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:   || 2 | 3 |

Техноприродные криогенные процессы в зоне влияния магистрального водоснабжения в центральной якутии (на примере участка самотечного канала)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Сальва Андрей Михайлович

ТЕХНОПРИРОДНЫЕ КРИОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЯКУТИИ

(НА ПРИМЕРЕ УЧАСТКА САМОТЕЧНОГО КАНАЛА)

Специальность: 25.00.36 – «Геоэкология (науки о Земле)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Дубна – 2012

Работа выполнена ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет им. М,К. Аммосова» (г. Якутск)

Научный руководитель – доктор геолого-минералогических наук, профессор Тржцинский Юрий Болеславович Институт земной коры СО РАН (г. Иркутск)
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Короновский Николай Владимирович Геологический факультет МГУ (г. Москва) доктор географических наук, профессор Горшков Сергей Павлович Географический факультет МГУ (г. Москва)
Ведущая организация – ОАО Территориальный проектно-изыскательский институт «Сахапроект» (г. Якутск)

Защита состоится «20» апреля 2012 г. в 14 час. 00 мин. в аудитории 1-300 на заседании диссертационного совета Д 800.017.01 при ГБОУ ВПО МО Международный университет природы, общества и человека «Дубна» по адресу: 141980, Московская область, г. Дубна, ул. Университетская, д. 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО МО Международный университет природы, общества и человека «Дубна»

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 141980, Московская область, г. Дубна, ул. Университетская, д. 19, ученому секретарю совета,

E-mail: kamanina@uni-dubna.ru.

Тел.8-(49621)-90729, Факс.8-(49621)-90770

Электронная версия автореферата размещена на сайте

ВАК Минобрнауки РФ и Университета «Дубна» ( http://www.uni-dubna.ru ).

Автореферат разослан « » марта 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета И.З. Каманина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В начале 90-х гг. прошлого столетия в заречной группе сельских районов Центральной Якутии с целью обеспечения населения питьевой и технической водой, началось строительство системы магистрального водоснабжения, которая состояла из насосных станций, трубопроводов, водохранилищ и каналов.

Было предусмотрено строительство трех ветвей водоводов.

Самый протяженный из них – магистральный водовод «Лена – Туора-Кюель – Татта» расположен на территории сплошного распространения многолетнемерзлых горных пород (ММП) и на всем своем протяжении (150 км) встречает участки более или менее интенсивного развития мерзлотных (криогенных) геологических процессов и явлений. При эксплуатации системы водоснабжения техногенные (технологические) нагрузки стали приводить к существенным изменениям мерзлотной (геокриологической) среды и прилегающих ландшафтов. В результате активизации криогенных процессов осложнились геокриологические условия трассы водовода.

Канал «Туора Кюель - Татта» – это заключительный 17-километровый самотечный участок магистрального водовода «Лена - Татта», являющийся руслом ручья Синниэгэс. При его эксплуатации происходит воздействие водного потока на прилегающую мерзлотную среду и ландшафты, поэтому необходимо вести мониторинг этих проявлений, так как они оказывают негативное воздействие на среду канала, вплоть до возникновения опасных и чрезвычайных ситуаций. Районы, прилегающие к зоне воздействия канала расположены в черте небольших населенных пунктов (поселков и сел) со своей инфраструктурой (автодороги, жилые и хозяйственные постройки, мелиоративные и водохозяйственные системы, агропромышленные комплексы), которые интенсивно используются и подвержены техногенным изменениям различной степени. Технологическое воздействие магистрального водовода, в том, числе самотечного канала на мерзлотную среду и ландшафты в этом районе ранее не исследовано. В связи с этим изучение данной проблемы является актуальной научной задачей.

Цель исследований. Оценка влияния самотечного канала «Туора Кюель – Татта» на прилегающую мерзлотную среду.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

  1. Изучить состояние и перспективы обводнения и магистрального водоснабжение в заречных сельских районах Центральной Якутии как единой природно-технической системы.
  2. Исследовать природные и инженерно-геокриологические условия района исследования, в том числе характеристику мерзлых грунтов и выделить роль криогенных процессов и явлений.
  3. Выявить особенности развития криогенных процессов и явлений, в том числе современных, при проведении инженерных изысканий в заречных районах Центральной Якутии.
  4. Выделить водный поток как основной фактор технологического воздействия на прилегающую среду канала, а процессы термоэрозии и термокарста как его последствия.
  5. На основе анализа полученной информации составить картосхему распространения современных русловых криогенных процессов, а также дать оценку технологического воздействия магистрального самотечного канала на прилегающую среду и ландшафты.

Объектом исследования является магистральный самотечный канал и его мерзлотная (геокриологическая) среда.

Научная новизна работы:

– исследованы особенности современных мерзлотных процессов и проявлений на все трассе магистрального водовода «Лена – Туора-Кюель», а также активизация криопроцессов на участке магистрального самотечного канала «Туора-Кюель – Татта»;

– рассчитана и измерена скорость водного потока в канале, при эпизодическом водовыпуске;

– дана оценка технологического воздействия магистрального канала на прилегающую среду;

– составлена картосхема распространения современных русловых криогенных процессов и проявлений по трассе канала:

– разработаны рекомендации, в случае эксплуатации по предотвращению активизации и распространению процессов на канале.

Защищаемые положения:

1. Установлено взаимодействие современных криогенных процессов и водного потока в процессе эксплуатации самотечного канала, выражающееся в образовании бугристо-аласного ландшафта и возникновения неблагоприятной экологической обстановки для близлежащих сельских населенных пунктов.

2. В зоне влияния канала выявлены места и участки развития процессов термоэрозии и термокарста, на которые влияют длительность и скорость воздействия водного потока, а также особенности гранулометрического состава, физических свойств и криогенного строения мерзлых грунтов.

3. Доказано, что в результате технологического воздействия водного потока на мерзлотную среду, при эксплуатации канала, процессы термоэрозии и термокарста активизируются в виде увеличения промоин, роста просадок и ям.

Исходный материал и методы исследования. В основу диссертации положены материалы полученные при непосредственном участии автора в инженерно-геологических исследованиях (полевых, лабораторных, камеральных) в составе геолого-почвенного отдела Института по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства «Гипроводхоз» в рамках Республиканской программы «Заречье» по водоснабжению заречных районов Центральной Якутии, в реализации которой в 1992-1998 годах автор принимал участие, в последующие годы автором проводились самостоятельные исследования (ландшафтные описания криогенных процессов, бурение, фотосъемка и др).

Методика исследований включала: сбор и обработка материалов прошлых лет, рекогносцировочные маршрутные наблюдения (ландшафтные исследования рельефа и криогенных процессов), бурение скважин, полевые исследования мерзлых грунтов, лабораторные исследования грунтов, а также обработка и анализ информации. Были использованы методы, базирующиеся на основных требованиях нормативных документов по инженерно-геологическим изысканиям в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Практическое значение работы. Результаты проведенных исследований были включены в материалы рабочих проектов инженерно-геологических изысканий в рамках Республиканской программы «Заречье». Результаты могут представлять практический интерес для специалистов, занимающихся в области водохозяйственного и мелиоративного строительства на территории Республики Саха (Якутия) и других регионах Российской Федерации, где существует влияние многолетней мерзлоты. Кроме этого, результаты могут быть использованы при усовершенствовании методов районирования, картографических методов исследования мерзлотной среды и криогенных ландшафтов, составлении схем и карт техногенного воздействия.

Апробация. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на: конференции молодых ученых «Шаг в будущее» (Якутск, 1997); научно-практической конференции «Криопедология» (Сыктывкар, 1997); VII International Conference on Permafrost (Yellowknife, Canada, 1998); VIII Congress of the International Association of Engineering Geology and Environment (Vancouver, Canada, 1998); ХV всероссийской конференции с международным участием «Геологические опасности» (Архангельск, 2009) и VII Общероссийской конференции «Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве Российской Федерации» (Москва, 2011).

Публикации. Автором лично опубликовано 10 работ (по результатам исследований 9 работ и 1 по общественным наукам), в том числе 3 статьи в ведущих научных журналах из перечня ВАК. Объем публикаций - 5 п.л.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы из 110 наименований. Работа изложена на 137 страницах, содержит 30 рисунков и 10 таблиц и 8 приложений.

В первой главе рассмотрена изученность проблемы, определен объект и методы исследований. Во второй главе описывается система магистрального водоснабжения заречных районов Центральной Якутии, ее сегодняшнее состояние и перспективы. В третьей изучены природные и инженерно-геокриологические условия района исследований и в четвертой дана оценка технологического воздействия магистрального канала на прилегающую мерзлотную среду.

Автор выражает огромную благодарность видному ученому Сибири и Дальнего Востока России д.г.-м.н., профессору Ю.Б. Тржцинскому (Институт земной коры СО РАН) за формирование научных взглядов и навсегда сохранит о нем светлую память.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Установлено взаимодействие современных криогенных процессов и водного потока в процессе эксплуатации самотечного канала, выражающееся в образовании бугристо-аласного ландшафта и возникновения неблагоприятной экологической обстановки для близлежащих сельских населенных пунктов. Система магистрального водоснабжения в заречных районах Центральной Якутии состоит из трех водоводов (рис.1): 1) 1 – река Лена – поселок Туора Кюель и 4 – канал п. Туора Кюель – река Татта, 2) 2 – водохранилище поселка Бедеме – озеро поселка Тюнгюлю и 3) 3 – река Лена – озеро Мюрю (с. Борогонцы).

Магистральный водовод «Лена – Туора Кюель – Татта» самый протяженный (150 км). Он включает в себя головную плавучую насосную станцию (рис.2а,б), четыре промежуточных водоема с насосными станциями, пять плотин, трубопровод из стальных труб (рис.2в,г), и каналы общей протяжен-ностью более 20 км. Все насосные станции электри-фицированы.

Плановое положение трассы магистрального водовода выбрано с учетом удобства эксплуатации, минимальной протяженности, а также обеспечения сохранности окружающей среды.

Схема водоснабжения. Водовод проложен в основном вдоль существующих дорог и начинается от п. Нижний Бестях на р. Лена (рис.2.а.в). Трасса проходит севернее п. Майя через п.Чуя до оз. Теппэ; далее она огибает п.Табага, Бютейдях и проходит до Куолларского водохранилища. Из него вода подается по р.Суола в расположенные ниже по течению населенные пункты. С этой целью около каждого из них создаются накопительные водоемы. От Куолларского водохранилища трасса водовода проложена вдоль существующей дороги до оз. Кеттит-Кюель (у п.Туора Кюель) и далее – до р. Татта (магистральный канал); всего 6 участков. В урочищах Диринг, Мундулах, на оз.Теппэ, р.Суола возле п.Бетюйдях и на оз.Кеттит-Кюель созданы водохранилища для питьевых целей. Разработчиком проектов водохранилищ является Институт по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства «Якутгипроводхоз».

Заключительный 17-км участок – это магистральный канал Туора Кюель – Татта» (Рис. 3). проходит по долине и представляет собой естественный самотечный канал в русле ручья Синниэгэс.

По климатическим условиям район является одним из резкоконти-нентальных регионов земного шара, это проявляется в больших годовых колебаниях температуры (перепад температур более 100°С) и относительно малом количестве выпадающих осадков (250-300 мм в год.). Среднегодовая температура воздуха в районе п.Чурапча (ближайший метеостанции от района исследования) –11,7°С, абсолютный максимум наблюдения +37°С, абсолютный минимум –66°С. В физико-географическом отношении рассматриваемый район расположен в юго-восточной части Центрально-Якутской низменности на Лено-Амгинском междуречье и представляет собой Абалахскую аллювиальную террасированную равнину. Абсолютные отметки высот непосредственно в районе канала составляют 185,0-201,0 м.

Река Татта (левый приток реки Алдан) – основная водная артерия территории, протекает с юго-запада на северо-восток. Верховья р. Татта и большинство ее притоков, включая, исследуемый ручей Синниэгэс полностью пересыхают в летний период. Озера распространены широко. Большая часть их имеет термокарстовое происхождение. Качество воды в озерах различное. В процессе усыхания минерализация озерной воды повышается, и вода становится непригодной для питьевых нужд. Наиболее крупные озера Кетит-Кюель и Арылах были выбраны в качестве действующих водохранилищ.

В геологическом строении района принимают участие юрские, неогеновые и четвертичные отложения. Юрские и неогеновые отложения перекрыты толщей четвертичных отложений. До изученной глубины (10 м) участок сложен верхнечетвертичными озерно-аллювиальными отложениями (см. разрез на рис.4), представлены суглинками, супесями легкой, средней, тяжелой разности, песками разной крупности, отнесенными к современным озерно-аллювиальным отложениям.

Геокриологические условия участка магистрального канала характеризуются развитием сплошной мерзлоты сливающегося типа. Мощность многолетнемерзлой толщи (ММП) в районе исследования варьируется от 300 до 500 метров. Сезонное оттаивание пород в районе исследования начинается в начале мая и достигает 1,4-2,8 м. в конце сентября. Промерзание сезонноталого слоя (СТС) начинается в октябре и происходит и сверху, и снизу. Температура грунтов на глубине (10 м) изменялась от от -3,3 до -6,2 °С.

Собственно криогенные процессы и связанные с ними явления широко развиты по трассе магистрального канала и в непосредственной близости. Наиболее распространен процесс термокарста и термоэрозии. Встречаются такие явления как полигонально-жильные формы, выражающиеся в развитии полигонов, морозобойных трещин и повторно-жильных льдов. На склонах аласов (термокарстовые котловины) южной экспозиции и аласных долин наблюдаются байджерахи (термокарстовые останцы) чешуеобразной формы, развивающиеся в результате вытаивания повторно-жильных льдов и льдонасыщенных грунтов. В межаласьях развиты сезонные бугры пучения (мелкобугристый рельеф), а на аласах многолетние бугры пучения (булгунняхи). Высота отдельных булгунняхов достигает 3-7 м, а диаметр составляет 30-35 м по подножию. В долине ручья развита заболоченность.

Природно-техногенные изменения проявляются в виде промоин (процесс термоэрозии) по колее и обочине местных грунтовых дорог, а также в виде провалов, ям (процесс термокарста) на местах разработок грунта, нарушений почвенно-растительного покрова на местах заброшенных жилых и хозяйственных построек, просек, ЛЭП и небольших каналов между озерами.

Особенность района исследования – повышенная льдистость грунтов и многочисленные фрагменты повторно-жильных льдов. Глинистые грунты большей частью имеют (при оттаивании) текучую консистенцию, песчаные грунты по степени влажности – влажные, по составу преобладают в ССО – крупнозернистые, в ММП – среднезернистые фракции. Криогенная текстура глинистых грунтов в основном слоистая, песчаных грунтов – массивная. Грунты незасоленные, с примесью органических веществ, местами заторфованные.

В результате исследования в разрезе (рис.4) выделены 10 инженерно-геологических элементов (табл. 1).

Таблица 1. Инженерно-геологические элементы.

При хозяйственном освоении Центральной Якутии и реализации рабочих проектов для трасс магистрального водоснабжения были выявлены ряд современных криогенных процессов и их проявлений характерных для исследуемой территории – это развитие структур-полигонов (табл.2д), формирование подземных повторно-жильных льдов, разрушение берегов озёр в связи с оттаиванием подземных льдов, термоэрозионное оврагообразование, наличие таликовыхобразования (аласы) (табл.2а,б), морозобойное трещинообразование (табл.2г), термопросадочные ямы и провалы, бугры пучение (булгунняхи) (табл.2в). В результате таких процессов всё чаще имеют место случаи угрозы жилому сектору (табл. 2е).

Таблица 2

Криогенные процессы и ландшафты в Центральной Якутии



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.