Термокарст: определение, формирование и воздействие на окружающую среду

Термокарст — процесс образования ландшафта в результате таяния почв районов вечной мерзлоты. Это вызвано истощением растительного слоя в следствии естественной эрозии, обезлесения, сельского хозяйства и строительства зданий. Кроме того, термокарсты могут также образовываться из-за перемещения тяжелых транспортных средств над зоной вечной мерзлоты. Размер термокарста прямо пропорционален количеству льда под земной поверхностью. Он зависит от объема и размера растаявшего льда. Термокарсты, как правило, образуются в арктических регионах нашей планеты. Однако иногда они могут формироваться в горных районах, таких как Швейцарские Альпы и Гималаи.

Когда нужна дополнительная защита?

Формирование проекта мероприятий гражданской обороны осуществляется специалистами центра при возведении крупных сооружений на территории северных районов. Высокий риск термокарста может быть обусловлен следующими причинами:

  • температурные колебания, не характерные для региона;
  • техногенное влияние;
  • частичное, либо полное удаление растительного покрова на большой площади;
  • выемка грунта;
  • работа сооружений, стабильно выделяющих значительное количество тепла.

Основанием для проведения оценки рисков и выработки конкретного перечня инженерно-технических решений могут являться и иные обстоятельства. Постановкой задач занимаются квалифицированные инженеры совместно с представителями застройщика и инвестиционной компании. На необходимость проведения мероприятий нередко играет специфика сооружения.

Особенности проектирования и анализа данных

В качестве основы для разработки ИТМ выступают материалы гидрогеологического исследования, а также данные статистического и аналитического характера. Согласно СНиП 22.02.2003 исходной информацией признается:

  • карты расположения льдистых грунтов (места, глубина залегания, динамика процессов термокарста);
  • уровень вероятной просадки при полном таянии льда;
  • прогноз потенциальных угроз для строительства зданий на участке;
  • районные карты вероятного образования термокарста.

Сбор исходных данных осуществляется специалистами центра совместно с сотрудниками землеустроительных служб. В ходе проведения исследования к работе привлекаются представители метеорологических станций, муниципалитетов, надзорных учреждений. Детальному изучению подвергаются статистические сводки по региону, а также материалы научных работ экологов.

Профилактические и защитные мероприятия

Весь комплекс инженерно-технических решений, предусматриваемых при проектировании зданий, специалисты разбивают на две большие группы:

  • Профилактика термического карста

К числу таких действий относят различные операции по снижению уровня техногенного воздействия на мерзлоту. Проектом, например, могут предусматриваться:

  • восстановление растительного покрова;
  • изоляция теплоносителей;
  • засыпка карьеров после отработки месторождений;
  • использование специальных теплонепроницаемых покрытий;
  • регулирование гидросистемы;
  • обеспечение принудительной системы охлаждения;
  • проектирование вентилируемых подвальных помещений (исключение теплового воздействия на участок застройки).

Основной задачей профилактических мероприятий является предотвращения или сокращение влияния на подземные льды.

  • Защита

Другой блок действий по предотвращению негативных последствий тепловой просадки грунта включает в основном конструктивные решения. Инженеры предусматривают систему обеспечения надежности здания при наличии в толще пород пустоты. Кроме того, специалистами центра организуется постоянный мониторинг с использованием современной аппаратуры и средств диагностики.

Написать сообщение

Выделенные поля не заполнены или не валидны!

Ваше сообщение успешно отправлено.

Произошла ошибка при отправлении сообщения 🙁

Пример термокарста

Термокарст: определение, формирование и воздействие на окружающую среду 2

Примером большой термокарстовой депрессии является кратер Батагайка, который находится в Восточной Сибири, Республика Саха, Россия. Он около 100 метров в глубину и один километр в длину. Земля, образовавшая кратер Батагаики, начала погружаться в результате таяния вечной мерзлоты в 1960-х годах. Лес вокруг него был очищен, и там произошло большое наводнение. Край кратера очень неустойчив, что часто приводит к регулярным оползням. Вечная мерзлота под кратером продолжает таять и он все еще увеличивается каждый день. Помимо кратера Батагаика, в Сибири и в тундровой зоне есть другие термокарстовые образования.

Причины образования термокарста

Термокарст: определение, формирование и воздействие на окружающую среду 3

Формирование термокарста связанно с несколькими факторами. Во-первых, это указывает на то, что климат стал теплее, чем в ранее. Повышающаяся температура заставляет вечную мерзлоту таять и тем самым образует термокарст. Наблюдения показывают, что повышение температуры в арктической области составляет примерно от 2 до 4° С. Во-вторых, термокарсты указывают на рост количества осадков. Повышение температуры приводит к увеличению количества осадков. В результате дождевая вода и растаявшая вечная мерзлота начинают образовывать небольшие долины или углубления.

Термокарст, термоэрозия

Термокарст относится к так называемым псевдокарстовым процессам и состоит в образовании просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мёрзлого грунта при повышении среднегодовой температуры воздуха или при увеличении амплитуды колебания температуры почвы.

Обнажение пласта многолетнего льда

Рис. 3.9. Обнажение пласта многолетнего льда

Термокарст — это специфическое явление в области распространения многолетнемёрзлых пород, называемых вечной мерзлотой. Типичные формы рельефа, образующиеся в результате термокарста: озёрная котловина, аласы, западины, блюдца и другие отрицательные формы рельефа, а также провальные образования и полости в подпочвенном слое (гроты, ниши, ямы). Причиной термокарста может также стать промышленное и гражданское строительство, вырубка лесов и многие другие факторы хозяйственной деятельности человека. Появление термокарста обычно связано с процессами деградации вечной мерзлоты.

Термокарсту, как правило, сопутствуют другие процессы (например, термоэрозия, тепловая усадка и гравитационное перемещение оттаявших пород); он может сочетаться с плоскостным и подпочвенным смывом, солифлюкцией, суффозией, эрозией и абразией.

В России термокарсту подвержено около 45 % ее территории. Его воздействие проявляется в 72 городах.

Зоны островного (1), прерывистого (2) и сплошного (3) распространения многолетнемерзлотных пород на территории России

Рис. 3.10. Зоны островного (1), прерывистого (2) и сплошного (3) распространения многолетнемерзлотных пород на территории России

Термокарст оказывает сильное влияние на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений, нефте- и газопроводов, эксплуатацию нефтяных и газовых месторождений, строительство и эксплуатацию автомобильных и железных дорог.

В Якутске с начала 70-х годов прошлого века более 300 зданий получили серьезные повреждения в результате просадок мерзлого грунта. В зоне вечной мерзлоты проходит часть Транссиба — самой протяженной железнодорожной магистрали России.

Обрушившаяся из-за термокарста секция здания в пос. Черский

Рис. 3.11. Обрушившаяся из-за термокарста секция здания в пос. Черский

Поражающий фактор: провалы, осадки, оползни, солифлюкция.

Комплекс мероприятий по предупреждению и борьбе с термокарстом включает предохранение многолетнемёрзлых пород и подземных льдов от протаивания при строительстве и эксплуатации сооружений, предпостроечное оттаивание мёрзлых льдистых оснований, дренаж территорий. При выборе защитных мероприятий следует учитывать, что на территории России погребенные вечные льды достигают толщины от нескольких метров до нескольких десятков метров. Например, на Бованенковском газоконденсатном месторождении (западная периферия полуострова Ямал) толщина таких льдов достигает 45 м.

Значительный интерес проблема термокарста вызывает в последнее время в связи с глобальным потеплением климата. Соответствующие исследования выполнены в интересах нефтегазовой промышленности для территорий перспективных и эксплуатирующихся месторождений на Ямале, республики Коми, а также для промышленности и территории Якутии.

Все они свидетельствуют об интенсификации процессов термокарста в последнее десятилетие. Дальнейшее развитие этих тенденций может привести к значительным изменениям рельефа на многих важных промышленных объектах с крайне негативными последствиями.

Влияние термокарстов

Термокарст: определение, формирование и воздействие на окружающую среду 4

Таяние вечной мерзлоты приводит к созданию небольших прудов, которые могут увеличиваться и стать термокарстовыми озерами. Озеро высыхает в случае продолжения таяния, оставляя на месте депрессию. Другим эффектом таяния льдов под земной поверхностью является высокий риск коллапса. Коллапс приводит к образованию воронок, торос, пещер и туннелей. Такой пейзаж называют термокарстовым рельефом или оттаиванием.

Большинство людей, живущих в термокарстовых районах, предпочитают строить свои дома на сваях. Это помогает в предотвращении таяния льда. Согласно исследованию, проведенному исследователями Университета Аляски Фэрбенкс, большая часть областей северной вечной мерзлоты подвержена термокарстным ландшафтам. Следует отметить, что термокарсты оказывают отрицательное влияние на окружающую среду. Оттаивание приводит к выбросу в атмосферу парниковых газов, таких как метан и диоксид углерода.

Следовательно, термокарсты — это красивые узоры на поверхности Земли, но они также очень вредны. Частые оползни и загрязнение воздуха парниковыми газами делают их неблагоприятными для окружающей среды нашей планеты.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями


Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий