Диссертация (Повышение водообеспеченности сельскохозяйственных объектов на основе превентивных мероприятий, обеспечивающих устойчивость низконапорных грунтовых плотин центральной Якутии), страница 5

Минимумприходится на октябрь-апрель, а максимум – на май-сентябрь (до 75-80 %). Вотдельные годы количество выпадающих осадков может сильно отличаться отсредних многолетних значений. Так, например, в Якутске за период 1891-1980годы годовая норма осадков 230 мм, минимальное их количество – 104 мм,максимальное – 340 мм. Осадки летом, несмотря на то, что в это время выпадаетих максимальное количество, менее продолжительны, чем в холодный период,что обусловлено преобладанием осадков ливневого типа. В осенне-зимний периоднаблюдаются преимущественно длительные осадки обложногохарактера.Максимальная непрерывная продолжительность осадков по территории Якутиименяется в довольно больших пределах: в холодный период – 40-170 часов, влетний 20-80 часов [3]. Число дней со снегом в среднем колеблется в зависимостиот широты от 220 до 280.

В центральных районах устойчивый снег появляется впервых числах октября. Средняя высота снежного покрова составляет 25-40 см.Таяние снега обычно начинается в конце апреля – начале мая [96].Поверхностные воды. На территории Якутии насчитывается более 300 тыс.рек, общей протяженностью более 1 млн км и более 670 тыс. озер, общейплощадью зеркала воды свыше 67 тыс. км 2. Основными особенностямигидрологического режима рек являются: суровые природно-климатическиеусловия,наличиемноголетнемерзлыхпород,разнообразиефизико-географических и геологических факторов, влияющих на режим питания ивнутригодовое распределение стока. Несмотря на большое многообразие условий,влияющих на формирование стока, выделены три основных гидрологическихрежима рек Якутии: весеннее половодье, летние и осенние паводки, длительныйзимний межень, сопровождающийся повсеместным перемерзанием малых, а внекоторыхместахибольшихрек.Среднемноголетнеевнутригодовоераспределение стока на малых реках Центральной Якутии выглядит следующимобразом: май-июнь – 91 %, июль-октябрь – 8,7 %, ноябрь-апрель – 0,3 % отгодового стока.

В общем случае речной сток формируется за счет таяния снега,дождей и подземных вод. Однако, как показал анализ водного баланса для30крупных рек, доля грунтового питания составляет 7-11 % от общего стока, длямалых водотоков не превышает 1-2 %. К особенностям формирования стокамалых и средних рек Якутии относится также орография местности.

Так, дляЦентральной Якутии характерен равнинный рельеф с наложением на негозамкнутых, бессточных аласных котловин и понижений, в которых задерживаетсязначительное количество воды, как при снеготаянии, так и при дождях [96].Горный рельеф местности накладывает свои особенности во внутригодовомраспределении стока. Здесь характерными являются летне-осенние периоды,когда интенсивно тают снежники и идут дожди [96].Наличие многолетнемерзлых пород, их литология, льдистость, температура,динамика сезонного оттаивания и физические свойства мерзлых, промерзающихпротаивающих грунтов существенным образом влияют на формированиеповерхностного стока. При снеготаянии, например, сток проходит по мерзломугрунту. Впитывание воды в мерзлую почву в начале паводка 150 раз меньше, чемв талую почву [96].Термический режим рек Якутии отличается рядом особенностей и связан, впервую очередь, с наличием многолетнемерзлых пород.

Многолетнемерзлыепороды определяют низкие температуры воды в июле, наиболее теплом месяце,при этом, чем меньше река, тем ниже температура ее воды. Одной изособенностей ледового режима малых и средних рек является их полноепромерзание зимой. Это явление вызывает во время весенних паводков высокиеуровни воды. К следующей особенности рек Якутии следует отнести ихневысокую мутность и низкую минерализацию [96].По количеству озер Якутии можно приравнять к Карелии.

Наиболеекрупные озера расположены на Приморской и Колымской низменностях, а такжев центральной Якутии. Их площадь меняется от 40 до 320 км2 и более. Широкоераспространение озер в пределах низменностей, отрицательно сказывается наповерхностном стоке, так как значительное количество снежных и дождевых водзадерживается в бессточных котловинах и испаряется [96].31Наиболее широкое распространение в пределах республики получилитермокарстовые озера, возникшие в результате проседания грунта на местахоттаивания подземных льдов или льдистых грунтов. Ими изобилуют равнины инизменности центральных и северных районов. Эти озера большей частьюневелики по размерам и имеют округло-овальную форму. Берега озер,образовавшихся в суглинистых породах, преимущественно высокие и крутые, аобразовавшихсявпесчаныхпородахтермокарстовые озера со временем–низкие,заболоченные.Многиевысыхают из-за истощения запасовподземного льда и недостатка атмосферных осадков.

Некоторые озера сглубинами более 2 м питаются подмерзлотными водами [3].Геокриологические условия Центральноякутского региона характеризуютсясплошным распространением многолетнемерзлых пород, за исключением долинкрупных рек, под которыми существуют сквозные талики. Мощность толщимерзлых пород Центральной Якутии увеличивается с юга на север от 100-150 до500-750 м. Среднегодовые температуры пород подчинены широтной зональностии понижаются в северном направлении от минус 2 до минус 9 С. В ЦентральнойЯкутии, как наиболее населенной территории, зафиксировано существенноепонижение температуры грунта за счет антропогенного влияния. В крупныхнаселенных пунктах она изменялась от минус 2 до минус 7 С, в других случаях,наоборот, идет повышение температуры и образование техногенных таликов.Глубина сезонного оттаивания в зависимости от литологии, влажности грунтов иусловий на поверхности изменяется от 0,4 до 3,0 м.

Глубина сезонногопромерзания достигает 6,0 м. Многолетнемерзлые породы характеризуютсябольшим содержанием льда. Лед в мерзлых грунтах встречается как в видемелких включений (сегрегационный), так и в виде отдельных крупных включений(повторно-жильный, инъекционный, пластовый) [96].Схематическая карта криолитозоны Лено-Алданского междуречья [25]приведена на рис. 2.2.32Рисунок 2.2 – Схематическая карта криолитозоныЛено-Алданского междуречьяУсловные обозначения: 1-10 – мощность и температура криолитозоны, соответственно: 1 – 400600 м, - 3 – - 7 С; 2 – 400-500 м, - 0,5 – - 3,5 С; 3 – 350-500 м, - 3 – - 6 С; 4 – 300-500 м, - 2 – 4,5 С; 5 – 300-450 м, - 2 – - 4 С; 6 – 200-350 м, - 3 – - 4 С; 7 – 200-300 м, - 2 – - 3,5 С; 8 – 150-420м, - 0,1 – - 3 С; 9 – 10-300 м, - 1,5 – - 4,5 С; 10 – 50-200 м, 0,1 – -2,0 С; 11 – контурыустановленных и предполагаемых сквозных таликов; а – под руслами рек, б – под озерами.Цифры показывают установленную мощность криолитозоны на данной точке, м.Наледи встречаются крайне редко.

Известны две крупные наледи в пределахБестяхской террасы на правом берегу р. Лены – Улахан Тарын и Булус. Ониформируют наледи объемов 0,8-1,3 млн м3 на площади 0,5-0,75 км2. Мощностьльда достигает 4,5 м [96].33Рассмотренныеприродно-климатическиеусловияв целомявляютсяосновными внешними факторами в формировании гидрологических условиймалыхрек,водосборныхбассейнов,атакжемерзлотногосостояниянизконапорных гидроузлов. В частности, геологические и гидрогеологическиеусловияводосборных бассейнов,формированиеводной массы.прогнозируемыеизменениястроениеЕслирельефаактивновлияютдопустить в создавшихсяклимата,тодлякриолитозонынаусловияхсложитсякатастрофическая обстановка, связанная с необратимым процессом деградациимерзлых пород, в том числе на гидротехнических сооружениях.2.2.

Влияние естественных природных условийна инженерные гидротехнические сооруженияПочти 90 % территории Якутии занято многолетнемѐрзлыми породамизначительной мощности. Например, в настоящее время в окрестностях г. Якутскамощность мѐрзлой толщи составляет 250 – 300 м, а в верховье реки Мархи –около 1,5 км. Вечная мерзлота, являясь «продуктом» климата, напрямую зависитот температуры воздуха, которая испытывает циклические колебания периодовпохолодания и потепления.

Например, согласно 40-летнему циклу Брикнерапотепление в начале 70-х годов прошлого века постепенно сменяется в настоящеевремя циклом похолодания, но пойдет ли предстоящее похолодание климата поестественному сценариюсвоегоразвития,неясно[19].Так,известныймерзлотовед И. А. Некрасов ещѐ в 90-х годах прошлого века предположилповышение средней годовой температуры воздуха за счѐт выбросов СО 2 на 0,5 С к1990 году и на 1,0-1,5 С – к 2025 году [44]. Если допустить, что прогнозируемыеизмененияклиматабудутвозможны,тодлякриолитозонысложитсякатастрофическая обстановка. Значительной части территории Якутии начнѐтсянеобратимый процесс деградации мѐрзлых пород сверху. По И.А. Некрасову, вЦентральной Якутии к 2025 году мощность верхнего оттаявшего слоя достигнет10 м, а в Южной Якутии – 15 м. Более северных и высокогорных районах также34будет происходить оттаивание, но в меньших масштабах.

Там, где сохранятсяусловия для существования мѐрзлых пород, глубина сезонного оттаиваниягрунтов увеличится на 0,5-1,0 м, что приведѐт к активизации солифлюкции итермокарста. Сложатся условия, при которых устойчивость всех сооружений,построенных по принципу сохранения мѐрзлого основания, нарушится [19].В последнее время на Земле все чаще происходят чрезвычайные ситуации,такие как наводнения, лесные пожары и другие, которые большинство ученыхтакже связывают с глобальным потеплением климата, начавшейся во второйполовине прошлого столетия.