Оценка сезонного промерзания почв в районах распространения
многолетнемерзлых пород на примере Тункинской котловины (Республика Бурятия) по данным георадиолокации
ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Многолетнемерзлые породы и методы их исследования 5
1.1 Развитие ММП на территории России 5
1.2. Необходимость изучения ММП 7
1.3. Разрушительные явления при деградации ММП 11
1.4. Методы изучения ММП 18
Глава 2. Георадиолокация 23
2.1. Физические основы метода 23
2.2. Аппаратура для георадиолокационных исследований и методика
работ 24
2.3. Обработка данных георадиолокации 26
2.4. Роль георадиолокации при исследовании ММП (на примере других
объектов) 33
Глава 3. Характеристика Тункинской котловины 36
3.1. Климат 37
3.2. Геологическое строение 39
3.3. Геоморфологические особенности 43
3.4. Гидрография 44
3.5. Хозяйственная деятельность 46
3.6. Мерзлота 48
3.7. Почвы 49
Глава 4. Результаты георадиолокации при исследовании ММП
Тункинской котловины 50
4.1. Объект «Залежь» 53
4.2. Объект «Ельник» 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 63
Список использованных источников и литературы 64
Территория Тункинской котловины относится к южной границе развития многолетнемерзлых пород (ММП) России. Здесь распространена преимущественно островная мерзлота с присутствием таликов. Территория Тункинской котловины долгое время подвергалась антропогенному вмешательству, что привело к изменениям в мерзлотных приповерхностных грунтах. Местами мерзлота полностью деградировала под воздействием сельскохозяйственной деятельности человека.
На фоне тренда роста температур Восточной Сибири, а также антропогенной нагрузки на территории с развитием многолетнемерзлых породах, важно изучать положение границ мерзлых пород. Изменения в структуре мерзлых грунтов и их таяние ведут к возникновению опасных геологических процессов и явлений, что негативно влияет на инженерные строения на ММП. Это обуславливает актуальность и практическую значимость данной работы, которая посвящена вопросам распространения многолетнемерзлых пород, а также проблеме ее изучения, картирования и мониторинга.
Цель работы - оценка степени промерзания и оттаивания грунтов Тункинской котловины (Республика Бурятия) по данным георадиолокации для участков с различными ландшафтно-геоморфологическими условиями.
Задачи:
1. Изучение вопросов распространения многолетнемерзлых пород, их особенностей развития на территории Республики Бурятия;
2. Обзор проблем, возникающих в ходе хозяйственной деятельности человека на территориях развития островной мерзлоты;
3. Изучение строения Тункинской котловины как модельного объекта развития многолетней мерзлоты разного типа;
4. Освоение георадиолокации как метода изучения многолетнемерзлых пород (методика полевых работ и обработка данных):
• обработка временных разрезов и годографов отраженной волны, полученных методом общей глубинной точки (ОГТ), в ПО Prism2;
• получение значений диэлектрической проницаемости для слоев, скоростей распространения э/м волн, получение глубинных разрезов;
• построение геолого-геофизических разрезов по обработанным данным.
Благодарности. Автор благодарен своему научному руководителю к.г.-м.н., доценту, М.П.Кашкевич за предоставленные георадиолокационные данные, а также помощь при их обработке и написании этой работы. Также автор признателен коллективу ООО “ГеофизПоиск” за радушный прием в стенах офиса.
Георадиолокация показала себя как эффективный метод исследования мерзлоты в Тункинской котловине. Объекты исследования сложены преимущественно песками и торфами, а эти среды благоприятны для распространения электромагнитных волн. Это позволяет выделять и изучать границы кровли ММП на исследуемой территории.
Был выявлены границы залегания кровли мерзлых пород на объекте “Ельник”. На лесном участке она залегает на глубине от 70 до 130 см, выклиниваясь полностью в эоловых песках. Это связано с отсутствием воды в этих отложениях, что не позволяет мерзлоте в них образовываться. На болотном участке полученные глубинные разрезы четко показывают границы кровли ММП на глубине 70-120 сантиметров, при этом выходы солоноватых вод затрудняют определение границы, не позволяя радару сканировать среду. Объект “Ельник” считается нетронутым в плане деятельности человека, при этом на нем мы видим, что граница мерзлоты находится близко к земной поверхности даже в летнее время.
Обработка годографа на объекте “Залежь” показала, что приповерхностные грунты там не промерзшие. В верхней части разреза находятся невлагонасыщенные пески, в нижней - влагонасыщенные. Также на объекте были выделены перспективные участки для заложения скважин для мониторинга температуры грунтов при помощи АПИК. Антропогенно измененные грунты, а также пострадавшие от пожаров участки на залежи привели к опусканию мерзлоты на глубины 8-12 метров. При этом на участках кустистой растительности эта граница залегает значительно выше - на уровне 4-5 метров. В данном случае видна зависимость влияния человеческой деятельности на деградацию ММП.
