О закономерностях распространения наледей на федеральной автодороге А-360 «Лена» по данным мультиспектральных космических снимков

В области распространения многолетнемерзлых пород и глубокого сезонного промерзания техногенное воздействие неизбежно трансформирует природные условия. В частности, техногенное воздействие на криолитозону приводит к нарушению стока поверхностных и подземных вод, в результате чего формируются наледи на тех участках, где их раньше не было, а также изменяются морфометрические параметры, режимы формирования и стаивания существующих природных наледей. Трасса ФАД «Лена» протягивается от пос. Невер до г. Якутск и составляет 1157 км. В рамках проведенных исследований рассматривался лишь наледеопасный участок автодороги на отрезке от Невера до Томмота. В качестве основного метода исследований применялось дистанционное зондирование Земли. Использовались мультиспектральные космические снимки Sentinel-2 с атмосферной корректировкой. Обработка данных космической фотосъемки проводилась полуавтоматическим способом в ГИС-программе QGIS 3.16. Идентификация наледей на космоснимке осуществлялась с помощью нормализованного разностного снегового индекса NDSI (Normalised Difference Snow Index). На исследуемом участке автодороги, протяженность которого составляет 712 км, в настоящее время формируется 107 наледей. Большинство притрассовых наледей по площади относятся к III (1000–10000 м² ) и IV (10000–100000 м² ) категориям. Наибольшее их количество формируется в интервале абсолютных высот 500–900 м. В геологическом отношении большинство наледей приурочены к четвертичным и протерозойским отложениям, а также к интрузивным породам мелового возраста. Установлено, что суммарная площадь наледей, формируемых на автодороге «Лена» на участке от Невера до Томмота, в 2018–2019 гг. повысилась почти в 6 раз по сравнению с данными 1927–1928 гг.

1. Алексеев В.Р. Подземные льды и гидротермическое движение грунтов на наледных участках речных долин // Лед и Снег. 2015. № 1 (55). С. 69–88. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88

2. Алексеев В.Р. Многолетняя изменчивость родниковых наледей-тарынов // Лед и Снег. 2016. № 1 (56). С. 73–92. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-1-73-92

3. Алексеев В.Р. Проблемы инженерного освоения наледных участков речных долин // Криосфера Земли. 2017. Т. 21, № 6. С. 65–75. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2017-6(65-75)

4. Шепелёв В.В. О преимуществах бассейнового подхода при изучении закономерностей распространения наледей // Лед и Снег. 2016. № 3 (56). С. 381–386. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-3-381-386

5. Crites H., Kokelj S.V., Lacelle D. Icings and groundwater conditions in permafrost catchments of northwestern Canada. // Sci Rep 10. 2020. № 3283. P. 1–11. https://doi.org/10.1038/s41598-020-60322-w

6. Ensom T., Makarieva O., Morse P., Kane D., Alekseev V., Marsh P. The distribution and dynamics of aufeis in permafrost regions // Permafrost and Periglacial Processes. 2020. Vol. 31, No. 3. P. 383–395. https://doi.org/10.1002/ppp.2051

7. Большаков С.М. Принципы и методы противоналедных мероприятий // Наледи Сибири и Дальнего Востока: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, Сиб. отдние СО АН СССР, 1981. С. 192–198.

8. Вельмина Н.А. Каптаж подземных вод в условиях вечной мерзлоты (Восточного Забайкалья и Приамурья). М.: Изд-во АН СССР, 1952. 126 с.

9. Дементьев В.А., Дементьев О.В. Новые методы защиты искусственных сооружений от наледей // Криолитозона и подземные воды Сибири. Якутск: Изд-во Ин-та мерзлотоведения СО РАН, 1996. с. 62–69.

10. Иванова Л.Д., Самсонова В.В. Формирование техногенных наледей на линейных сооружениях в пределах Приленского плато // Сергеевские чтения. Эколого-экономический баланс природопользования в горнопромышленных регионах: сборник научных трудов (по материалам годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (2–4 апреля 2019 г.). М., 2019. С. 423–427.

11. Казаков А.П. Исследование наледей на автомобильных дорогах Сибири и Дальнего Востока // Записки Забайкальского филиала географического общество СССР. 1976. Вып. 101. С. 124–151.

12. Кондратьев В.Г. Концепция системы мониторинга опасных наледных процессов на территории Читинской области. Чита: Изд-во Забтранс, 2000. 112 с.

13. Кузьминых А.И., Меркулов Д.М. Условия формирования наледей у искусственных сооружений и земляного полотна Забайкальской железной дороги // Записки Забайкальского филиала географического общества СССР, вып. 92. Краткие тезисы докладов к предстоящей второй научно-производственной конференции по строительству на мерзлых грунтах, часть 2 (проблемы наледеобразования). Чита, 1973. С. 143–145.

14. Курчатова А.Н. Влияние техногенных наледей на засоление литогенной основы городских ландшафтов Якутска // Криолитозона и подземные воды Сибири. Якутск: Изд-во Ин-та мерзлотоведения СО РАН, 1996. С. 95–105.

15. Низовкин Г.А. Борьба с наледями на железных дорогах // Труды ВНИИЖДТ. М.: 1954. 108 с.

16. Петров В.Г. Наледи на Амурско-Якутской магистрали, с альбомом планов наледей. Ленинград: Изд-во АН СССР и НИАДИ НКИС СССР, 1930. 177 с.

17. Румянцев Е.А. Сфера и эффективность применения различных типов противоналедных мероприятий на железных дорогах // Наледи Сибири и Дальнего Востока: Сб. науч. тр. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1981. С. 198–205.

18. Савко Н.Ф. Влияние инженерных сооружений на процессы наледеобразования // Записки Забайкальского филиала географического общества СССР, вып. 92. Краткие тезисы докладов к предстоящей второй научно-производственной конференции по строительству на мерзлых грунтах, часть 2 (проблемы наледеобразования). Чита, 1973. С. 133–135.

19. Цвид А.А. Наледи в Приморском крае и борьба с ними. Магадан: Маг. кн. изд-во, 1957. 83 с.

20. Чекотилло А. М., Цвид А. А., Макаров В. Н. Наледи на территории СССР и борьба с ними. Благовещенск: Амурское книжное издательство, 1960. – 207 с.

21. Шушаков Е.В. Наледи и борьба с ними. В помощь строителям БАМ. М.: Транспорт, 1979. 64 с.

22. Алексеев В.Р., Усов В.А. Влияние наледей на инженерные сооружения Амуро-Якутской магистрали // Материалы по мерзлотоведению Сибири и Дальнего Востока. Иркутск; М.: Изд-во Ин-та земной коры СО АН СССР, 1964. С. 93–97.

23. Макарьева О.М., Шихов А.Н., Осташов А.А., Нестерова Н.В. Наледи бассейна р. Индигирка по современным снимкам Landsat и историческим данным // Лед и Снег. 2019. № 2 (59). С. 201–212. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2019-2-388

24. Gagarin L., Wu Q., Melnikov A., Volgusheva N., Tananaev N., Jin H., Zhang Z., Zhizhin V. Morphometric Analysis of Groundwater Icings: Intercomparison of Estimation Techniques // Remote Sensing. 2020. Vol. 12 (4), P. 692. https://doi.org/10.3390/rs12040692

25. http://srtm.csi.cgiar.org

26. http://webmapget.vsegei.ru

27. Карта мерзлотно-гидрогеологического районирования Восточной Сибири. Масштаб 1:2 500 000 / Ред. П.И. Мельников. Якутск: Изд-во Ин-та мерзлотоведения СО АН СССР, 1980. 4 л.

28. Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 190 с.

29. Вельмина H.A., Узембло В.В. Гидрогеология центральной части Южной Якутии. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1959. 179 с.

30. Оспенников E.H., Труш Н.И., Чижов А.Б., Чижова Н.И. Экзогенные геологические процессы и явления (Южная Якутия). М.: Изд-во МГУ, 1980. 228 с.

31. Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды Северо-Востока СССР. Новосибирск: Наука, Сиб. отдние, 1974. 163 с.