авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Иванович

-- [ Страница 3 ] --
Геоморфологический уровень Средние значения характеристик
Площадь, км2 Глубина, м Плотность, ед/км2
Салехардская морская равнина 0,3 - 0,4 13 - 15 2 - 3
Морские, прибрежно - морские (III-I) террасы 0,2 - 0,3 10 - 12 1,5 - 2
Поймы рек 0,5 - 0,7 6 - 8 3,5 - 5

Важная особенность пространственного распределения термокарстовых котловин Ямала - их приуроченность к линейно ориентированным геодинамически нестабильным зонам, преимущественно северо-западного и северо-восточного простирания. Наиболее крупные котловины и озера термокарстового генезиса расположены в узлах пересечения этих зон.

Современные термокарстовые образования составляют не более 10% от общего числа и представлены плоскозападинными и полигональными формами, образующимися при вытаивании соответственно сегрегационных и повторно-жильных льдов. Их встречаемость уменьшается с увеличением возраста геоморфологических уровней по направлению от лайды к водораздельным поверхностям, что обусловлено меньшей обводненностью и более низкими среднегодовыми температурами ММП в пределах последних.

Криогенное оползание грунтов при их сезонном оттаивании - основной фактор криогенной переработки склонов. Процесс азонален, пораженность склонов достигает 90%, неустойчивы все склоны морских, прибрежно- морских и надпойменных террас крутизной более 50, сложенные мелкодисперсными грунтами. В формировании современного рельефа участвует парагенетический ряд процессов: быстрый сплыв, рост термокара, термоэрозия и солифлюкция. Максимальные по размеру оползни площадью более 8-10 га развиваются на протяженных склонах, к крутым и коротким склонам приурочены формы площадью до 0,5 га. Мощность оползающих масс зависит от глубины сезонного оттаивания и редко превышает 0,8-1,0 м. Скорость оползания изменяется от первых метров в сутки до нескольких метров в секунду. Главные условия активизации процесса - увеличение количества осадков и температуры в летний период года. Еще более мощный фактор активизации - техногенные нарушения территории. При ширине до 100 м и длине до 700 м объем оползней может превышать 20-25 тыс.м3, что с учетом значительной скорости процесса представляет катастрофическую угрозу для инженерных сооружений и коммуникаций.

Термоэрозия обусловлена тепловым и механическим воздействием на ММП поверх­ностных вод и проявляется на склонах в форме промоин, врезов и оврагов, а также по берегам рек в виде боковых эрозион­ных ниш. Основные факторы развития: морфометрические характеристики рельефа, положение местных базисов эрозии, площадь водосбора, литологический состав и криогенное строение отложений, характер напочвенных покровов.

Анализ материалов аэро- и космосъемок выявил четко выраженную зональность распространения термоэрозионных форм. Степень расчлененности максимальна в северной части полуострова и на участках, прилегающих к речным долинам, берегам озер и побережью Карского моря. По направлению к югу и от древних геоморфологических уровней к молодым густота эрозионного расчленения снижается от 5-6 км/км2 в пределах салехардской морской равнины до 2-3 км/км2 на поверхностях II и III морских террас. Длина оврагов изменяется от 40-60 м на низких геоморфологических уровнях до 600-800 м на склонах верхнеплейстоценовых равнин; глубина вреза меняется соответственно от 5-10 до 30 м, ширина достигает 75-100 м. Средняя скорость роста оврагов во многом зависит от дисперсности размываемых пород и может превышать 60-80 м/год. Помимо развивающихся оврагов широко распространены древние формы с задернованными склонами длиной до 1-1,5 км и глубиной до 25-30 м.

Особой интенсивностью развития отличаются техногенные термоэрозионные овраги (Бованенковское, Харасавэйское НГКМ), которые практически не поддаются регулированию и представляют угрозу инженерным объектам. Менее опасна, по сравнению с овражной, речная термоэрозия, имеющая сходный характер развития, но распространенная локально.

Цикличность развития разная для каждого комплекса процессов. Многовековой цикличностью и наибольшей зависимостью от климатических параметров отличаются процессы термокарста, максимальная активность проявления которого, установленная при обобщении данных различных авторов (Баулин, 1967; Воскресенский, 2001; Романовский, 1961; Крицук, 1984; Чеховский, Шаманова, 1976 и др.), отмечена в периоды 7500-7000, 5500-5000, 3200-2800 и 1400-700 лет назад, что хорошо коррелирует с палеореконструкциями климатических условий Ямала в голоцене.

Периодичность активизации водно-эрозионных процессов укладывается в схему эрозионно-аккумулятивных циклов, на территории Ямала за последнее тысячелетие прослеживаются два главных цикла (650-550 и 250-200 лет назад), характерных для всей территории севера Западной Сибири.

Цикличность склоновых процессов контролируется внутривековой ритмикой климата, определяемой цикличностью солнечной активности. Анализ метеоданных по территории Ямала позволил выделить 11-, 25- и 33-х летние циклы, последний из которых начался в середине 80-х годов прошлого столетия. К процессам, не имеющим ярко выраженной цикличности, относятся термоабразия, криогенное растрескивание и дефляция.

Выполненные автором исследования закономерностей развития криогенных процессов явились основой для оптимизации размещения объектов добычи и транспорта газа и разработки комплекса мероприятий по инженерной защите сооружений при проектировании объектов Ямальского газового комплекса.

Глава 4. Оценка влияния глобальных климатических изменений на геокриологические условия

Необходимость оценки последствий глобального потепления климата вызвана возможностью изменения состояния ММП п-ова Ямал, отличающегося особо сложной и нестабильной геокриологической обстановкой. Изучением изменений климата и их взаимосвязью с геокриологическими условиями занимаются О.А. Анисимов, Ю.К. Васильчук, А.А. Величко, В.Т. Балобаев, Л.С. Гарагуля, С.Е. Гречищев, Э.Д. Ершов, Ю.А. Израэль, В.А. Климанов, В.В Клименко, В.П. Нечаев, Ф. Э. Нельсон, В.П. Мельников, О.В. Микушина, А.В. Павлов, С.Ю. Пармузин, В.Т. Трофимов, Л.Н. Хрусталев, С.М. Фотиев, В.П. Чернядьев, М.Б Чепурнов, Н.А. Шполянская и многие другие. Среди зарубежных исследователей наиболее известны H. Akkerman, I. Andrews, J. Brawn, Ch. Gudong, A. Lachenbruch, T. Ostercamp, J. Makkay, R. Saltus, T. Wetherald, M. Woo, T. Zhang.

Современные тенденции изменения климата. Выполненное обобщение существующих представлений о причинах и темпах глобальных климатических изменений и прогнозных оценок их развития позволяет говорить о следующем. Современные методы долгосрочного прогноза изменения климата, базирующиеся на расчетах по транзитивным моделям общей циркуляции атмосферы и на анализе современных эмпирических трендов, ненадежны и не позволяют получить достоверные оценки последствий глобального потепления. Причины потепления климата также дискуссионны. Большинство исследователей придерживаются гипотезы антропогенного потепления, основанной на известном парниковом эффекте, обусловленном поглощением излучения в видимом и инфракрасной областях спектра. При таком подходе темпы потепления напрямую зависят от сценариев увеличения СО2 в атмосфере, неоднозначность которых вызывает существенные качественные и количественные различия результатов прогнозов.

Отмеченное с середины 60-х годов прошлого века глобальное потепление обусловлено, преимущественно, естественными цикличными колебаниями климата. Антропогенное влияние не привело к значительному изменению климата, выходящему за рамки его естественной изменчивости. Подтверждением тому является стабильность климатических условий во многих регионах (северная Атлантика, восточная часть Северной Америки, отдельные секторы российской Арктики), что не укладывается в схему общепланетарного потепления.

Темпы глобального потепления, пик которого пришелся на 80-е годы, в настоящее время резки снизились. Начиная со второй половины 90-х годов во многих северных регионах зафиксировано похолодание, которое, по данным А.В. Павлова, для севера Ямала составляет -0,10С по сравнению со среднегодовой температурой за период 1950-80 гг, принятой за климатическую “норму”. Об изменении тренда потепления свидетельствуют и результаты выполненного автором анализа данных метеостанций на территории полуострова за последние 15 лет.

Максимальное потепление на территории Ямала к концу XXI столетия, по данным прогноза на основе наиболее реалистичной регрессионно - аналитической модели климата (Клименко, Микушина, 2005), составит 2,0-2,50С для среднезимних температур и 10С для среднелетних, что находится в рамках тысячелетней цикличности климатических условий. Такие климатические изменения не превысят значения температур, приводимых в палеореконструкциях для более ранних периодов последнего континентального этапа геологического развития территории Ямала.

Изменения состояния ММП полуострова, представляющие потенциальную опасность для промышленных объектов при сохранении тенденций к потеплению климата, заключаются в нарушении энергетического баланса мерзлых толщ, изменении теплообмена на контакте ММП с атмосферой и интенсивности проявления криогенных процессов.

Автором проведена сравнительная оценка результатов полевых исследований теплового состояния ММП территории Бованенковского НГКМ, выполненных в периоды 1985-1988 гг и 2003-2004 гг при проведении комплекса инженерно-геологических изысканий для строительства объектов обустройства. Оценивалось изменение температуры грунтов на уровне годовых нулевых амплитуд и мощности слоя сезонного оттаивания как основных результирующих параметров теплового состояния литогенной основы мерзлых ландшафтов.

Установлено, что повышение температуры при среднем приращении +0,40С происходит крайне неоднородно: максимальное потепление характерно для низкотемпературных минеральных и полигональных тундр высоких геоморфологических уровней (+0,5-0,60С), минимальное – для высокотемпературных пойменных ландшафтов (+0,1-0,20С). Увеличение мощности сезонноталого слоя за этот период не отмечено. Полученные результаты достаточно хорошо коррелируют с литературными данными (Павлов, 1997) об изменении состояния многолетнемерзлых пород на геокриологическом стационаре Марре-Сале в западной части Ямала.

Прогнозные оценки изменения геокриологических условий полуострова в большей мере зависит от принятого сценария потепления, чем от метода прогноза. Согласно наиболее экстремальным сценариям (С.Ю. Пармузин, Л.С. Гарагуля, Э.Д. Ершов, Л.Н. Хрусталев), уже к середине XXI века прогнозируются значительные изменения состояния ММП Ямала: повышение среднегодовой температуры на 2,5-30С и более; увеличение глубины сезонного протаивания на 30-50%; резкая активизация комплекса парагенетически связанных криогенных процессов. К концу столетия температура мерзлых толщ повысится на 4-60С и более. Южная граница сплошного распространения мерзлоты прогнозируется на широте Новопортовского месторождения, а граница ММП сливающегося типа с участками заглубленной на глубину до 4-6 м кровли будет пролегать севернее Бованенковского и Харасавэйского месторождений.

Более реалистичные прогнозы, основанные на умеренных сценариях потепления и сдержанных оценках антропогенного фактора влияния на современную динамику климата, не предполагают коренных изменений геокриологических условий полуострова. И даже при сохранении отмеченного в период 1960-95 гг тренда потепления атмосферного воздуха, повышение температуры многолетнемерзлых пород Ямала к 2050 году составит 0,7 – 1,50С, а концу века не превысит 1,5-2,00С. Глубина сезонного оттаивания при этом может возрасти не более, чем на 15-20%.

Таким образом, изменения состояния ММП полуострова в результате возможного продолжающегося потепления климата не превысят масштабов их перестройки в аллереде-дриасе, атлантическом и субатлантическом периодах голоцена и будут значительно меньше их техногенной трансформации при освоении территории.

Глава 5. Геохимические особенности и степень загрязнения геосистем

Выполненный анализ результатов исследований, посвященных изучению геохимической обстановки Ямальского п-ова (Андреев,1982; Башкин, Снакин и др.,1994; Баулин, Аксенов и др.,1997; Валеева, Блюм,1994; Константинова, 1996; Магомедова, Морозова,1994; Московченко, 1991, 1994, 1995; Московченко, Скарлыгина-Уфимцева, 1990; Некрасов, 1988; Пекедова, 1996, 1998; 2003; Савченко 1991, 1992; Санников, 1989; Трофимов, 1972; Цибульский, Валеева, Арефьев и др.,1995 и др.) показал, что, как правило, исследовался один из компонентов природной среды. Комплексная оценка фонового геохимического состояния, необходимая для прогнозировании уровней загрязнения геосистем, ранее не проводилась. Также не оценивалась связь геохимических особенностей с геолого-структурными и тектоническими условиями территории.

Автором впервые организованы и выполнены под его руководством масштабные геохимические исследования тундровых ландшафтов полуострова на территории перспективных для освоения территорий Бованенковского, Харасавэйского и Новопортовского месторождений. В главе обобщены результаты многолетних комплексных режимных наблюдений за геохимическим составом снежного покрова, поверхностных вод, донных отложений, почв и растительности, которые позволили оценить фоновое экологическое состояние ландшафтов полуострова и выявить основные закономерности аккумуляции, миграции и трансформации микро- и макрокомпонентов в компонентах природной среды.

Снежный покров полуострова достаточно загрязнен и отличается повышенными концентрациями веществ преимущественно техногенного происхождения - аммонийного азота, цинка, свинца и фенолов, что говорит о преобладании процессов глобального и регионального атмотехногенного переноса над локальным антропогенным загрязнением. Об этом же свидетельствует и пространственное распределение большинства микро- и макроэлементов: максимальное превышение предельно-допустимых концентраций (ПДК) характерно для фоновых участков за пределами влияния первоочередных объектов Ямальского газового комплекса. Снеговые талые воды всех месторождений отличаются низкой минерализацией (<15 мг/дм3), сильной закисленностью (4,58-5,35 ед. рН) и практически одинаковыми концентрациями нефтепродуктов (до 2-3 ПДК), взвешенных веществ, нитритного и аммонийного азота.

Выполненный анализ результатов газово-эманационноей съемки по снежному покрову Бованенковского НГКМ выявил значительное превышение концентраций газогеохимических показателей (метан, сумма предельных С2-С4УВ) в линейно ориентированных геодинамически активных зонах, приуроченных к участкам повышенной проницаемости пород.

Поверхностные воды территории значительно различаются по химическому составу в зависимости от геоморфологического уровня и гидрологического режима (рис. 3). В целом, гидрохимические особенности водоемов с

непроточным режимом определяются составом атмосферных осадков, а водотоков – химическим составом вмещающих материнских пород. Воды подавляющего большинства обследованных аквасистем ультрапресные, слабокислые, реже – нейтральные и слабощелочные. Более высокие значения показателей минерализации и концентрации отдельных тяжелых металлов характерны для вод рек и озер водораздельных поверхностей, представленных отложениями морского генезиса.

Широкое развитие русловых, эрозионных и термоабразионных процессов определяет высокие концентрации взвешенных частиц. Для рек и озер с высоким содержанием взвеси характерны повышенные концентрации железа, меди, никеля и цинка, что свидетельствует о едином источнике поступления этих веществ. Во всех водных объектах чрезвычайно высок уровень загрязнения ртутью (от 20 ПДК на Харасавэйском до 160 на Бованенковском месторождении), кроме которой основной вклад в общее загрязнение поверхностных вод вносят железо (до 70 ПДК), медь (до 30 ПДК) и нефтепродукты (до 10 ПДК).

Донные отложения являются индикатором экологического состояния аквасистем полуострова и характеризуются общим увеличением уровня загрязнения по направлению с юго-востока к северо-западу. Практически все донные осадки отличаются повышенным содержанием кадмия, единичные пробы – никеля и цинка. Не обнаружено превышений нормативных значений по нефтепродуктам, фенолам, ртути, меди, железу и свинцу. Максимальные концентрации микро- и макроэлементов отмечены на территории Харасавэйского месторождения, минимальные – Новопортовского за исключением фенолов и нефтепродуктов. Максимальная корреляция с химическим составом поверхностных вод характерна для донных осадков озер Бованенковского месторождения. В целом, для всей территории полуострова характерны более высокие концентрации загрязняющих веществ в донных отложениях озер, чем в речных осадках.

Почвы полуострова характеризуются общим невысоким уровнем загрязнения. Приоритетными факторами формирования микро- макроэлементного состава почв являются процессы торфонакопления и глееобразования, приуроченность к различным звеньям ландшафтно-геохимической катены и состав почвообразующих пород. Наиболее высокие концентрации элементов характерны для болотных торфяных почв и тундровых глеевых почв водоразделов. Практически повсеместно превышает нормативы уровень кадмия, цинка и свинца. Локально отмечены повышенные концентрации никеля и ртути, преимущественно в интразональных почвах пойменных уровней. Содержание углеводородов нефтяного ряда в большинстве почв значительно ниже ПДК за исключением локальных аномалий, приуроченных к площадкам разведочных скважин и зонам максимальной плотности тектонических нарушений. Ниже кларка находится среднее содержание меди, свинца, цинка и никеля. Установлено закономерное снижение концентраций тяжелых металлов по направлению с северо-запада (Харасавэйское ГКМ) к юго-востоку (Новопортовское НГКМ).

Растительный покров территории полуострова отличается значительной биогеохимической контрастностью. Специфика микроэлементного состав растений определяется их систематическим положением и ландшафтно-геохимическими условиями. Установлено повышенное относительно кларков содержание в растениях свинца и железа в 5-20 раз; цинка, меди и никеля – от 30 до 50 раз; кобальта, кадмия и марганца более, чем в 100 раз. Содержание ряда элементов в большинстве групп растений превышает как максимально допустимые уровни, так и верхнюю пороговую концентрацию. Практически на всей территории полуострова низшие растения (мхи и лишайники) накапливают максимальные количества свинца, железа и марганца; высшие – кадмия, марганца, никеля, меди и цинка. Мхи превосходят цветковые растения в аккумуляции железа, грибы - меди и свинца.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.