Автор: Коллин О’Хэнлон (Colleen O’Hanlon), руководитель группы корпоративного контента
Десятилетия подземной добычи каменной соли в бразильском городе Масейо оставили после себя опасное скрытое наследие•— 35 обширных подземных полостей.
Когда грунт начал смещаться и покрываться трещинами, создав прямую угрозу для миллиона жителей города, для оценки рисков была экстренно привлечена Геологическая служба Бразилии (SGB)
Using Leapfrog, the SGB developed a comprehensive 3D geological model that provided critical insights into the subsurface instability, enabling authorities to take decisive action and avert what would become the largest ongoing urban social-environmental disaster in Brazil.
Используя Leapfrog, специалисты SGB построили комплексную трехмерную геологическую модель, которая обеспечила критически важные данные о нестабильности недр. Это позволило властям принять решительные меры и не допустить превращения ситуации в крупнейшую затяжную социально-экологическую катастрофу в городской среде в истории Бразилии.
Проблема: город на нестабильном грунте
С 1970-х•годов масштабная добыча каменной соли под городом Масейо привела к образованию огромных подземных пустот, в том числе длиной до 150•метров. На протяжении многих лет знали о риске, связанном с этими выработками, но никто не занимался его количественной оценкой. Ситуация достигла критической точки в 2018•году, когда сейсмический толчок спровоцировал массовое появление трещин на поверхности и значительное проседание грунта в нескольких районах.
Карта проседания грунта показывает, что участки, наиболее пострадавшие от опускания земной поверхности, расположены точно над полостями, образовавшимися в результате добычи соли. Скорость проседания, зафиксированная в этих зонах, превышает 45•мм в год.
Стабильность массива пород была нарушена, что поставило под угрозу жилые дома, дороги и критически важную инфраструктуру. Вынужденная эвакуация населения привела к серьезному социальному кризису. Перед Геологической службой Бразилии (SGB) встала масштабная задача: детально изучить сложное геологическое строение недр и поведение соляных шахт, чтобы установить точную причину неустойчивости и спрогнозировать дальнейшие риски для города.
Решение: визуализация недр с помощью Leapfrog
Для решения этой проблемы SGB требовался инструмент, способный интегрировать разнородные массивы данных, включая картографические материалы и результаты геологических и геофизических изысканий, в единую согласованную модель. Первые попытки с использование другого программного обеспечения оказались безуспешными, построить точную стратиграфическую модель не удалось. В этой ситуации идеальным решением стали инструменты условного моделирования Leapfrog.
Это трехмерная геологическая модель с выделенным слоем эвапорита (соли). Модель построена на основе данных бурения скважин, изначально предназначенных для добычи соли.
Проектная группа разработала передовую методику построения трехмерных моделей полостей соляных шахт. Специалисты использовали архивные данные эхолокаторной съемки, выполнив геопривязку этих изображений непосредственно в среде Leapfrog. Путем оцифровки поперечных сечений под различными углами они построили 127•детализированных трехмерных моделей твердых тел, отображающих каждую соляную выработку.
Программное обеспечение Leapfrog также сыграло ключевую роль в моделировании геологического строения всего района. Алгоритм условного моделирования позволил точно картировать стратифицированные слои бассейна Алагоас и выявить существовавшие ранее разрывы, пересекающие соляные шахты. Полученная интегрированная трехмерная модель, объединившая полости выработок и региональную геологию, стала основой для проведения всего расследования.
Хотя модель создавалась в условиях экстренного реагирования на разворачивающийся кризис, она наглядно демонстрирует более широкие возможности трехмерного геологического моделирования в контексте ответственной добычи: эти технологии помогают оценивать риски, связанные с состоянием недр, обеспечивать прозрачность принятия решений, а также разрабатывать более безопасные стратегии ликвидации шахт и рекультивации.
Материалы на похожие темы:
*От завышенных ожиданий к реальным результатам: взгляд Seequent на протокол контекста модели, вайб-кодинг и будущее ИИ в науках о Земле
* Избыток данных, дефицит аналитики? Как навести порядок в геотехнических данных
*Объединение усилий как главный фактор противодействия оползневым рискам
*Как аналитика на основе ИИ влияет на результаты инфраструктурных проектов
Результат: основанные на данных решения, которые спасли жизни
Трехмерная геологическая модель позволила с беспрецедентной точностью оценить масштабы катастрофы, разворачивающейся в недрах Масейо. Основные выводы:
- Понимание причины. Модель позволила наглядно визуализировать, как из-за нестабильности кровли полости подземных выработок постепенно разрастались вверх по толще пород. Высота зоны обрушения местами достигала 350•м, а объем некоторых полостей увеличился на 200%.
- Выявление критических рисков. Анализ показал, что полости прорывали соляной пласт и соединялись между собой, многократно увеличивая риск образования катастрофических провалов. Обрушение одной из шахт в конце 2023•года привело к образованию воронки объемом около 27,5•млн кубических метров. Это повлекло за собой прямой выброс соли в лагуну Мундау и уничтожило экосистему, которая обеспечивала рыбой и морепродуктами тысячи местных семей.
- Обоснование эвакуации и выплаты компенсаций. Полученные результаты предоставили научные доказательства, необходимые для изоляции наиболее опасных зон. В итоге около 14•000•объектов недвижимости были признаны непригодными для эксплуатации навсегда, а порядка 60•000•человек были принудительно переселены. Исследование также стало весомым юридическим основанием для пострадавшего населения при требовании денежных компенсаций.
- Создание цифровой основы. Сегодня модель служит важнейшим инструментом для мониторинга устойчивости грунтов. В будущем она может стать основой для создания цифрового двойника этой территории, что позволит принимать более точные и оперативные решения для защиты местного населения.
Благодаря использованию Leapfrog Геологическая служба Бразилии успешно преобразовала сложные массивы данных в четкую, готовую к практическому применению трехмерную модель. Это позволило установить первопричины проседания грунта, смягчить последствия катастрофы и защитить жизни десятков тысяч людей за счет проведения текущих восстановительных работ, координируемых Управлением ООН по обслуживанию проектов (ЮНОПС).
Созданная модель служит ярким примером того, как интеграция данных о недрах помогает принимать более обоснованные решения•— не только в рамках экстренного реагирования на кризис, но и в качестве превентивной меры. Наглядно показывая скрытые подземные процессы, трехмерное геологическое моделирование помогает выявлять нестабильность на ранних стадиях, формировать стратегии мониторинга и снижать вероятность негативных последствий еще до их появления.