Воскресенье, 23 Июль 2017 00:00

Не вечная «вечная мерзлота»

Автор  Елена Макова
Оцените материал
(4 голосов)

Многолетняя мерзлота («вечная мерзлота») — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания [1]. Иными словами, это слой почвы, длительное время находящийся при температурах ниже 0℃. Она занимает боле 25% площади всей суши земного шара, и более 60% территории современной России. Охватывает значительную часть Сибири и дальнего Востока, где сосредоточено более 30% разведанных запасов нефти страны и около 60% запасов газа.

В районах Крайнего Севера, где давно и успешно идет добыча углеводородов, создана дорогостоящая инфраструктура: нефтегазопромысловые объекты, магистральные нефте- и газопроводы протяженностью в тысячи километров. На мерзлоте построены десятки городов, возведено множество жилых зданий, созданы объекты гражданского и военного назначения. Разработаны нормативы и технологии работы на вечной мерзлоте. Соответственно, любое, даже незначительное изменение температуры почвы (а ученые выяснили, что температура мерзлотного грунта увеличилась на 5 градусов) повлияет на ее несущую способность и отразится на безопасности хозяйственной деятельности человека.

За последние два десятилетия значительно возросло число аварий и повреждений объектов инфраструктуры, построенных на мерзлоте. В Архангельской и Мурманской областях, Красноярском крае, Республике Коми, на Ямале и в Якутии регистрируются случаи обрушения зданий. Сооружения, которые строились с учетом несущих свойств замерзших грунтов, покрываются трещинами. Так, в Норильске уже было разобрано более 300 домов, оказавшихся в зоне риска. «Они не упали, власти решили, что лучше их разобрать, не создавать опасности жителям», — сообщил главный научный сотрудник Институт крисоферы земли СО РАН Дмитрий Дроздов. [2] В институте мерзлотоведения СО Академии наук РФ им. П.И. Мельникова подтвердили, что в период с 1990 по 1999 г. число зданий, получивших различные повреждения из-за неравномерных просадок фундаментов, увеличилось по сравнению с предшествующим десятилетием на 42% в Норильске, на 61% в Якутске и на 90% в Андерме.

В Западной Сибири ежегодно происходит около 35 тысяч аварий на нефте- и газопроводах, около 21% из них вызваны механическими воздействиями и деформациями. Причиной аварий являются неравномерная осадка грунта при таянии вечной мерзлоты, или же выдавливание опор фундаментов при промерзании. Установлено, что естественные неравномерные термокарстовые осадки земной поверхности, вызванные деградацией мерзлоты, послужили одной из причин крупнейшей в мире наземной аварии на нефтепроводе Возей ­­­­- Головные сооружения (республика Коми) в 1994 г. В результате множественных разрывов трубы произошел разлив около 160 тонн нефтесодержащей жидкости. На поддержание работоспособности трубопроводов и ликвидацию их деформаций, связанных с изменениями вечной мерзлоты, ежегодно тратится до 55 млрд. рублей. [3]

Действительно, исследования ученых доказывают, что мерзлота отступает, почва меняет свои несущие свойства, что не может оставаться без внимания. Однако, технических средств обеспечения устойчивости зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах в настоящее время достаточно. Отчего же тогда увеличивается количество деформирующихся объектов? Вот что говорит Г. Долгих, генеральный директор НПО «Фундаментстройаркос», к.т.н., почетный строитель России: «Ответ на этот вопрос лежит в многочисленных нарушениях строительных норм и правил, которые происходят на всех стадиях строительного процесса. Множество неклиматических факторов, среди которых ошибки проектирования фундаментов, засоление и минерализация грунтов из-за утечек сточных вод, отсутствие сети ливневой канализации, сами по себе вызывают деградацию мерзлых оснований, фундаментов зданий и сооружений, а климатическое потепление лишь усиливает эти процессы. Крайне ошибочным было бы объяснять все наблюдаемые разрушения зданий и сооружений в вечной мерзлоте только лишь изменением климата.» [4] Так, в 2001 году в поселке Черский Нижнеколымского района произошла мерзлотная авария – обрушился дом и погибли люди. В протоколах обследования был сделан вывод: деградация вечной мерзлоты. Однако, оттаивание мерзлоты под фундаментом здания произошло в результате тепловой протечки проржавевшей системы водо- и теплоснабжения дома. [5]

И все же, таяние вечной мерзлоты – доказанный учеными факт. Помимо обрушения жилых зданий, возникает реальная угроза деформации таких стратегически важных объектов, как плотин ГЭС, добывающих скважин, автодорог, нефте и газо магистралей.

Вот как видит дальнейшее освоение Арктического региона с точки зрения деградации мерзлоты академик В. Мельников, доктор геолого-минералогических наук, член президиума Сибирского отделения РАН, директор Института криосферы Земли СО РАН (Тюмень): «Для решения проблемы сопряжения экономического освоения Арктики с сохранением ее экологического равновесия нужна, прежде всего, политическая воля. Мы ратуем за то, чтобы проекты на новые объекты в зоне вечной мерзлоты все были экспериментальными, чтобы все стройки имели обязательное научное сопровождение.» [6]

Экономическое развитие Арктического региона идет полным ходом, и остановить его не так-то просто. В ближайшие десятилетия в регионе в разы возрастут масштабы транспортного, промышленного и жилищного строительства. Планируется строительство железнодорожных магистралей «Белкомур» и Северный широтный ход.

Для успешной реализации этих задач необходим комплексный подход к изучению и сохранению вечной мерзлоты. Климат, температура и несущие характеристики почвы меняются, и самое важное, что мы сегодня можем сделать – адаптировать технологии работы в условиях вечной мерзлоты в связи с реальной   возможностью глобального потепления климата. Сегодня, когда массовое вмешательство в экосистему Арктики еще не началось, важно сформировать комплексную систему мониторинга многолетнемерзлых грунтов для оценки состояния застроенных территорий российской Арктики.

Важно не повторять ошибок, которые, вероятно, запустили процесс растепления мерзлоты. «В середине XX века на севере Западной Сибири строили сталинскую железную дорогу от низовьев Енисея до низовьев Оби. Прокладывали ее как раз по таким территориям, где встречались участки с пластовыми льдами толщиной в десятки метров, которые залегали близко к дневной поверхности. Когда вырубали тайгу, чтобы построить дорогу, льды стали оттаивать. Начались термокарстовые процессы (проседание грунтов, спровоцированное таянием подземных льдов). Рельсы сворачивались в восьмерку. Дорогу прекратили строить только после смерти Сталина», — рассказывает профессор НГУ И. Зольников. [7]

Необходимо уделять внимание новым технологиям, стандартам строительства и современным материалам, позволяющим сохранять мерзлоту. К примеру, на Ямале ученые предлагают различные подходы к строительству зданий с учетом нестабильных несущих характеристик мерзлоты. Речь идет и об инновационных примесях для грунта, и о передовой технологии каркасного строительства. Ученые Сибирского отделения РАН разработали криотопный гель, который может применяться для укрепления откосов дорог на Крайнем Севере. [8]

Елена Макова 


ИСТОЧНИКИ:

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Многолетняя_мерзлота

2. http://info.sibnet.ru/article/510589/

3. https://ardexpert.ru/article/9099

4. https://ardexpert.ru/article/3903

5. http://bellona.ru/2009/10/23/rossijskij-sever-zemlya-uhodit-iz-pod-n/

6. http://www.ikz.ru/archives/1041

7. https://www.ks-yanao.ru/ekonomika/novaya-tekhnologiya-ostanovit-tayanie-vechnoy-merzloty.html

8. http://www.sib-science.info/ru/institutes/realnosti-grozit-sibirskim-19012017 

Прочитано 333 раз

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены