Б01: 10.12731/wsd-2015-4-17 УДК 38.47.01
ДИНАМИКА ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТОВ И ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЮЖНОЙ КРИОЛИТОЗОНЕ
Коркин С.Е., Кайль Е.К.
В статье рассматривается динамика температурных показателей в слое с годовыми колебаниями с 2010 по 2014 годы для выявления связей с экзогенными процессами.
Цель исследования заключается в выявление связи температур с проявлениями экзогенных процессов в южной криолитозоне.
Основной метод исследования это полевой, с применением современной приборной базы, благодаря которой информация о состоянии пород имеет высокую точность и возможность отслеживания тенденций в различных при-родно-территориальных комплексах южной криолитозо-ны Западной Сибири.
В результате исследования получены фоновые показатели температуры горных пород по двум ключевым участкам: 1. Территория природного парка «Сибирские увалы» 2. Окрестности города Нижневартовска. Сформирована база данных фоновых температурных показателей верхней части слоя годовых теплооборотов, на основе которой можно строить взаимосвязи с проявлением экзогенных процессов и использовать данные в проектообеспечиваю-щих работах.
Ключевые слова: экзогенные процессы; температурные датчики; температура грунтов; термоскважина; многолетние мерзлые породы; сезонное промерзание и про-таивание.
THE DYNAMICS OF TEMPERATURE OF THE SOIL AND EXOGENOUS PROCESSES IN THE SOUTH PERMAFROST
КогЫп S.E., Kail E.K.
The article discusses the dynamics of the temperature indicators in a layer with annual fluctuations from 2010 to 2014 years for identify linkages with exogenous of the processes.
The purpose of the research is in the identification of communication of temperatures with manifestations ofexogenous of the processes in the southern permafrost.
The main method of research is a field, with the use of modern instrument base, through which information about the state of the rocks has a high accuracy and the possibility track trends in a variety of natural territorial complexes of the south permafrost of Western Siberia.
In a result of research received a background rates of temperature rocks on two key areas: 1. The territory of the natural park «Sibirskie Uvaly». 2. The neighborhood of the city of Nizhnevartovsk. The formed database of the background to temperature indicators upper part of the annual heat exchange, on which to base build a interrelations with the manifestation of exogenous of the processes and use the data in the project and development works.
Keywords: exogenous of the processes; temperature gages; temperature of the soil; temperature well; perennial permafrost; seasonal freezing and thawing.
Введение
В настоящее время накоплен обширный фактический материал по фиксации температуры грунтов, благодаря исследованиям А.В. Павлова [13], П.Н. Скрябина, Ю.Б. Скачкова, С.П. Варламова [15], А.А. Васильева [1], П.Т. Орехова [12]. Данные исследования показывают, что реакция верхних горизонтов литосферы на современные изменения климата сильно зависит от ландшафтно-геологических условий. Существует определенное соответствие параметров мерзлых пород и иерархического уровня ландшафтов [11. с. 232]. Основным условием выделения геосистем того или иного уровня является соблюдение требуемой степени однородности соответствующих свойств. Реализация этого условия может быть уложена в единую принципиальную схему расчленения более крупного объекта на более мелкие [11. с. 372]. В работах Ю.К. Васильчука [2], [21] указывается на то, что южная граница современного распространения многолетнемерзлых пород в центральной части Западно-Сибирской низменности проходит южнее широтного течения Оби.
Цель работы
Цель исследования - выявление связи температуры грунтов с проявлениями экзогенных процессов в ландшафтах южной кри-олитозоны.
Материалы и методы исследования
В работе использованы методы регистрирующих систем для полевого измерения температуры грунтов. Более подробно данный метод раскрыт Ю.А. Поповым и К.Ю. Борисенко [14]. С.А. Казанцевым, А.Д. Дучковым [6], П.Я. Константиновым, А.Н. Федоровым, Т. Мичимура, и др. [8], [18], [19], [20].
Наблюдения ведутся по двум ключевым стационарам: 1. Территория природного парка «Сибирские увалы». 2. Окрестности города Нижневартовска. На территории природного парка «Сибирские увалы» в 2010 году был организован стационарный пост включающий три термоскажины и в 2011 году была добавлена четвертая термоскажина (термоскважина 8) для фиксации изменений мерзлого грунта в пределах болотной гряды. Термоска-важина 1 с глубиной 6 м относится к слабо холмисто-грядовой равнины с сосновыми беломошными лесами на подзолах иллю-виально-железистых языковатых. Термоскважина 2 с глубиной 3 м располагается в ландшафтах поймы реки Глубокий Сабун с лиственничником зеленомошно-ягодниковом на аллювиально-дерновых почвах. Термоскважина 3 с глубиной 2 м и термоскважина 8 с глубиной 1 м находятся в пределах грядово-мочажинных болот на олиготрофных торфяных почвах.
Ниже указаны наблюдательные пункты размещенные в окрестности города Нижневартовска. Термоскважина 4 установлена в кедровом лесу на территории визит-центра «Хуторок» природного парка «Сибирские увалы» на глубину до 10 м. Датчики активированы 14.11.2010 г. Термоскважина 5 установлена в долине реки Большой Еган (в районе учебно-полевой базе Нижне-
вартовского государственного университета) на болотной гряде до 1 метра в пределах - 0,2 м, 0,4 м, 0,6 м, 1 м. Термоскважина 6 заложена до 3 метров и соответствует болотной мочажине, где мощность торфа составила 2 м. Термоскважина 7 расположена в пойме реки Большой Еган, глубиной до 3 м. Датчики термоскважин 5, 6 и 7 активированы 15.11.2010 г.
На карте современной динамики рельефа Северной Евразии [7] территория Сибирских Увалов относится к подгруппе флю-виальных и комплексных денудационных рельефообразующих процессов, а по видам к участку проявления плоскостного смыва в сочетании со струйчатой эрозией и накоплением делювия и это зона менее интенсивного развития. Ключевой участок в районе города Нижневартовска относится к подгруппе биогенно-хемо-генного развития рельефообразующих процессов и по виду бо-лотообразующий менее интенсивного развития, где возможно проявление термоэрозии. Непосредственно на территории города наиболее значимыми являются процессы преимущественно русловой эрозии и эоловые. На карте современных экзогенных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений Тюменской области [16] северный ключевой участок представлен реликтовым бугристо-западинным рельефом, возникшим при деградации мерзлоты. Встречаются миграционные линзы льда позднеголоценового возраста в многолетних торфяниках, а также имеются участки растущих оврагов. В окрестностях города Нижневартовска морозное пучение, активизация процессов овражной эрозии, повышение уровня грунтовых вод, заболачивание, формирование перелетков, песчаные раздувы.
Результаты исследования и их обсуждение
В представленных материалах отсутствуют детальное описание данных с 2010 по 2013 гг. они уже ранее опубликованы [9]; [17].
Среднегодовая температура за период 2013-2014 гг. на территории ПП «Сибирские увалы» для термоскважины 1 имеет положительное значение 2,88°С (табл. 1). На глубине 20 см переходы через 0°С в сторону понижения происходят в ноябре, обратно в мае. Минимальная температура -3,5°С (23.02.2014 г), максимальная +18,5°С (23.07.2014 г.). Среднегодовая температура 2,99°С. На глубине 40 см переходы через 0 °С происходят в период с декабря по май. Минимальная температура -2,5°С (24.02.2014 г.), максимальная +16°С (07.07.2014 г.). Среднегодовая температура 3,22°С. На глубине 60 см переходы через 0°С с января по май. Минимальная температура -2°С (28.02.2014 г.), максимальная +14°С (23.07.2014 г.). Среднегодовая температура 3,06°С.
Среднегодовая температура на глубине 1 м составила 2,99°С. Переходы через 0°С зафиксированы с февраля по май. Минимальная температура -2°С (28.02.2014 г.), максимальная +14°С (23.07.2014 г.). Среднегодовая температура на глубине 2 м составила 2,99°С. Переходы через 0°С зафиксированы с середины мая по конец мая. Минимальная температура -0,125°С, максимальная +9,25°С (08.08.2014 г.). На глубине 3-6 м переходов через 0°С не отмечается. Среднегодовая температура на глубине 3 м составила 2,69°С, минимальное значение +0,25°С (14.05.2014 г.), максимальное +7,5°С. Среднегодовая температура на глубине 4 м составила 2,63°С, минимальное значение 0,625°С (01.06.2014 г.), мак-
симальное +5,625°С (03.09.2013 г.). Среднегодовая температура на глубине 5 м составила 2,52°С. Минимальное значение 0,75°С (24.05.2014 г.), максимальное значение +5°С (16.09.2013 г.).
Таблица 1
Среднегодовые показатели температур грунтов по термоскважинам с 2010 по 2014 годы первого ключевого участка
Год Показат. температур 20102011 20112012 20122013 20132014 Среднее за 2010-2014 годы
Термоскважины 1, 2, 3, 8-Природный парк «Сибирские увал ы»
0,2 м - - 2,23 2,98 2,61
0,4 м 2,35 3,48 2,55 3,22 2,9
о. 0,6 м 2,63 3,27 - 3,06 2,99
1 м 2,47 3,18 2,51 2,99 2,79
р £ 2 м 2,40 3,00 - 2,99 2,8
3 м 2,51 2,66 2,63 2,69 2,62
6 м 2,06 2,44 2,63 - 2,38
0,2 м -0,34 0,69 -0,07 1,09 0,34
СЧ 0,4 м -0,50 1,16 0,54 1,59 0,7
о 0,6 м -0,45 0,44 0,07 0,02
р £ 1 м -0,07 0,47 0,46 1,13 0,5
2 м - 0,24 - 0,9 0,57
0,2 м 3,91 4,51 3,43 3,31 3,79
СО 0,4 м 3,59 4,19 3,91 3,78 3,87
о 0,6 м 3,55 4,15 3,21 3,64
р £ 1 м 3,14 3,74 3,64 3,26 3,46
2 м - - 3,63 - 3,63
ОС 0,2 м - 2,45 1,78 - 2,12
о м а е 0,4 м - 1,06 1,5 1,16 1,24
0,6 м - 0,65 1,36 1,47 1,16
Н 1 м - 1,07 - 1,59 1,33
Среднегодовая температура для термоскважины 2 имеет положительное значение 1,18°С. На глубине 20 см переходы через 0°С отмечаются в период с конца ноября по середину июня. Среднегодовая температура 1,09°С. Минимальное значение -5°С (25.02.2014 г.), максимальное значение +9°С (05.08.2014 г.). На глубине 40 см переходы через 0°С происходят в период с конца января по середину апреля. Среднегодовая температура имеет положительное значение +1,59°С. Минимальное значение -3,5°С (04.03.2014 г.), мак
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.