Норильская система мониторинга мерзлоты обеспечит безопасность на Крайнем Севере
«Норникель» совместно с Заполярным государственным университетом представил комплексную систему мониторинга многолетнемерзлых грунтов. Она меняет управление инфраструктурой в непредсказуемой криолитозоне.
Многолетнемерзлые грунты на территории России занимают около 11 миллионов квадратных километров – это почти 65 % площади страны. Таяние вечной мерзлоты повышает риски для зданий, сооружений, хвостохранилищ и другой инфраструктуры.
Арктика под контролем
В системе мониторинга зданий и сооружений «Норникеля» порядка 1500 объектов, из которых более 200 оснащены датчиками. Порядка двух тысяч самых разных сенсоров круглосуточно сканируют состояние грунтов. Они фиксируют малейшие изменения температуры, влажности и физического состояния оснований, на которых держится вся инфраструктура Норильска.
Вся информация поступает на ИТ-платформу – в информационно-диагностическую систему, где превращается в массив больших данных. Здесь происходит «умная» обработка. Система выявляет опасные тренды, прогнозирует деформации и дает инженерам четкие подсказки, где необходимо срочное вмешательство. При активном освоении северных территорий эта модель цифрового управления арктической инфраструктурой становится эталонной.
Почва для исследований
Масштабная авария на Таймыре с разливом топлива, которая произошла в 2020 году, показала уязвимость северной инфраструктуры. Под угрозой оказалась вся промышленная застройка. Именно тогда было принято решение о внедрении автоматизированного контроля в реальном времени. К 2022 году система перешла в промышленную эксплуатацию: были обследованы и оснащены датчиками более полутора сотен объектов, для каждого разработаны индивидуальные критерии безопасности.
К 2023 году «Норникель» расширил горизонты мониторинга. Компания начала изучать глобальные климатические процессы на Таймыре с помощью глубоких наблюдательных скважин. Тем временем правительство России утвердило нормативную базу для государственной системы фонового мониторинга многолетней мерзлоты. В 2024–2026 годах под наблюдение попали десятки многоэтажных домов и гидротехнические сооружения. На критически важных объектах, таких как хвостохранилища, развернуты сотни беспроводных датчиков, передающих данные в режиме реального времени.
Детальная картина городов
Арктика нагревается как минимум в два раза быстрее, чем остальной мир. А от стабильности вечной мерзлоты зависит работа всей северной экономики – от добычи нефти и газа до инфраструктуры городов. Только для городской инфраструктуры Минэнерго оценивало ущерб от таяния многолетней мерзлоты к 2050 году в семь триллионов рублей. Совместно с Заполярным госуниверситетом в «Норникеле» построили модели и спрогнозировали, как будут вести себя грунты на горизонте до 2050 и до 2100 годов, и увидели тенденцию к размораживанию грунтов. Если температура мерзлоты продолжит расти, к середине XXI века в России могут оказаться под угрозой разрушения около 18% зданий на этой территории.
«Исследования многолетнемерзлых грунтов, грамотные управленческие и технические решения на их базе – важная составляющая в том числе и реновации Норильска. Результаты исследований мерзлоты станут важным подспорьем для реализации масштабных проектов капитального строительства», – отметил директор департамента диагностики Заполярного филиала «Норникеля» Гиорги Кунчулия.
Систему мониторинга распространят и на другие территории Крайнего Севера. Однако каждая новая локация потребует глубокой адаптации. Характеристики грунтов, глубина залегания мерзлоты и уровень антропогенной нагрузки различны даже в соседних районах. Математическое моделирование объединят с искусственным интеллектом. Норильская система уже переходит к прогнозированию. В ближайшие годы создадут цифровые двойники зданий, способные моделировать осадку фундаментов на годы вперед. Кроме того, корпоративная база данных «Норникеля» будет интегрирована с государственной системой мониторинга, что позволит получать детальную картину состояния техногенной среды городов.
