გამოყენებითი სამეცნიერო პროექტი მეწყრების მონიტორინგისა და ადრეული შეტყობინების სისტემების შესახებ

09 დეკ 2017

საქართველო იმ რთული რელიეფის მქონე ქვეყნებს მიეკუთვნება, რომელშიც არა ერთი მეწყერსაშიში ზონაა და მათი გააქტიურების შემდეგ დიდი ზარალი ადგება როგორც ეკოლოგიას, ასევე მოსახლეობას. მაგალითისთვის შეგვიძლია გავიხსენოთ 2015 წლის 13 ივნისს მდინარე ვერეს ხეობაში მომხდარი ტრაგედია და დარიალის ხეობაში განვითარებული გლაციალური ღვარცოფები, რომელთა მიზეზიც ყოველ ჯერზე დევდარაკის მყინვარის ჩამოშლაა (დევდარაკის მყინვარი ცნობილია თავისი მძლავრი ყინულოვანი ჩამოზვავებით, რომელიც აღინიშნა 1776, 1778, 1785, 1808, 1817, 1832 და 2007 წლებში. უკანასკნელი ღვარცოფი ამ ხეობაში 2014 წელს დაფიქსირდა, როცა მილიონნახევრ კუბურ მეტრზე მეტმა ყინულისა და მიწის მასამ მდინარე თერგის დაგუბება, ადამიანთა მსხვერპლი და კატასტროფული ნგრევა გამოიწვია). 
მეცნიერთა მონიტორინგის შედეგები აჩვენებს, რომ საქართველოში 40 000 (ზოგი მონაცემით, 50 000) მეწყრული უბანია. გარემოს დაცვის სამინისტრო და შესაბამისი დაწესებულებები მათზე დაკვირვებას მუდმივად ახორციელებენ, თუმცა ისიც უნდა ითქვას, რომ მსოფლიოში არ არსებობს რაიმე ხერხი ან მოწყობილობა, რომელიც ამ მოვლენას შეაჩერებს. რჩება ერთი გზა – ისეთი სისტემის შექმნა, რომელიც მეწყერის გააქტიურების საშიშროებას ავტომატურ რეჟიმში დააფიქსირებს. ამგვარი სისტემები და დანადგარები მსოფლიოს არა ერთ ქვეყანაში გამოიყენება და საქართველოს გარემოსა და ბუნებრივი რესურსების დაცვის სამინისტრომაც შეიძინა, თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ საკმაოდ ზუსტი მონიტორინგის/ადრეული შეტყობინების სისტემების (აშს) ფასი ძალიან მაღალია (ათეული და ასეული ათასობით ამერიკული დოლარი), რაც განვითარებადი ქვეყნებისათვის საჭირო რაოდენობით მათ შესყიდვას პრაქტიკულად შეუძლებელს ხდის.
ამდენად, გამოყენებითი სამეცნიერო პროექტი, რომელიც შოთა რუსთაველის საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდის მიერ დაფინანსდა და რომელიც „მეწყრების მონიტორინგის და ადრეული შეტყობინების ეკონომიური ტელემეტრული სისტემის“ შექმნას ითვალისწინებს, ძალზედ აქტუალური და ქართული რეალობისთვის აუცილებელია.
პროექტს, რომლის ღირებულება 236 ათასი ლარია, ახორციელებს თსუ-ის მ. ნოდიას სახელობის გეოფიზიკის ინსტიტუტის მეცნიერთა დიდი ჯგუფი, რომლის შემადგენლობაშიც არიან ძირითადი შემსრულებლები: აკადემიკოსი თამაზ ჭელიძე (პროექტის ხელმძღვანელი), ნუგზარ ღლონტი, ზურაბ ჭელიძე, თენგიზ ქირია, ნოდარ ვარამაშვილი და დამხმარე პერსონალი: დავითი ჭედია (ინჟინერი), ჯემალი ქირია (გეოფიზიკოსი), ნინო თანიაშვილი (ტექნიკოსი), ზვიად მაღრაძე (ტექნიკოსი), დიმიტრი ამილახვარი (თსუ-ის ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის მიმართულების სტუდენტი, ლაბორანტი) და ლევან დვალი (თსუ-ის ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის მიმართულების სტუდენტი, ლაბორანტი).
მეწყერი, როგორც სხვადასხვა ლექსიკონშია განმარტებული, არის მიწის მასების ან ქანების ფენის მოწყვეტა და გადაადგილება მთის კალთაზე ან ფერდობზე სიმძიმის ძალის გავლენით. იგი უფრო ხშირად იქ წარმოიქმნება, სადაც წყალშემკავებელი (თიხოვანი) და წყლიანი (მაგ., ქვიშა-ხრეშიანი) ქანები ერთმანეთს ენაცვლება და შრეთა დაქანება კალთის დაქანების თანხვედრილია. მეწყერის მიზეზია ქანების წონასწორობის დარღვევა, რასაც იწვევს ფერდობის ძირის გამორეცხვა, გამოფიტვის ან ტენიანების გადამეტების გამო ქანების სიმტკიცის შესუსტება, სეისმური ბიძგები, ადამიანის სამეურნეო საქმიანობა ადგილის გეოლოგიური პირობების გაუთვალისწინებლად და სხვ. მასთან ბრძოლის ეფექტიანი საშუალებაა მთის კალთების გატყიანება, საინჟინრო ნაგებობებით გამაგრება, დრენაჟი და სხვა.
გამოყენებითი სამეცნიერო პროექტი – „მეწყრების მონიტორინგის და ადრეული შეტყობინების ეკონომიური ტელემეტრული სისტემა“, რომელიც ასევე იყო დაფინანსებული ევროსაბჭოსაგან – მიზნად ისახავს ეკონომიური და სანდო გეოფიზიკური მონიტორინგის ტელემეტრული კომპლექსის შექმნას ავტონომური კვებით (მზის ბატარეებით), რომელიც კატასტროფული მოვლენის მოახლოებას და დაწყებას რადიოსიგნალების ან ინტერნეტის საშუალებით გვამცნობს. ამ თითქოსდა შეუთავსებელი მოთხოვნების – ეკონომიურობისა და სიზუსტის – დაკმაყოფილება შესაძლო გახდა თანამედროვე მაღალი ტექნოლოგიების წყალობით. 
როგორც პროექტის ხელმძღვანელი, აკადემიკოსი თამაზ ჭელიძე ამბობს, საქმეს აადვილებს ის, რომ ამ სისტემისათვის არ არის აუცილებელი მაღალპრეციზიული ხელსაწყო. „საჭიროა კარგი სანდოობით გამოიყოს სიგნალის მხოლოდ რამდენიმე დონე, რათა შესაძლებელი იყოს ფონური და ანომალური მდგომარეობის გარჩევა. ღვარცოფის/მეწყრის ადრეული შეტყობინების ქსელი მოიცავს მასების მოძრაობის გამომწვევი ორი ძირითადი ფაქტორის მონიტორინგს: ნიადაგის ტენიანობა (შედარებით გრძელვადიანი წინამორბედი) და მექანიკური მოძრაობით გამოწვეული გადაადგილება/აჩქარება/ვიბრაცია (მოკლევადიანი წინამორბედი), რაც მიიღწევა თანამედროვე მცირეფასიანი მიკროსენსორების გამოყენებით. შეიძლება ითქვას, რომ ჩვენი მოწყობილობა არის დიაგნოსტიკური სისტემა, რომელიც მუდმივად იღებს ინფორმაციას, ადარებს მათ შეთანხმებულ კრიტერიუმებს (ნიადაგის ტენიანობის და დიფერენციალური აჩქარების კრიტიკულ მნიშვნელობებს) და იღებს გადაწყვეტილებას განგაშის ტელემეტრული სიგნალის გაგზავნაზე. ჩვენი სისტემა დაახლოებით 500-600 დოლარი ეღირება, რაც გაცილებით იაფია უკვე არსებულ სისტემებზე, რომელთა ღირებულება ასეულ ათას დოლარს აღწევს“, – აღნიშნა მან. 
ამ ეტაპზე, ორიგინალური ეკონომიური მონიტორინგის და ადრეული შეტყობინების სისტემის საიმედოობის დასამტკიცებლად, აუცილებელია შორ მანძილზე ტელემეტრული სიგნალის გადამცემის აწყობა და მიღებული შედეგების შედარება ძვირადღირებული სერიული ხელსაწყოების მონაცემებთან. 
სისტემა ნიადაგის გადამეტებული ტენიანობის ან სხვა მიზეზით მეწყერის დაძვრის თაობაზე წინასწარ აწვდის სიგნალს სპეციალურ მოწყობილობას, საიდანაც ხდება ინფორმაციის გადაცემა უახლოეს დასახლებულ პუნქტებსა და სხვადასხვა უწყებებში, რაც თავისთავად მოგვცემს საშუალებას თავიდან ავიცილოთ ზარალი, რომელიც მეწყერს შეიძლება მოჰყვეს. 
როგორც ჩვენთან საუბარში გეოფიზიკის ინსტიტუტის მიწვეულმა სპეციალისტმა (კომუნიკაციებისა და ელექტრონული დიზანის მიმართულება) ზურაბ ჭელიძემ განაცხადა, პროექტი, რომელიც იაფი სისტემის შექმნას ითვალისწინებდა, იმითაცაა საინტერესო, რომ მან თავიდან უნდა აგვარიდოს ცრუ განგაში. „ჩვენ ელექტრონული დიზაინისა და ახალი ტექნოლოგიების გამოყენებით ავაწყვეთ სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს უბნის დიფერენციალურ დაკვირვებას. ცრუ განგაში რომ გამოირიცხოს, გამოყენებული გვაქვს მიკროელექტრული მოწყობილობები, რომლებიც გრძნობენ აჩქარებას და დახრას. ამ სენსორებით შევძლებთ ვაკონტროლოთ ანომალიები მეწყერის ფორმაში, დახრასა თუ აჩქარებულ გადაადგილებაში. კრიტიკული ანომალიის შემთხვევაში კი ის გამოიმუშავებს განგაშის სიგნალს. პროექტის ყველა მონაწილემ უდიდესი სამუშაო გასწია, რომ გვქონოდა ნიადაგის მასების გაწყლოვანების კონტროლის შესაძლებლობა. ამისთვის გამოვიყენეთ შედარებით ეკონომიური მიკროტალღური მოწყობილობა, რომელიც ეფექტურია მოძრავი ობიექტების კონტროლისთვის. დღეისათვის უკვე მზადაა მოწყობილობა, რომელიც უახლოეს დასახლებულ პუნქტს ან სერვერს მიაწვდის ინფორმაციას და რისკის შეფასებას გააკეთებს. დარჩენილია მხოლოდ საველე სამუშაოები, რასაც პროექტის დასრულებამდე გავართმევთ თავს“, – აღნიშნა ზურაბ ჭელიძემ.
ცხადია, გამოყენებითი სამეცნიერო გრანტი იმითაა საინტერესო, რომ მეცნიერება დაუახლოვდეს საზოგადოებისთვის მნიშვნელოვანი პრობლემების გადაწყვეტას. ამდენად, „მეწყრების მონიტორინგის და ადრეული შეტყობინების ეკონომიური ტელემეტრული სისტემა“ უნდა მოხვდეს იმ ორგანიზაციების თვალთახედვის არეში, რომელთაც ბუნებრივი კატასტროფების თავიდან აცილება ევალება. ამ საკითხზე ჩვენთან საუბარში გეოფიზიკის ინსტიტუტის დირექტორმა ნუგზარ ღლონტმა აღნიშნა, რომ სისტემაზე მუშაობა მეცნიერთა ჯგუფმა ჯერ კიდევ 10-15 წლის წინ დაიწყო და მიღებული და მოსალოდნელი შედეგები ორჯერ გააცნეს გარემოსა და ბუნებრივი რესურსების დაცვის სამინისტროს წარმომადგენლებს. „პროექტმა ორივეჯერ მოწონება დაიმსახურა, მაგრამ როგორც კი დაფინანსებაზე მიდგა საქმე (სულ რაღაც 3000 ლარს ვითხოვდით), ყველა გაჩუმდა, არადა ეს მართლაც საჭირო დანადგარია და სახელმწიფოს გაცილებით იაფი დაუჯდება მისი დამონტაჟება და ექსპლუატაცია (შეძენაც), ვიდრე უცხოურისა, რომელსაც ჩვენი სისტემა არაფრით ჩამოუვარდება“, – აღნიშნა მან. 
მომავალი კომერციალიზაციის გეგმებზე ასევე გვესაუბრა გეოფიზიკის ინსტიტუტის თანამშრომელი, მათემატიკოსი, პროგრამისტი თენგიზ ქირია, რომელმაც აღნიშნა: „მას შემდეგ, რაც ეს პროექტი დაგვირგვინდება სენსორების მუშაობით, მათი ანათვალების მათემატიკური დამუშავებით, მიღებული სიგნალის გადამუშავებით და ჭკვიანი ინფორმაციის სერვერზე მოხვედრით, უკვე შესაძლებელი იქნება მის ერთ კომპლექსურ აპარატად ჩამოყალიბება. საბოლოო ჯამში კი მის კომერციალიზაციაზეც ვიმუშავებთ. ვფიქრობთ, ამ სისტემამ უნდა დააინტერესოს არა მხოლოდ ჩვენი სახელმწიფო უწყებები, არამედ მეზობელი რეგიონებიც. ეს შეიძლება შორი პერსპექტივაა, მაგრამ ჩვენ იმედიანად ვართ და გვგონია, რომ ასეთი ეფექტური და იაფიანი სისტემა კომერციალიზაციის ობიექტი უნდა გახდეს“. 
პროექტი უკვე ცნობილია საერთაშორისო სამეცნიერო საზოგადოებისთვის. ინსტიტუტის მთავარი მეცნიერ-თანამშრომლის ნოდარ ვარამაშვილის თქმით, პროექტის შესახებ რამდენიმე სტატია გამოქვეყნდა უცხოურ მაღალრეიტინგულ სამეცნიერო ჟურნალში. მასში ადრეულ ეტაპზე ჩართულნი იყვნენ საფრანგეთის სტრასბურგის უნივერსიტეტის ჯგუფი და პროფესორი ჟან ფილიპ მალე. ამავე თემაზე მოხსენებები გაკეთდა შვეიცარიაში, ქალაქ დავოსში გამართულ სამეცნიერო კონფერენციაზე. დღეისათვის მიწვევა აქვთ ქალაქ ლოზანადან, სადაც მოხსენებას წარადგენენ შეტყობინების სისტემების თაობაზე, რომელიც, სენსორების შეცვლის შემთხვევაში ნებისმიერი სხვა პროცესის ადრეული შეტყობინებისთვისაც შეიძლება იქნეს გამოყენებული. 
მეცნიერთა ჯგუფი ხელსაწყოს დაპატენტებაზეც ფიქრობს. ეს საკითხი დავალებული აქვს გეოფიზიკის ინსტიტუტის დირექტორის მოადგილეს ჯემალ ქირიას, რომელმაც აღნიშნა, რომ უკვე მიმდინარეობს მოლაპარაკება საქართველოს ინტელექტუალური საკუთრების ეროვნულ ცენტრთან (საქპატენტი) და ხელსაწყოს დასრულებისთანავე მასზე საავტორო უფლებებს მიიღებენ.
პროექტის დასრულებამდე სულ რაღაც ერთი წელი დარჩა. როგორც ტექნიკოსმა ზვიად მაღრაძემ გვითხრა, დარჩენილია საველე სამუშაოები, რასაც მოუთმენლად ელიან, რადგან დარწმუნებულნი არიან წარმატებაში. 
პროექტის ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო ნაწილი ისაა, რომ მასში თსუ-ის ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ფიზიკის მიმართულების ორი სტუდენტი: დიმიტრი ამილახვარი და ლევან დვალიცაა ჩართული. ისინი აქტიურად იყვნენ დაკავებული ექსპერიმენტებში და როგორც თავად აღნიშნეს, იმ წლებმა, რომელიც გეოფიზიკის ინსტიტუტის ლაბორატორიაში გაატარეს, დიდი ცოდნა და გამოცდილება მისცა. ეს კი უკვე იმის მანიშნებელია, რომ მათი მომავალიც გეოფიზიკას დაუკავშირდება. 
და ბოლოს, აკადემიკოს თამაზ ჭელიძის აზრით, თსუ-ის გეოფიზიკის ინსტიტუტის ჩართულობა სასწავლო პროცესში მეტად უნდა გაიზარდოს. მისი თქმით, მსოფლიო შრომით ბაზარზე კატასტროფის რისკების შემცირებაზე მომუშავე სპეციალისტებზე ყველაზე დიდი მოთხოვნაა და ეს კურსი თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტშიც უნდა იკითხებოდეს, რათა ასეთ რთულ რეგიონში ქართველი სპეციალისტებიც გვყავდნენ და მუდმივად უცხოელებისკენ არ გვეჭიროს თვალი.