Факультет

Студентам

Посетителям

Техногенные воздействия в криолитозоне

Строительство и эксплуатация сооружений в районах криолитозоны немыслимы без решения сложных эколого-географических и геолого-экологических проблем вновь вовлекаемых в хозяйственную деятельность районов со спецификой процессов взаимодействия общественного производства с окружающей его природной средой.

При строительстве все ландшафтные компоненты, находящиеся в природе в тесном взаимодействии, которые на местности воспринимаются как рельеф, режим погод, почва, подпочва, растительный, снежный и ледяной покров, поверхностные и подземные воды, сильно изменяются, причем изменения в одних из них приводят к изменениям в других. В связи с этим можно говорить о техногенном суммарном импульсе воздействия, приводящем в целом к дополнительным разностям потенциалов всех физических и биофизических полей и смещению соотношения различного рода сопротивлений в разных формах перехода энергии.

Таким образом, ландшафт как взаимосвязанное единство природных компонентов — земной коры, гидросферы, атмосферы, биосферы — в привязке к конкретной территории обнаруживает все свойства диссипативных термодинамических структур (открытых систем), «живучесть» которых определяется величинами разного рода сопротивлений. Такие термодинамические системы могут быть количественно описаны соответствующими динамическими уравнениями состояния, но очень сложными, и в целом опыта составления таких уравнений пока нет.

Воздействия на природу и нарушения естественного природного соотношения ландшафтных компонентов условно можно подразделить на производственные (технологические) и непроизводственные. Из воздействий и нарушений производственного характера, в свою очередь, можно выделить те, которые могут быть устранены или уменьшены на основе современных достижений научно-технического прогресса (НТП) и реализованы проектными решениями; могут быть устранены или уменьшены на основе современных достижений НТП и по каким-либо причинам не могут быть реализованы проектными решениями; стали следствием отклонений от проектных решений, ошибок проектирования; не могут быть устранены на современном этапе достижений НТП.

Почвенно-грунтовой комплекс (как геокриологическая система) по В. В. Докучаеву — зеркало ландшафта. При анализе техногенных воздействий производственного характера на геокриологические системы криолитозоны в результате возведения инженерных сооружений можно выделить:

1. Собственное воздействие на ландшафты техникой и технологией строительства, включающее нарушение естественного растительного и дерново-растительного покрова; загрязнение земной поверхности строительным мусором и отходами; обводнение или осушение территории, перегораживание стоков поверхностных и грунтовых вод; перемещение горных пород в результате земляных работ; создание инженерных сооружений как препятствий для естественных потоков энергии и массы; загрязнение водоемов, грунтовых вод и атмосферного воздуха и др.

2. Первичные последствия, включающие: нарушение естественного теплового режима ландшафтных компонентов; нарушение режима грунтовых и поверхностных вод ландшафта; увеличение или уменьшение глубин сезонного промерзания или оттаивания грунта и т. п.

3. Вторичные последствия — характерное развитие криогенных физико-геологических процессов и явлений (термокарст, термоэрозия, солифлюкция, пучение и т. д.).

4. Результирующие последствия — это техногенные изменения ландшафта, иногда принимающие лавинообразный характер, а также изменение показателей устойчивости инженерных сооружений.

К существенным воздействиям и первичным последствиям (в природной обстановке) непроизводственного характера относятся, например, пожары антропогенного происхождения, уничтожающие растительный покров и приводящие к деградации мерзлоты подпочвы (грунтов), и использование автомобильного и гусеничного транспорта в летний период вне дорог, в результате чего разрушается растительный и почвенный покров.

Между развитием растительности и мерзлотным состоянием грунтов существует тесная связь. Так, растительность летом задерживает проникновение тепла в грунт вследствие затенения, теплоизолирующей роли, потери тепла на испарение при задержке осадков на поверхности растительного покрова. Естественный лесной покров в северных районах чрезвычайно важен и для жизнедеятельности и здоровья человека. От уровня лесистости местности, близости расположения леса к человеку зависит качество окружающей природной среды. Максимальное сохранение леса при строительстве способствует, по существу, наибольшей стабилизации естественных процессов в природе, обеспечивает наилучшие условия для очищения воздуха и поверхности почв, закрепления их от эрозии, не приводит к ухудшению климатических условий, повышает эстетичность местности. Уничтожение же лесов вблизи северных поселков приводит, напротив, к усилению ветрового режима, похолоданию климата.

Вся криолитозона может быть подразделена на зоны различной чувствительности к техногенным воздействиям, которые, как правило, совпадают с природными растительными. Это — зона северной тайги, южная и северная подзоны лесотундры, тундра, зона пустынно-тундровая, зона арктических пустынь. Прогрессирующее увеличение средней льдистости грунтов по этим зонам с юга на север способствует и росту чувствительности в этом же направлении в смысле возможности развития криогенных физико-геологических процессов, связанных с оттаиванием почвы и подпочвы. В направлении с юга на север преимущественно понижается среднегодовая температура грунта, уменьшаются глубины сезонного оттаивания почвы и подпочвы, уменьшается биомасса и изменяется видовой состав растительных сообществ, понижаются среднегодовые температуры воздуха и увеличиваются скорости ветра в зимний период.

Связующим звеном для всех перечисленных показателей выступает естественно установившийся (в динамическом равновесии) тепло — и влагообмен грунтов с атмосферой. Только нарушение этого обмена и приводит к отрицательным последствиям — к быстрому и неестественному развитию криогенных физико-геологических, или геокриологических, процессов и явлений с изменением структуры природных вещественных компонентов.

С другой стороны, заметим, что роль растительного покрова в формировании тепло — и влагообмена почвенно-грунтового комплекса с атмосферой (и космосом) особенно велика. Она возрастает постепенно в направлении от арктических пустынь к таежной зоне. Следовательно, можно говорить о росте чувствительности ландшафтов криолитозоны на техногенные воздействия, вызывающие уничтожение растительного покрова, также и в обратном направлении — с севера на юг. И таким образом, отсюда следует только один вывод — о существовании сильной нелинейной зависимости чувствительности мерзлотных ландшафтов от широты местности.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: