resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)resar-694Research ArticleНауки о ЗемлеEarth sciencesГрунтовые мелиоративные каналы в зоне вечной мерзлоты: тепловой и механический аспект взаимодействия с окружающей средойSoil Meliorative Channels in Permafrost Zone: Heat and Mechanical Aspect of Interaction with the EnvironmentЧжанРудольф ВладимировичZhangRudolf Vladimirovich

ЧЖАН Рудольф Владимирович – д.т.н., г.н.с., zhan@mpi.ysn.ru.

zhan@mpi.ysn.ruИнститут мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАНРоссияMelnikov Permafrost Institute SB RASRussian Federation2016280220252146977Copyright © Чжан Р.В., 20252025Чжан Р.В.Zhang R.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/694

Сложные инженерно-геокриологические условия Якутии ставят перед проектировщиками немало проблем, необходимость решения которых назрела уже давно. Проектирование устойчивых профилей мелиоративных грунтовых каналов с учетом гидрологических, гидрогеологических, геокрио- логических и гидравлических особенностей их работы требует особого углубленного изучения про- цессов, происходящих в грунтах основания каналов во время их строительства и эксплуатации. Этим объясняется отсутствие региональных норм по проектированию, строительству и эксплуа- тации грунтовых каналов, т.е. отсутствие правовой основы при проектировании. Настоящие иссле- дования позволяют закрыть некоторые геокриологические аспекты работы грунтовых каналов. В статье рассматриваются геокриологические особенности работы открытых грунтовых каналов при мелиорации земель в различных мерзлотно-грунтовых условиях криолитозоны Якутии. Приведе- ны результаты натурных исследований теплового и механического взаимодействия водного потока в каналах, даны рекомендации по расчету устойчивого поперечного профиля.

In Yakutia, designers must cope with many geotechnical problems associated with complicated permafrost conditions. In order to design stable profiles for reclamation earthen canals with consideration for hydrolog- ical, hydrogeological, geocryological and hydraulic factors, special in-depth studies are required to under- stand the processes occurring in foundation soils during canal construction and operation. This explains the lack of regional design, construction and operation codes for earthen canals, i.e. the absence of a legislative basis for designing. The present study covers some of the geocryological aspects of earthen canal perfor- mance. The paper discusses the geocryological features of open earthen canals used for land reclamation in different permafrost-soil conditions of the cryolithozone of Yakutia. It presents the results of field investiga- tions on thermal and mechanical interaction of the water flow in canals and provides recommendations for designing a stable cross-section.

криолитозонагрунтовый каналмноголетнемерзлые грунтытемпературальди- стостьсопротивление сдвигуpermafrostground channelpermafrosttemperatureice contentshear strengthReferencesКузьмин Г.П., Яковлев А.В. Подземные ре- зервуары в мерзлых грунтах. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 1992. 152 с.Кузьмин Г.П., Яковлев А.В. Подземные ре- зервуары в мерзлых грунтах. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 1992. 152 с.Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. М.: Колос, 1967. 179 с.Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. М.: Колос, 1967. 179 с.Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука, 1979. 304 с.Перльштейн Г.З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука, 1979. 304 с.Саввин Е.Д., Фёдоров Ф.М. Скорость отта- ивания глинистых пород при размыве // Бюл. НТИ. Проблемы горного дела Севера ЯФ СО АН СССР. Якутск, 1981. С. 17–11.Саввин Е.Д., Фёдоров Ф.М. Скорость отта- ивания глинистых пород при размыве // Бюл. НТИ. Проблемы горного дела Севера ЯФ СО АН СССР. Якутск, 1981. С. 17–11.Чжан Р.В., Мелкозеров Г.В. Особенности устройства и эксплуатации мелиоративных ка- налов Якутии. Рациональное природопользова- ние в криолитозоне: Сб. нaучн. трудов. М.: Наука, 1992. С.86–92.Чжан Р.В., Мелкозеров Г.В. Особенности устройства и эксплуатации мелиоративных ка- налов Якутии. Рациональное природопользова- ние в криолитозоне: Сб. нaучн. трудов. М.: Наука, 1992. С.86–92.Гоголев Е.С. Прогнозы переформирования береговых склонов, каналов и водохранилищ в районах многолетней мерзлоты: Автореф. дис. … д.т.н. М., 1989. 48 с.Гоголев Е.С. Прогнозы переформирования береговых склонов, каналов и водохранилищ в районах многолетней мерзлоты: Автореф. дис. … д.т.н. М., 1989. 48 с.Арэ Ф.Э. Разрушение берегов арктических приморских низменностей / Ф. Э. Арэ; отв. ред. В. П. Мельников. Новосибирск: ГЕО, 2012. 289 c.Арэ Ф.Э. Разрушение берегов арктических приморских низменностей / Ф. Э. Арэ; отв. ред. В. П. Мельников. Новосибирск: ГЕО, 2012. 289 c.Павлов А.В., Оловин Б.А. Искусственное от- таивание мерзлых пород теплом солнечной ра- диации при разработке россыпей. Новосибирск: Наука, 1974. 117 с.Павлов А.В., Оловин Б.А. Искусственное от- таивание мерзлых пород теплом солнечной ра- диации при разработке россыпей. Новосибирск: Наука, 1974. 117 с.Чжан Р.В. Температурный режим и устой- чивость низконапорных гидроузлов и грунто- вых каналов в криолитозоне. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002. 208 с.Чжан Р.В. Температурный режим и устой- чивость низконапорных гидроузлов и грунто- вых каналов в криолитозоне. Якутск: Изд-во ИМЗ СО РАН, 2002. 208 с.Замарин Е.А. Транспортирующая способ- ность скоростей течения в каналах. М.; Л.: Гос- стройиздат, 1951.Замарин Е.А. Транспортирующая способ- ность скоростей течения в каналах. М.; Л.: Гос- стройиздат, 1951.Ибад-заде Ю.А. Водопроводные каналы (гидравлические и русловые расчеты). М.: Стройиздат, 1975. 192 с.Ибад-заде Ю.А. Водопроводные каналы (гидравлические и русловые расчеты). М.: Стройиздат, 1975. 192 с.Terzaghy K. Theoretical Soil Mechanics. 1950. №4. P. 392–405.Terzaghy K. Theoretical Soil Mechanics. 1950. №4. P. 392–405.Childs E.C., Collis-George N. The permea- bility of porous materials. Proc. Roy. Soc. 201 A. 1950. P. 392–405.Childs E.C., Collis-George N. The permea- bility of porous materials. Proc. Roy. Soc. 201 A. 1950. P. 392–405.Дерягин Б.В., Абрикосова И.И. Прямые измерения молекулярного притяжения твердых тел // ЖЭТФ. 1956. Т.30, вып. 6. С. 993–1006.Дерягин Б.В., Абрикосова И.И. Прямые измерения молекулярного притяжения твердых тел // ЖЭТФ. 1956. Т.30, вып. 6. С. 993–1006.Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Изд-во по строительству, архитектуре и строи- тельным материалам, 1963. 636 с.Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Изд-во по строительству, архитектуре и строи- тельным материалам, 1963. 636 с.Zhang R.V. Thermal and mechanical interac- tion of earthen irrigation canal with frozen, thawing soils in permafrost areas. The Fourth International Symposium on Permafrost Engineering. 21–23 September, Lanhzou, China, 2000 // Journal of Gla- tiology and Geocriology. Published by Science press, Beijing. Suppe., 2000. V. 22. P. 129–136.Zhang R.V. Thermal and mechanical interac- tion of earthen irrigation canal with frozen, thawing soils in permafrost areas. The Fourth International Symposium on Permafrost Engineering. 21–23 September, Lanhzou, China, 2000 // Journal of Gla- tiology and Geocriology. Published by Science press, Beijing. Suppe., 2000. V. 22. P. 129–136.Самышин В.К., Перльштейн Г.З., Лавров Н.П. Исследование размываемости мерзлых дисперсных пород в лабораторных условиях // Вопросы инженерного мерзлотоведения при разработке многолетнемерзлых россыпных ме- сторождений: Сб. научных трудов ВНИИ-1. Магадан, 1982. С. 52–58.Самышин В.К., Перльштейн Г.З., Лавров Н.П. Исследование размываемости мерзлых дисперсных пород в лабораторных условиях // Вопросы инженерного мерзлотоведения при разработке многолетнемерзлых россыпных ме- сторождений: Сб. научных трудов ВНИИ-1. Магадан, 1982. С. 52–58.

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