Проблемы гидротехнического строительства в криолитозоне: особенности, криогенные процессы, мониторинг, прогнозирование – Часть 7

Геология | Эта статья также находится в списках: , , | Постоянная ссылка

Вследствие описанных процессов теплообмена протаивание пород, слагающих ложе водохранилища, может распространиться за пределы акватории и выше уровня воды. В трещиноватых скальных породах граница талика может прони­кать на десятки метров за пределы акватории водохранилища. На участках по­верхности склона с сохранившимся почвенно-растительным покровом или слоем глинистых отложений с малым коэффициентом фильтрации, процессы тепломассообмена не развиваются, и талик за пределы акватории водохранилища не распространяется. Однако эти условия маловероятны при активном развитии термоабразии берегов и вызванных ею склоновых процессов.

Мало­льдистые крупнозернистые породы обла­дают хорошей водопроницаемостью даже в мерзлом состоянии и, оказавшись в зоне затопления, насыщаются водой. В процессе насыщения, несмотря на отрицательную температуру пород, вода не только не замерзает, но, наоборот, растепляет по­роды. Это объясняется тем, что их «запас холода» недостаточен для замораживания воды. В насытившихся водой породах развивается опи­санный выше конвективный тепломассообмен, вызывающий оттаивание ММП за пределами акватории водохранилища. При се­зонных или других изменениях уровня воды в водохранилище возможно попеременное дренирование и водонасыщение расматриваемых пород, залегающих в гипсометрических пределах ко­лебаний уровня. Эти процессы могут инициировать развитие межмерз­лотных таликовых зон за пределами акватории водохранилища. Описанные тепломассообменные процессы наблюдались в трещино­ватых скальных породах, слагающих берега Вилюйского водохранилища.

В случае распространения силь­но льдистых отложений (с массивными льдами), дающих осадку при оттаивании, со­зданное водохранилище будет углубляться. При этом увеличение его емкости мо­жет быть заметным. Углубление водохранилища приведет к увеличению энергии вол­нения и, следовательно, темпов пере­работки берегов.

3. О геокриологическом мониторинге активности экзогенных геологических процессов, спровоцированных созданием водохранилища

В России мониторинг развития береговых процессов на водохранилищах криолитозоны (Вилюйская ГЭС в Якутии, Синегорье в Магаданской области) не проводился, имеются лишь данные эпизодических наблюдений на берегах Вилюйского водохранилища. Данными о мониторинге развития берегов водохранилищ криолитозоны на территории других государств мы не располагаем.

Результаты наблюдений в районе Вилюйского водохранилища показы­вают, что в период заполнения водохранилища переработка берегов происходит наиболее интенсивно. Отмели носят преимущественно абразионный характер, и их очертания, по су­ществу, повторяют очертания самих склонов.

В пределах развития склоновых отложений величины размывов оказываются в основном неболь­шими. Термоабразия берегов Вилюйского водохранилища, сложенных слабосцементированными песчаниками (рис. 3.1), характеризуется скоростями 2-3 м/год. Аналогичные темпы разрушения берегов отмечаются, например, на Братском водохранилище. Здесь после 8 лет эксплуатации размывы на склонах, сложенных покров­ными отложениями и выветренными палеозойскими порода­ми, по участкам наиболее интенсивного волнения достигли 20-25 м, а в большинстве случаев размывы не превышают 10 м. При вскрытии абразией менее выветрелых толщ ежегод­ный размыв резко сокращается. Так, размыв берегов, сложенных плотными юрскими песчаниками и алев­ролитами, составил 5-7 м за 17 лет. Причем в последние годы этого периода ежегодный размыв таких берегов не пре­вышает 0.1-0.2 м.

Рис. 3.1. Термоабразионный берег, сложенный слабосцементированными песчаниками (Вилюйское водохранилище, фото И. П. Константинова)

Переработка берегов, сложенных магматическими порода­ми (например, долеритами) трапповой формации про­исходит несколько активнее по сравнению с аналогичными бе­регами за пределами области распространения мерзлых пород. Этому способствует интенсивное морозное выветривание в усло­виях всегда увлажненной береговой полосы. По обобщенной оценке опубликованных данных, отступание берегов, сложенных образовавшимся в результате морозного выветривания грубообломочным материалом протекает со скоростью от 2 до 5 м/год. На участках рыхлых отложений с льдистостью до 40% разрушение берегов в процессе термоабразии наиболее активное (4-6 м/год и более).

Стандартная система контроля, регламентируемая средними нормами СНиП, не охватывает ряда проблем, определяющих устойчивость гидротехнических сооружений в криолитозоне и сохранность природного комплекса. В этой связи необходимы дополнительные проекты комплексной системы натурных исследований влияния строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений на инженерно-геокриологические и экологические условия с тем, чтобы поэтапно прогнозировать и контролировать динамику этих взаимодействий.

Ленгидропроект и Институт мерзлотоведения СО РАН совместно разработали такую программу натурных исследований в периоды строительства и эксплуатации Вилюйской ГЭС. В основу программы заложены решения задач по изучению состояния и строения береговых массивов и динамики физических свойств слагающих их пород до заполнения водохранилища под воздействием естественных природно-климатических факторов и строительных мероприятий. Это позволит впоследствии контролировать и прогнозировать физические процессы, определяющие устойчивость сооружений и экологическую обстановку участка работ (оттаивание и засоление мерзлоты, термоабразия, оползневые процессы, обходная фильтрация, возможное влияние криопэгов на состав поверхностных вод и др.).

Геология | Эта статья также находится в списках: , , | Постоянная ссылка
Мы в соцсетях:




Архивы pandia.ru
Алфавит: АБВГДЕЗИКЛМНОПРСТУФЦЧШЭ Я

Новости и разделы


Авто
История · Термины
Бытовая техника
Климатическая · Кухонная
Бизнес и финансы
Инвестиции · Недвижимость
Все для дома и дачи
Дача, сад, огород · Интерьер · Кулинария
Дети
Беременность · Прочие материалы
Животные и растения
Компьютеры
Интернет · IP-телефония · Webmasters
Красота и здоровье
Народные рецепты
Новости и события
Общество · Политика · Финансы
Образование и науки
Право · Математика · Экономика
Техника и технологии
Авиация · Военное дело · Металлургия
Производство и промышленность
Cвязь · Машиностроение · Транспорт
Страны мира
Азия · Америка · Африка · Европа
Религия и духовные практики
Секты · Сонники
Словари и справочники
Бизнес · БСЕ · Этимологические · Языковые
Строительство и ремонт
Материалы · Ремонт · Сантехника