРИЗНАНИЕ
Авторы благодарны штату и студентам Института Навигационной и Спутниковой Геодезии и Института Фотограмметрии и Дистанционного зондирования университета Граца Технологии. Без их энтузиазма, возможно, не была выполнена работа. Поддержка, оказанная добровольцами Хоха Тоерна Нэйшнэл Парка во время полевой работы, была обязательна и с благодарностью признана. Финансовая поддержка Хоха Тоерна Нэйшнэл Парка и австрийского Фонда Науки (FWF) любезно признана.
ССЫЛКИ
Felsberger, H., Moser, G., Schukoff, B., 1996. Einmessung, Berechnung und Фервалтунг фон Профиллинин zur Uberwachung der Pasterze. Неопубликованный тезис диплома, на немецком языке, университете Граца Технологии, 345 p.
Перевод этой статьи, знаю, оставляет желать лучшего :) Оригинал статьи прикреплен.
Размещено: 12.11.2011
