Сайт ВКТУ им. Д. Серикбаева

МОНИТОРИНГ ДЕФОРМАЦИЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЭПИЦЕНТРАЛЬНЫХ ЗОНАХ ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Авторы

Name Affiliation
Айбек Койшыгарин

Казахский национальный университет им. Аль-Фараби

Жандос Мукалиев

Казахский национальный университет им.Аль-Фараби

Выпуск:

Том 1, № 2, 2026

Страницы:

106-116

Просмотров:

11

Ключевые слова:

геодезический мониторинг, деформация поверхности, подземные ядерные взрывы, эпицентральные зоны, Семипалатинский испытательный полигон, просадка грунта, геодезические измерения

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы геодезического мониторинга деформаций земной поверхности в эпицентральных зонах подземных ядерных взрывов на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Подземные ядерные взрывы вызывают значительные изменения геологической структуры и могут приводить к длительным деформационным процессам на поверхности Земли. Объектом исследования является участок Балапан, где проводились подземные ядерные испытания в глубоких скважинах. Для контроля вертикальных перемещений поверхности была создана геодезическая наблюдательная сеть, включающая систему реперов. Наблюдения выполнялись методом высокоточного нивелирования с использованием цифровых геодезических приборов. Результаты мониторинга показывают, что деформационные процессы продолжаются в эпицентральных зонах даже спустя десятилетия после проведения подземных ядерных взрывов. Анализ полученных данных свидетельствует о постепенном проседании поверхности в районе эпицентра, связанном с длительными геомеханическими процессами в массиве горных пород. Полученные результаты подтверждают необходимость проведения длительного геодезического мониторинга на территориях бывших ядерных испытаний.

License

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Использованные источники

  1. Adushkin, V. V., & Spivak, A. A. (2004). Changes in properties of rock massifs due to underground nuclear explosions. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 40, 624–634. https://doi.org/10.1023/B:CESW.0000048263.34894.58.
  2. Adushkin, V. V., Kocharyan, G. G., & Novikov, V. A. (2016). Study of fault slip modes. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 52(5), 637–647.
  3. Busygina, T. V., & Rykova, V. V. (2018). Analysis of publications on the Semipalatinsk Test Site using the Web of Science database and the CiteSpace program. Vestnik Natsional'nogo Yadernogo Tsentra Respubliki Kazakhstan, (4), 83–88. [in Russian]
  4. Dickey, D. D., McKeown, F. A., & Bucknam, R. C. (1972). Preliminary results of ground deformation measurements near the CANNIKIN explosion. Bulletin of the Seismological Society of America, 62(6), 1505–1518.
  5. Ghilani, C. D., & Wolf, P. R. (2012). Elementary surveying: An introduction to geomatics (13th ed.). Pearson.
  6. Glasstone, S., & Dolan, P. J. (1977). The effects of nuclear weapons (3rd ed.). U.S. Department of Defense and U.S. Department of Energy.
  7. Howard, B. J., Semioshkina, N., Voigt, G., Mukusheva, M., & Clifford, J. (2004). Radiostrontium contamination of soil and vegetation within the Semipalatinsk Test Site. Radiation and Environmental Biophysics, 43, 285–292. https://doi.org/10.1007/s00411-004-0261-8
  8. Kocharyan, G. G., & Spivak, A. A. (2001). Movement of rock blocks during large-scale underground explosions. Part I: Experimental data. Journal of Mining Science, 37(1), 12–22.
  9. Lukoshenko, S. N. (Ed.). (2010). Sbornik trudov Instituta radiatsionnoy bezopasnosti i ekologii za 2007–2009 gg. [Proceedings of the Institute of Radiation Safety and Ecology for 2007–2009]. Dom Pechati. [in Russian]
  10. Massé, R. P. (1981). Review of seismic source models for underground nuclear explosions. Bulletin of the Seismological Society of America, 71(4), 1249–1265.
  11. Massonnet, D., & Feigl, K. L. (1998). Radar interferometry and its application to changes in the Earth's surface. Reviews of Geophysics, 36(4), 441–500. https://doi.org/10.1029/97RG03139
  12. Mikhailov, V. N. (Ed.). (1997). Yadernye ispytaniya SSSR [Nuclear tests of the USSR]. Izdat. [in Russian]
  13. Mukaliyev, Zh. K., Zhumatayeva, Zh. M., Assylbekova, A. A., Bekkuliev, A. A., Onalbayeva, D. S., & Rafikov, T. K. (2025). Remote sensing-based evaluation of land degradation and moisture variability in post-nuclear landscapes of Kazakhstan. Journal of Geography and Environmental Management. https://doi.org/10.26577/JGEM20257943
  14. Mukaliyev, Zh., Assylbekova, A., Zhumatayeva, Zh., Azizov, E., & Rafikov, T. (2024). Creation of a database for the analysis of the lands of the Semipalatinsk Test Site. Bulletin of D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University, (2), 75–82. https://doi.org/10.51885/1561-4212_2024_2_75
  15. National Research Council. (2007). The containment of underground nuclear explosions. National Academies Press. https://doi.org/10.17226/1065
  16. Nurpeisova, M. B., Kirgizbaeva, G. G., & Bekbassarov, Sh. Sh. (2014). Geodynamic monitoring of the Semipalatinsk Test Site territory. In 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2014 (Vol. 2, pp. 267–274). STEF92 Technology Ltd.
  17. Nurpeisova, M. B., Umirbaeva, A. B., Donenbaeva, N. S., et al. (2020). Ground benchmark for geodetic measurements. Patent RK No. 4700.
  18. Nurpeisova, M. B., Umirbaeva, A. B., Fedorov, E. V., & Miletenko, N. A. (2021). Assessment of deformed and radiological state territory based on integrated monitoring. Eurasian Mining, (1), 80–84. https://doi.org/10.17580/em.2021.01.17
  19. Panitskiy, A., Syssoeva, Y., Baigazy, S., Kunduzbayeva, A., Kenzhina, L., Polivkina, Y., Larionova, N., Krivitskiy, P., & Aidarkhanova, A. (2023). Vertical distribution of radionuclides in soil at the Semipalatinsk Test Site beyond its test locations. PLoS ONE, 18(1), Article e0278581. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0278581
  20. Saharan, M., Mitri, H., & Jethwa, J. (2006). Rock fracturing by explosive energy: Review of state-of-the-art. Fragblast, 10(1), 61–81.
  21. Turchenko, D. V., Aidarkhanov, A. O., Aidarkhanova, A. K., Aktayev, M. R., Dashuk, A. L., & Kruglykhin, A. A. (2023). Research into the current radiological state of air and monitoring observations on STS and the adjacent territory. Journal of Environmental Radioactivity, 264, Article 107199. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2023.107199
  22. Ustavich, G. A., Yakovenko, Yu. Yu., Yakovenko, A. M., & Poshivaylo, Ya. G. (2013). The composition of geodetic and cartographic works in studying nuclear explosion sites at the Semipalatinsk Test Site. Geodeziya i Kartografiya, (4), 2–6.
  23. Vincent, P., Foxall, B., & Romano, J. (1997). Analysis, comparison, and modeling of radar interferometry data of surface deformation signals associated with underground explosions, mine collapses and earthquakes. Phase I: Underground explosions, Nevada Test Site (UCRL-ID-128403). Lawrence Livermore National Laboratory.
  24. Wang, T., Shi, Q., Nikkhoo, M., Wei, S., Barbot, S., Dreger, D., Bürgmann, R., Motagh, M., & Chen, Q. (2018). The rise, collapse, and compaction of Mt. Mantap from the 3 September 2017 North Korean nuclear test. Science, 361(6398), 166–170. https://doi.org/10.1126/science.aar7230
  25. Yakovenko, A. M. (2013). K provedeniyu geodezicheskogo monitoringa v epitsentral'nykh zonakh raneye provedennykh podzemnykh yadernykh vzryvov na byvshem Semipalatinskom ispytatel'nom poligone [On conducting geodetic monitoring in epicentral zones of underground nuclear explosions at the former Semipalatinsk Test Site]. Vestnik Natsional'nogo Yadernogo Tsentra Respubliki Kazakhstan, (3), 23–26. [In Russian]
  26. Yakovenko, A. M., & Ustavich, G. A. (2015). Deformation monitoring of ground surface at test wells at Semipalatinsk Nuclear Test Site. Izvestiya Vuzov. Geodeziya i Kartografiya, (S5), 146–151.
  27. Yadernye ispytaniya SSSR. (2000). Yadernye vzryvy v interesakh narodnogo khozyaystva i nauchnykh issledovaniy [Nuclear explosions for national economy and scientific research] (Vol. 4). RFNC-VNIIEF. [In Russian]

Том 1, № 2, 2026

Koishygarin, А., & Mukaliyev, Zh. (2026). SURFACE DEFORMATION MONITORING IN EPICENTRAL ZONES OF UNDERGROUND NUCLEAR EXPLOSIONS USING GEODETIC METHODS. EKTU Journal of Engineering Sciences, 1(2), 106-116. https://doi.org/10.51885/3134-8009_JES_2026_2_1