resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)resar-552Research ArticleНауки о Земле. Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведениеEarth sciences. Engineering geology, permafrost and soil scienceДинамика термического режима грунтов на трассах линейных сооружений Центральной ЯкутииDynamics of the ground thermal regime along linear projects in Central YakutiaСкрябинПавел НиколаевичSkryabinPavel Nikolaevichvsp@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute SB RASRussian Federation2018111220242314853Copyright © Скрябин П.Н., 20242024Скрябин П.Н.Skryabin P.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/552

Рассматривается проблема тепловой реакции верхних горизонтов криолитозоны на антропогенные воздействия. Представлены результаты экспериментальных исследований, выполненных при научно-геокриологическом сопровождении проектно-изыскательских и строительных работ на трассах линейных сооружений. Освещены геокриологические условия района работ, методика геотемпературного мониторинга верхних горизонтов криолитозоны. Объектами исследований являются грунты слоя годовых теплооборотов.

Полевые работы включают повторные ландшафтные обследования нарушенных участков, проведения наблюдений в холодный и теплый сезоны года за высотой и плотностью снежного покрова, свойствами, протаиванием и температурой грунтов. Исследована динамика индикаторов изменений термического режима грунтов: мощность активного слоя и температуры в слое годовых теплооборотов в полосе проложения трубопроводов, железных и автомобильных дорог, линий электропередач. Выявлено значительное повышение среднегодовой температуры верхних горизонтов криолитозоны и увеличение глубины сезонного протаивания при вырубке леса и удаления напочвенного покрова, вырубке леса на гарях. Глубина сезонного протаивания грунтов на трассах линейных сооружений увеличивается ежегодно, местами достигая верхнюю кровлю подземных льдов, где начинается деградация многолетнемерзлых пород. Приведены данные о развитии опасных криогенных процессов. Количественно оценена изменчивость термического режима грунтов на разнорежимных вырубках (выборочная, постепенная, сплошная) и на гарях (свежие, старые) в зависимости от стадий восстановления растительности.

Результаты исследований использованы при проектировании и строительстве линейных сооружений. Экспериментальные данные являются основой прогноза изменения термического режима грунтов нарушенных ландшафтов и разработки рекомендаций по рациональному природопользованию.

This article discusses the thermal response of upper permafrost to anthropogenic disturbances. It presents the results of experimental geocryological investigations conducted in support of geotechnical exploration and construction of linear engineering projects.

The geocryological conditions in the study area, as well as the methods of permafrost thermal monitoring are described. The research focuses on the upper permafrost within the depth of annual temperature fluctuations. Field observations involve repeated surveys of the disturbed landscapes, including measurements of snow depth, snow density, soil properties, thaw depth, and ground temperature in the cold and warm seasons. The study aims to explore active layer thickness and near-surface permafrost temperatures, the variables which indicate changes to the ground thermal regime in the pipeline, railway, road and powerline corridors. The observation results demonstrate significant increases in mean annual temperature of the upper permafrost layers, as well as in seasonal thaw depth following tree removal, ground surface stripping and post-fire clearing. Soil thaw depths along the linear corridors show a distinct increase from year to year, in places reaching the top of ice wedges and causing permafrost degradation. The development of hazardous cryogenic processes is reported. Quantitative estimates have been obtained for the thermal dynamics of the ground on selective, gradual and clear cuts, as well as on old and recent burns in relation to plant succession stages.

The results of the study have been used in the design and construction of linear structures. Observational data can be further used in predicting the thermal dynamics of disturbed landscapes and in developing guidelines for rational land management.

мерзлые грунтытемператураглубина протаиваниямониторингдинамиканарушенные ландшафтыpermafrosttemperaturethaw depthmonitoringdynamicsterrain disturbance.ReferencesВарламов С.П. Льдистость грунтов северного участка проектируемой железной дороги Томмот – Кердем (ст. Олень – ст. Кердем) // Теория и практика оценки состояния криосферы Земли и прогноз ее изменения: Материалы международной конференции. Тюмень, 2006. Т. 2, с. 212 – 214.Varlamov S.P. L'distost' gruntov severnogo uchastka proektiruemoj zheleznoj dorogi Tommot – Kerdem (st. Olen' – st. Kerdem) // Teoriya i praktika ocenki sostoyaniya kriosfery Zemli i prognoz ee izmeneniya: Materialy mezhdunarodnoj konferencii. Tyumen, 2006, vol. 2, pp. 212 – 214.Варламов С.П. Температурный режим грунтов мерзлотных ландшафтов Центральной Якутии / Варламов С.П., Скачков Ю.Б., Скрябин П.Н. Якутск: Изд-во Института мерзлотоведения СО РАН. 2002. – 218 с.Varlamov S.P. Temperaturnyj rezhim gruntov merzlotnyh landshaftov Central'noj YakutiiСкрябин П.Н. Развитие наблюдательной сети термического мониторинга в Центральной Якутии // Криосфера Земли, 2001. Т. V, № 3, с. 56-62./ Varlamov S.P., Skachkov Y.B., Skryabin P.N. Yakutsk: Izd. Instituta merzlotovedeniya SO RAN, 2002, p. 218.Скачков Ю.Б., Скрябин П.Н., Варламов С.П. Изменчивость температуры грунтов слоя годовых теплооборотов в окрестностях г. Якутска за последние 40 лет // Современные проблемы теплофизики и теплоэнергетики в условиях Крайнего Севера: Материалы Х научно-технической конференции памяти профессора Н.С. Иванова (Якутск, 2011 г.). Якутск, 2013. С. 113-122.Skryabin P.N. Razvitie nablyudatel'noj seti termicheskogo monitoringa v Central'noj Yakutii // Kriosfera Zemli ,2001, vol. 5, № 3, pp. 56-62.Нерадовский Л.Г., Скачков Ю.Б. Прогноз температуры воздуха в Якутии до 2050 г. // Проблемы инженерного мерзлотоведения: материалы IX Международного симпозиума (Мирный, 2011 г.). Якутск, 2011. С. 389-393.Skachkov YU.B., Skryabin P.N., Varlamov S.P. Izmenchivost' temperatury gruntov sloya godovyh teplooborotov v okrestnostyah Yakutska za poslednie 40 let // Sovremennye problemy teplofiziki i teploenergetiki v usloviyah Krajnego Severa: Materialy H nauchno-tekhnicheskoj konferencii pamyati professora N.S. Ivanova (Yakutsk, 2011). Yakutsk, 2013, pp. 113-122.Neradovskij L.G., Skachkov Y.B Prognoz temperatury vozduha v YAkutii do 2050 g. // Problemy inzhenernogo merzlotovedeniya: materialy IX Mezhdunarodnogo simpoziuma (Mirnyj, 2011), Yakutsk, 2011, pp. 389-393.Neradovskij L.G., Skachkov Y.B Prognoz temperatury vozduha v YAkutii do 2050 g. // Problemy inzhenernogo merzlotovedeniya: materialy IX Mezhdunarodnogo simpoziuma (Mirnyj, 2011), Yakutsk, 2011, pp. 389-393.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.