Геопросторові технології борються з геологічними небезпеками на Гаваях

Пишна рослинність та прекрасні краєвиди океану створюють умови для складного інженерного проекту, який вирішує технічні та культурні проблеми. Долина Вайпіо на острові Гаваї має велике історичне значення в культурі Гавайських островів.

Відома як Долина царів, вона була домом для багатьох поколінь королівської родини та вважається священною для корінних жителів Гаваїв.

Про це йдеться у статті Лінди Даффі на шпальтах xyht.com, повідомляють Новини картографії від Візіком.

У родючій долині все ще ведеться традиційне землеробство таро, і це популярна туристична пам’ятка завдяки пляжу з чорним піском, водоспадам і вражаючим краєвидам. Доступ обмежено односмуговою дорогою, яка спочатку була віслючою стежкою/пішохідною стежкою, непридатною для сучасного інтенсивного руху. У 2020 році округ Гаваї розпочав інженерно-геологічну оцінку дороги Waipio Valley Road, щоб запропонувати варіанти вирішення поточних проблем. Зокрема, таких як безпека та обслуговування.

Місцевість високого ризику

Дорога долини Вайпіо вузька і петляє вздовж крутого схилу південної стіни долини, зі зміною висоти приблизно на 800 футів лише за 0,7 милі, що призводить до 40-відсоткового ухилу дороги. Фермери, рибалки, жителі Гаваїв і туристи користуються цією дорогою, щоб дістатися до долини на повнопривідних автомобілях або пішки. 450 автомобілів та кількасот туристів збільшують ймовірність аварій і травм.

«Екологічні фактори впливають на нашу роботу на всіх островах. Крім вулканічної активності, зміна клімату спричиняє збільшення інтенсивності та тривалості штормів, що призводить до збільшення кількості повеней, каменепадів, провалів схилів і змивів, – сказала Дженіс Марстерс, старший директор Haley & Aldrich, Гаваї. «Топографія на Гаваях включає глибокі ущелини та круті стіни, через які важко підтримувати мости, дороги та комунікації».

Обрив схилу в березні 2019 року пошкодив Waipio Valley Road, що призвело до тимчасового закриття та створило труднощі для фермерів, рибалок та всіх, хто потребував доступу до дна долини.

Округ визнав, що існує проблема громадської безпеки, і уклав контракт з Haley & Aldrich на виконання попереднього інженерно-геологічного дослідження небезпек уздовж проїжджої частини. Початкова оцінка включала спуск уздовж крутих стін долини для збору даних для топографічних карт, картографування ґрунтів, небезпек каменепадів і нестабільності дороги.

«Дорога надзвичайно крута та вузька, з нестабільними насипами на підйомній стороні та крутими обривами до океану з іншого боку», — сказав Стів Пауз, директор громадських робіт округу Гаваї. «Дорога або стежка в тому вигляді, в якому вона була спочатку побудована, особливо чутлива до руйнування схилу, розмиву та каменепадів, особливо під час сильних опадів.

Зйомка на мотузці

Густа рослинність, нестійкі та вертикальні скелі в долині Вайпіо створили унікальний виклик для дослідницької команди Haley & Aldrich.

Щоб підготувати свою оцінку, Haley & Aldrich використовували регіональні геологічні та топографічні карти, дані 10-футового контурного лідара USGS, польову рекогносцировку та траверси схилів над і під Waipio Valley Road. Альпіністи мали при собі геологічні компаси, далекоміри та кишенькові GPS-приймачі Trimble для отримання даних трансект.

Трансекти накладалися на топографічні карти, щоб створити стандартизовану сітку для польових спостережень. Лідар допоміг визначити топографію та градієнти схилів.

Команда скелелазів складалася з трьох сертифікованих SPRAT (Товариства професійних техніків мотузкового доступу) альпіністів і трьох членів бригади безпеки на землі. Через високі дерева на схилах зв’язок із супутником GPS був несправним, а маневрування серед густої рослинності з обладнанням створювало додаткові труднощі. Кілька коригуючих базових станцій RTK допомогли досягти точності від одного до двох футів, а функції, такі як телефонні стовпи, використовувалися як контрольні точки для подальшої перевірки.

«Цей проект дає унікальний погляд на геологічні небезпеки. На Гаваях вулканічні потоки складають корінну породу, яка вивітрюється в сапроліт. Сапроліт певним чином діє як ґрунт, а в іншому – як камінь. Наша короткострокова мета — перейти до стабільної породи, щоб зменшити ймовірність каменепадів і зсувів, але порода постійно змінюється», — сказав Кріс Едді, інженер-геолог Haley & Aldrich. «Раніше наша галузь використовувала реактивний підхід, вирішуючи проблеми після їх виникнення, але тепер ми стаємо проактивними, розробляючи довгострокові плани управління активами, які допомагають пом’якшити проблеми ще до їх виникнення».

Попередній звіт, опублікований у січні 2022 року, включав аналіз на основі прийнятих у галузі інструментів моделювання, застосованих до доступних даних. Числові оцінки використовувалися для оцінки небезпек каменепадів, нестабільності дороги та ризику для транспортних засобів і людей. На основі цієї інформації компанія Haley & Aldrich запропонувала різні методи зменшення ризиків для дорожнього полотна та оцінила відповідні відносні витрати.

У травні 2022 року було передано нові дані лідара безпілотника та нанесено контури у два фути приблизно на 100 футів над і під дорогою. Фізичні місця розташування геологічних небезпек підйому та схилу були зафіксовані за допомогою пристрою GPS і нанесені на карту для подальшого використання.

Ефективне довгострокове планування

Haley & Aldrich поділилися результатами досліджень на форумі спільноти в жовтні 2022 року. Разом із фотографіями високої роздільної здатності та топографічними картами команда представила варіанти пом’якшення наслідків і часові рамки, а також відповіла на запитання учасників, які представляють різні групи інтересів.

Округ вирішив застосувати поетапний підхід до впровадження покращень. Перший етап стосувався видалення рослинності з найвищим пріоритетом, пухкого ґрунту та каміння вздовж верхньої, більш доступної частини дороги, де несправність цих нависаючих небезпек викликала нагальне занепокоєння.

Були проведені біологічні та археологічні дослідження/ Після додаткових інженерно-технічних робіт наступні етапи проекту включатимуть удосконалення дороги, такі як нові від’їзди та кращий дренаж, щоб запобігти неконтрольованому стіканню поверхневих вод через дорогу. Також оцінюються інші логістичні вдосконалення для зменшення трафіку, такі як маршрутні автобуси та система бронювання.

фото: PDF-сторінки з Waipio_Geotechnical Engineering Evaluation