Введение к работе
Актуальності) іемьі. При хозяйственном освоении регионе)» криолитозопы наиболее сложными и инженерном отношении территориями являются участки с развитием высокольдн-стых грум гон. Вследствие повышенной чувствительности таких участков к внешним воздействиям не только затрудняется строительство и эксплуатация сооружений, но и возникает проблема охраны и рационального использования природной среды, поэтому изучению геокриологических условий территорий с высоко-льдистыми грунтами должно уделяться особое внимание. При этом в первую очередь необходимы сведении по закономерностям формировании температурного режима грунтов, т.к. особенностью геологической среды криолитозоны является ее повышенная восприимчивость к изменению температурного поля пород.
Территории Внлюйского плато входит в алмазоносную провинцию Западной Якутии, которая интенсивно осваивается в связи с поисками и разработкой месторождений алмазов, нефти н газа.Наиболее льдистые грунты здесь характерны для маревых природно-1 ерриторнальпых комилексоіі(ПТК), представляющих собой своеобразный вариант болотного типа ландшафта криолитозоны. В рассматриваемом реї ноне маревые ПТК распространены почти повсеместно, занимая значительные площади в долинах н па междуречьях. Обойти такие участки, особенно при строительстве протяженных линейных сооружсш1Й(магнстралы1ых трубопроводов,, липни ЛЭП, автомобильных дорог) представляется не всегда возможным. В настоящее время изучение мерзлотных условий маревых ландшафтов Внлюйского плато приобретает особую актуальноеть в связи с проектированием и строительством трасс магистральных газопроводов для обеспечении энергетических нужд населенных пунктов и горно-добывающей промышленности.
Вопросы температурного режима грунтов маревых ландшафтов рассматриваемого региона освещались в разнос время в трудах участников комплексной экспедиции Института мерзлотоведения им. В.А.Обручева и его Северо-Восточного отделе-ішя(Е.Г.Грпгорьевоіі, Е.Б.Бслопухопой, Е.М.Катасопова, В.Т.Ба-лобаева и др.),в работах сотрудников МГУ Т.Н.Жссткоіюіі (I960), К.А.Кондратьевой п Г.Г.Лаз\1швой(1963), В.А.Замолотчнковой и
В.И.Смиріюіюй(1974), сотрудников Вилюйской мерзлотной станции Н.Ф.Брахииой(1967), В.И.Макароиа(1980), В.И.Снссивцсва и А.М.Сиспірена(1980), сотрудиикон Института мерзлотоведения СО РАН И.В.Климовского и С.П.Готовцева(1983Д984),Б.А.Олопи-па(1984), И.С.Васильсиа(1990), и В.Т.Балобасі!а(1991). Во всех работах упомянутых аіпорої! затрагиваются лишь отдельные стороны рассматриваемого вопроса' и поэтому они не дают целостной картины общих закономерностей формирования температурного режима грунтов маревых комплексов исследуемого района. Недостаточная изученность и актуальность проблемы послужили причиной для проведения специальных исследований по данной теме. Кроме практической направленности в целях проектирования инженерных сооружений, исследования по данной теме несомненно п-редставляют интерес в научно-теоретическом плане и, кроме того, могут быть полезными при разработке мероприятий по охране и рациональному использованию природной среды.
Цель и задачи работы. Целью работы является установление количественных закономерностей формирования температурного режима грунтов маревых ПТК в естественных и нарушенных условиях. Исследования включали решение следующих задач:
типизация маревых ПТК Вилюйского плато
изучение основных лаидшафтно-климатическнх факторов, определяющих теплообмен грунтов маревых ПТК с атмосферой
выявление частных и общих закономерностей формирования температурного режима грунтов маревых ПТК
прогноз температурного режима грунтов маревых ПТК в естественных и нарушенных условиях.
Методика исследовании и фактический материал. В основу исследований была положена методика прогноза температурного режима грунтов, разработанная в Институте мерзлотоведения СО РАН коллективом авторов под руководством Г.М.Фельдмана (Пособис.,1988), позволяющая прогнозировать среднегодовую температуру грунта па подошве слоя сезонного иромерзапия-npoTaimanmi(to) и мощность этого слоя(). В работе использовались материалы многолетних нолевых геокриологических исследований, проведенных под руководством автора или при его непосредственном участии, включающие данные натурных измерений температуры воздуха, высоты, плотности и динамики па-
коїілсппя снежного покроїш, тсмлофіпмчсских свойств грунтов II наночпенпых покровов, натурных определений мощности слоя сезонного промерзапия-протанваппя и его динамики, геотермических измерений в скважинах, маршрутных исследовании и наблюдений па ключеиых участках. Кроме того, широко использо-иались опубликованные материалы по интересующей проблеме. Расчеты параметров to и Ё, осуществлялись па ЭВМ ЕС-1035 с помощью пакета (комплекса) взаимосвязанных программ, разработанных в лаборатории геокриологического прогноза Института мерзлотоведения СО РАН.
Научная новизна. На основании большого объема фактического материала установлены частные и общие закономерности формирования температурного режима грунтов маревых ПТК Вилюйского плато. Впервые для рассматриваемого региона проведена типизация маревых ПТК, получены новые данные по составу, строению и свойствам грунтов и напочвенных покровов, исследованы особенности приземных шшерспй температуры воздуха; установлено, что в определенных условиях тсплофизи-ческис свойства снежного покрова сильно зависят от строения поверхности и состава растительного покрова.
Проведенные исследовании позволяют выделить следующие положения, составляющие предмет защиты диссертации.
1. Широкое распространение заболоченных ландшафтов на
территории исследуемого района обусловлено особенностями
рельефа трампового плато.
2. Влияние инверсии па температурный режим грунтов
усиливается в направлении с севера па юг. На участках слаборас-
члепепиого плато влияние инверсии па температурным режим
грунтов отсутствует. Приземные инверсии температуры воздуха
в долинах и па междуречьях глубокорасчлепепного плато имеют
различную интенсивность и продолжительность.
-
В условиях мелкобугристого нанорельефа и густой травя-по-кустарничковой растительности тсилоизолициоппыс свойства снежного покрова к маревых и лесных ландшафтах могут значительно отклоняться от средних значений.
-
Наибольший диапазон изменении температур характерен для грунтов торфяных разновидностей маревых ПТК.
Практическая значимость работы проявилась уже в процессе выполнения исследований, результаты которых использовались Институтом "Союзгазпроскт" при подготовке рабочем до-
кумеитации магистрального газопровода Мирцый-Чсрнышсв-ский-Айхал Удачный.
Материалы выполненных исследований могут служить основой прогноза температурного рої \л грунтов маревых ПТК Вилюйского плато и естественных и нарушенных условиях. Они могут быть также полезными для проектировщиков, строи гелей и специалистов, занимающихся проблемами охраны п рационального использования природной среды.
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены в 5 публикациях и доложены на VII и VIII„конференциях научной молодежи ИМЗ СО РАН (Якутск, 1986,1988), па Всесоюзном совещании "Рациональное природопользование в криолитозопс" (Якутск,1990) и па расширенном заседании Научного совета по криологии Зсмли(Мос-ква,1992).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем рукописи составляет '^страниц. Текстовая часть изложена на //^страницах, иллюстрирована ЗО рисунками (втом числе фотографиями) и 21 таблицами. Список литературы включает 98 наименовании..
Диссертация выполнена под руководством к.г.и. Н.В.Ту-мсль и к.г.н. И.В.Клнмовского, которым автор выражает глубокую признательность и благодарность.
Автор благодарит д.г.н., процесора Г.М.Фсльдмаиа за помощь в выборе методической основы диссертации, д.г.н. В.Р.Алсксссиа, к.г.н. А.Н.Федорова, к.г.и. Н.С.Васильева, к.г.-м.н. Н.И.Шсндсра за консультации и ценные советы па разныч стадиях подготовки работы, к.т.п. А.С.Тетельбаума за проведение расчетов на ЭВМ. сотрудников лаборатории региональной геокриологии ИМЗ СО РАН С.П.Готовцева, Е.В.Сыромятпикова, начальника Вилюйской НИМС д.г.н. А.М.Сиегирева и других сотрудников мерзлотной станции за научно-практическую помощь в процессе проведения нолевых геокриологических исследований, д.б.н. ОЛЛисс и к.б'.п. Н.А.Степанову за определение ботанического состава торфяных отложений и видового состава ,іа-иочвсииых покровов, инженера А.П.Голдырспу за проведение гранулометрического анализа грунтов, а также других работников Института мерзлотоведении и МГУ за советы її помощь по диссертационной работе.
