CC BY
46. Лабораторный практикум по общей микробиологии / Градова Н.Б. [и др.]. М.: ДеЛи принт, 2001. 131 с.
7. Плесневые грибы. Методы выделения, идентификации, хранения. Справочное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям и специальностям экологического, биологического и биотехнологического профиля. / АГТУ; Сост.: С.В. Еремеева. Астрахань, 2009. 104 с.
8. Гаузе Г.Ф. и др. Определитель актиномицетов: Роды Б1терЮтусе$, 8&ерЮуегИсШшт, Сктта / Г.Ф. Гаузе. М.: Книга по Требованию, 2014. 248 с.
9. Звягинцев Д.Г. Биологическая активность почв и шкалы для оценки некоторых ее показателей // Почвоведение, 1978. № 6. С. 48-54.
Б01: 10.24412/с1-37269-2024-1-146-149
ГЕОФИЗИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ
Ефремов В.Н.
Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН [email protected]
По результатам мониторинга рассматривается влияние температуры приземного воздуха, высоты снегового покрова и дождевых осадков на УЭС слоя переходной промороженно-сти многолетнемерзлых грунтов, как наиболее подверженного опасности деструкции в результате потепления климата. На основе сравнительного анализа изменения УЭС на глубине 1, 2 и 3 м в 2009 и 2010 годах, сделаны выводы о причинах аномального растепления грунтов и о сохранении промороженности грунтов под воздействием климатических факторов.
С 2006 г. нами, проводится фоновый радиоэлектромагнитный мониторинг на территории стационара ИМЗ «Туймаада» сначала радиоимпедансным зондированием [1], а с 2017 г. -РМТ зондированием [2]. Грунты на экспериментальных площадках стационара представлены многолетнемерзлыми отложениями песков средней крупности, подстилаемыми на глубине более 30 м алевритами. Зондирования производились горизонтальными магнитными антеннами и электрическими незаземленными приемными линиями с длиной одного плеча 5 м - для ра-диоимпедансного зондирования в диапазоне частот 1 0-1000 кГц, и 10 м - для РМТЗ в диапазоне частот 1-1000 кГц.
В результате мониторинговых исследований сезонных изменений геоэлектрического разреза (ГЭР), по данным радиоимпедансного зондирования, получена модель геоэлектрического строения мерзлых грунтов на стационаре ИМЗ СО РАН, которую здесь иллюстрирует сезонное изменение ГЭР во времени (рис. 1).
Слой переходной промороженности
Слой стационарной промороженности
Рис. 1. Временной ряд сезонных изменений геоэлектрического разреза мерзлых грунтов до глубины 7 м,
в период с апреля по октябрь
Модель представляется состоящей из трех основных горизонтов: деятельный слой (ДС) (зимой - сезонно-мерзлый, летом - сезонно-талый); слой переходной промороженности (СПП), имеющий градиентное изменение льдистости; слой стационарной промороженности (ССП) - опорный. Эта модель подтверждается экспериментально полученными результатами режимных радиоимпедансных зондирований в одном пункте, проведенных с интервалом в одну неделю, и представляющих изменения параметров ГЭР грунтов со временем (рис. 1).
Здесь ДС четко выделяется удельным электрическим сопротивлением (УЭС) от 50 до 500 Омм, мощностью от 1 до 2 м и низкоомной водонасыщенной верхней его частью, вызванной дождевыми осадками в августе-октябре. Подстилающий его СПП выделяется значениями УЭС от 500 до 2500 Омм и мощностью от 2 до 4 м. Опорный слой ССП имеет УЭС более, чем 2500 Омм.
В СПП льдистость грунтов повышается с понижением температуры грунтов, чем и объясняется градиент повышения его УЭС. С понижением температуры грунтов, сначала промерзает свободная вода, затем рыхлосвязанная и, наконец, связанная вода, определяя, тем самым, максимальную промороженность данных грунтов, в зависимости от общей влажности и минерального состава. В ССП льдистость постоянна и прочность грунтов с изменением климата не вызывает особых опасений. Поэтому, именно СПП, наряду с ДС, представляется основным объектом наблюдения при мониторинге изменения состояния многолетнемерзлых грунтов, в связи с опасностью перехода из твердомерзлого состояния в пластично-мерзлое.
Состояние многолетнемерзлых грунтов, определяемое их промороженностью и зависящее, в первую очередь, от температуры приземного воздуха и от теплопроводности грунтов, подвержено и влиянию климатических факторов, таких как выпадение осадков в виде снега и дождя, либо их отсутствие. Сочетание по количеству и времени проявления в теплом периоде одного года (апрель-сентябрь) таких климатических факторов, как высота снегового покрова и количество дождевых осадков, либо их отсутствие, могут, наряду с температурой приземного воздуха привести и к аномальному растеплению грунтов. Впервые, это было отмечено, нами в теплый период 2007 года [3]. Грунты СПП, при аномальном растеплении, рискуют, в первую очередь, перейти из твердомерзлого состояния в пластично-мерзлое, снижающее их прочность.
Влияние высоты снегового покрова, дождевых осадков, либо их отсутствия, хотя и не совместное и не такое яркое, но примечательное, отмечалось нами и в 2009-2010 годах. Оно опосредовано просматривается через изменение УЭС грунтов в теплые периоды этих лет (рис. 2).
I 100-о
(D
а .
ш
о -
ср
о -
а) -о
а -
т .
g" 1000-
ф
m a> о
Рис. 2. Изменение удельного электрического сопроотивления грунтов деятельного слоя и слоя переходной промороженности на различной глубине в 2009 (А) и 2010 (Б) годах
По нашим данным, смещение максимума среднемесячной температуры приземного воздуха (на высоте 2 м) от июня, в 2009, к июлю в 2010 отразилось в общем повышении УЭС грунтов СПП, а значит, и их промороженности в августе-октябре этого года (рис. 2). Получается, что промороженность грунтов СПП возрастала уже в августе-сентябре, при еще положительных температурах приземного воздуха, за счет охлаждения подстилающими грунтами
ССП. Таким образом, при определенных условиях, происходит промерзание верхней части многолетнемерзлых грунтов не только сверху, но и снизу.
Влияние высоты снегового покрова определяется его теплоизоляционными свойствами. Высокий снеговой покров, в силу своей низкой плотностии и, соответственно, низкой теплопроводности, оказывает значительное препятствие промерзанию грунтов сверху в холодный период года (октябрь-апрель) и играет, в этом смысле, деструктивную, для мерзлоты роль. Меньшая его высота способствует естественному промерзанию грунтов, играя уже конструктивную роль. Максимальная его высота (25,6 см в 2009) достигается в марте, снижаясь в апреле (21,3 см в 2010). Мартовские значения УЭС грунтов на трех значениях глубины 1, 2 и 3 м (рис.2) меньше в 2009, при средней высоте снегового покрова 25,6 см, чем в 2010, при 19,8 см этого параметра. Если до марта высокий снеговой покров препятствует промерзанию грунтов, то в апреле он способствует уже сохранению их промороженности. Малая высота снегового покрова в 2010 способствовала значительному увеличению промороженности грунтов СПП к марту, выраженному увеличением УЭС и не менее значимому ее снижению в апреле, выраженному снижением УЭС.
Дождевые осадки, изменяя теплопроводность грунтов ДС, влияют на грунты СПП, в разные годы и в разные месяцы неоднозначно. В 2009 максимальное их количество (41 мм) наблюдалось в августе, когда оно способствовало снижению УЭС грунтов СПП, как следствию их растепления при пониженных уже температурах приземного воздуха. В 2010 максимальное количество дождевых осадков (41 мм) выпало в мае, что поспособствовало раннему растеплению грунтов СПП. Засуха в июне 2009 (3,3 мм осадков) привела к резкому повышению УЭС грунтов СПП, вызванному их дополнительной промороженностью, особенно в верхней части СПП, на глубине 2 м. Августовское снижение дождевых осадков до 9,5 мм в 2010 вызвало рост УЭС, за счет промерзания грунтов СПП при еще положительных температурах приземного воздуха, в результате снижения теплопроводности ДС.
Заключение. Геофизический мониторинг, показывая фактическую промороженность многолетнемерзлых грунтов, позволяет оценить влияние климатических факторов на состояние многолетнемерзлых грунтов и оперативно спрогнозировать результат их воздействия на основания зданий и инженерных сооружений.
Слой переходной промороженности многолетнемерзлых грунтов является наиболее важным объектом внимания геофизического монироринга, поскольку грунтам именно этого слоя грозит, при потеплении климата, переход из твердомерзлого состояния в пластично-мерзлое.
Положение и величина максимума среднемесяной температуры приземного воздуха характеризуют изменение промороженности грунтов в летний период года.
Высота снегового покрова, сформировавшегося за зимний период, определяет состояние грунтов слоя переходной промороженности многолетнемерзлых грунтов в предстоящий летний период.
Выпадение дождевых осадков, равно как и их отсутствие, изменяя теплопроводность грунтов, вносят некоторую корректировку ситуации, значительным изменением проморожен-ности слоя переходной промороженности.
Аномальному растеплению многолетнемерзлых грунтов способствует совместная реализация следующих климатических факторов: большая высота снегового покрова зимой, весенние дожди и продолжительные летние дожди.
Сохранению промороженности многолетнемерзлых грунтов слоя переходной проморо-женности в летний период года, в первую очередь способствуе уменьшение температур приземного воздуха в целом, положение и величина их максимума. Во-вторых, этому помогает, особенно в начале лета, накопленная к апрелю за весь предыдущий зимне-весенний период, высота снегового покрова. И в-третьих, условиям сохранения промороженности грунтов способствует соответствующее изменение теплопроводности грунтов деятельного слоя, определяемое дождевыми осадками. Точнее временем и количеством их выпадения, либо временем их отсутствия.
Литература
1. Ефремов В.Н. Радиоимпедансное зондирование мерзлых грунтов. Якутск: Издательство ФГБУН Институт мерзлотоведения, 2013, 123 с.
2. Ефремов В.Н., Баишев Н.Е., Данилов К.П. Сезонный радиоэлектромагнитный мониторинг состояния мерзлых грунтов РМТ зондированием // Устойчивость природных и технических систем в криолитозоне: материалы Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 60-летию образования Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, Якутск, 2020.- С. 100-104.
3. Ефремов В.Н. Геофизическая оценка и индикация результата воздействия климатических факторов на состояние мерзлых грунтов // БСТ. Бюллетень строительной техники. том 1024, № 12. 2019 - С. 46-50.
DOI: 10.24412/cl -37269-2024-1-149-151
НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЧИСЛЕННЫЙ ПРОГНОЗ ТЕМПЕРАТУРНОГО И ФИЛЬТРАЦИОННОГО РЕЖИМОВ ШТАБЕЛЯ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ КУЧНОМ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ ДРАГОЦЕННЫХ МЕТАЛЛОВ В УСЛОВИЯХ ХОЛОДНОГО КЛИМАТА
Каймонов М.В.
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН, г. Якутск
В современных экономических условиях проектирование горных предприятий должно осуществляться в кратчайшие сроки и с сохранением при этом высокой точности и достоверности результатов, с глубокой, зачастую многовариантной проработкой проектных решений. Представлены результаты разработки методики построения 3Д геоинформационной модели объектов горного производства. В качестве примера рассматривается прогноз теплового режима рудного штабеля при кучном выщелачивании золота в условиях холодного климата.
«Цифровой двойник» рудного штабеля построен в программном комплексе Frost 3D. Введение «элементарных» блоков позволяет рассматривать различные варианты его формирования, режимов эксплуатации, орошения, теплоизоляции и др. Это позволяет выявить закономерности изменения теплового режима рудного штабеля, разработать рекомендации по управлению тепловым режимом, повысить экономическую эффективность данной технологии и применять её в условиях крайнего Севера.
На рис. 1 представлен вариант расчёта теплового режима штабеля в теле которого сформирован наклонный технологический съезд. Съезд имеет уклон 70 град, борта съезда - 75 град. Начало расчёта 01.02.2022 г.; конец расчёта 15.07.2024 г. Промежуточные значения на 01 и 15 число каждого месяца.
Рис. 1. Общий вид штабеля со съездом
