Формы мерзлотного рельефа: анализ их распространения в окрестностях города Якутска

Семерикова Виталина, Шуканова Полина,

Ученицы 11 «б» кл. МОБУ СОШ №21 г. Якутска, Республика Саха (Якутия)

Научный руководитель:

Учитель географии МОБУ СОШ №21 г. Якутск, к.п.н.

Яковлев Николай Афанасьевич

«Формы мерзлотного рельефа: анализ их распространения в окрестностях города Якутска».

Актуальность исследования

Якутск – крупнейший в мире город, построенный на многолетней мерзлоте. Сегодня в городе проживает около 311 тыс. чел. (2017). Якутск постоянно растёт, строятся новые дома, микрорайоны, дороги и коммуникационные сооружения. В связи с этим значительная роль принадлежит вопросам взаимодействия городской среды с грунтовыми водами, проблемами строительства дорог и зданий, а также дальнейшего развития городских коммуникаций. Это отрицательно сказывается на характере многолетнемёрзлых грунтов. Изучение форм мерзлотного рельефа в г. Якутске и пригороде поможет избежать отрицательных и негативных последствий в будущем…

Цель нашей работы заключаетсяв составлении анализа распространения многолетней мерзлоты в пределах г. Якутска.

Достижение цели требует решения следующих задач:

Изучить научную литературу по теме исследования;

Дать характеристику основным формам мерзлотного рельефа в Якутии;

Рассмотреть мерзлотный рельеф и рельефообразование в окрестностях Якутска;

Сделать геологическую и гидрологическую оценку территории г. Якутска;

Дать рекомендации для сохранения мерзлотного рельефа в Якутске.

На этом слайде представлены Основные формы мерзлотного (криогенного) рельефа в Якутии:

Многолетние бугры пучения – гидролакколиты (в Якутии их называют булгунняхами), это мерзлотные формы рельефа округой формы, образующиеся при промерзании сильно увлажненных толщ горных пород.

В областях распространения вечной мерзлоты часто встречаются наледи – это наросты льда поверх обычного ледяного покрова водотоков и на склонах гор в зонах многолетнемерзлых грунтов.

Термоэрозионные формы – это ложбины, овраги, долины обязанные своим происхождением не только механическому и химическому, но и термическому воздействию поверхностных водных поток на дно и берега, сложенные мерзлыми грунтами.

В последнем случае образуются весьма специфичные формы рельефа – байджарахи – бугры из мерзлого льдистого грунта, разделенные ложбинами.

Термокарстовые формы – образование замкнутых котловин, воронок или блюдцеобразных понижений в результате вытаивания погребенного льда или течения мерзлых пород.

Кигиляхи (другое название у них Кисиляхи) – столбообразные скалы неправильной формы, располагающиеся на вершинах или склонах гор.

По результатам многолетних исследований Института мерзлотоведения (ИМЗ СО РАН им. П.И. Мельникова), наиболее широко в пределах города развиты следующие экзогенные явления: термокарстовые и термосуффозионные просадки, морозобойное растрескивание, локальное и площадное морозное пучение, заболачивание и подтопление, а также техногенное наледеобразование.

Факторы формирования многолетней мерзлоты:

Климатические условия;

Состав пород;

Гидрогеологические условия (глубина залегания подземных вод);

Растительный покров;

Рельеф.

Все эти факторы тесно взаимосвязаны, и влияние одного из них часто ослабляется или усиливается в зависимости от изменения какого-либо другого фактора.

Мерзлотный рельеф в окрестностях Якутска

Для долины Туймаада характерно преобладание отложений позднего неоплейстоцена и голоцена.

В окрестностях Якутска формы рельефа в виде сухих коротких долин шириной 150–300 м с разделяющими их грядами высотой свыше 5 м и шириной до 1000 м.

Формирование полигонального рельефа в результате морозобойного растрескивания грунтов на территории г. Якутска.

Рельефообразование на территории города

Наиболее интенсивное развитие криогенных процессов происходит в пределах участков, приуроченных к пойменным и старичным понижениям, которые охватывают территорию города густой сетью.

На территории города проявляются суффозионные процессы, связанные с техногенным влиянием коммуникаций (подземные теплотрассы и канализационные стоки, лотки ливневой канализации).

Геологическая оценка состояния территории г. Якутска

г. Якутск, расположен в области развития сплошных многолетнемёрзлых пород (ММП). В этих условиях при воздействии на поверхностные компоненты природной среды (микро- и мезорельеф, верхние горизонты горных пород, почвенно-растительный покров, поверхностные и грунтовые воды и т.д.) существенно меняются морфология мерзлых толщ горных пород, их свойства и т.д.

Мощность ММП на территории города колеблется от 100 до 250 м в южной части долины Туймаада и от 250 до 400 м – в северной. На высокой пойме и на островах мощность ММП составляет 50–100 м, а на низкой пойме – менее 25 м.

На территории города широко развит культурный слой. Для него типичен пылевато-суглинистый состав, большое содержание органических остатков бытового мусора и строительных отбросов в виде древесной щепы, кусков досок и бревен. С 70-х гг. началось формирование нового культурного слоя преимущественно песчаного состава с включениями щебня, шлака и обломков кирпича.

Таким образом, наличие многолетней мерзлоты в Якутске определяет особенности инженерных расчетов оснований зданий, прочности и устойчивости фундаментов и долговечности существующих построек.

Гидрологическая оценка территории г. Якутска

Город Якутск расположен в левобережной расширенной части долины р. Лены, представляющей собой террасированную аккумулятивную равнину шириной 6-8 км.

Многолетнемёрзлые породы мощностью свыше 300 м имеют площадное распространение. Глубина сезонного протаивания пород на территории города изменяется от 0.5 до 4.5 м и зависит в основном от состава отложений, их влажности, засоленности и затенённости поверхности.

Высокая водонасыщенность и уплотненность культурного слоя являются причинами небольшой глубины (0.5-1.8 м) сезонного оттаивания пород на территории г. Якутска.

Техногенные наледи, формирующиеся под зданиями в зимний период при утечках воды, на территории Якутска аккумулируют дополнительно до 200% воды от суммы зимних осадков.

Естественным дренажем вод за пределами городской территории являются многочисленные старичные озера, расположенные в понижениях. На территории самого города дренажная роль озер в основном утрачена из-за высокой техногенной зарегулированности стока.

Таким образом, все перечисленное способствует заболачиванию территории города и подтоплению грунтов оснований инженерных сооружений и зданий.

В ходе исследования, нами даны рекомендации для сохранения мерзлотной обстановки Якутска

Восстановление нормальных условий дренажа надмерзлотных вод путем создания специальной системы искусственных каналов по г. Якутску;

Систематический контроль за состоянием магистральных и местных водообеспечивающих, тепловых и канализационных сетей.

Администрации г. Якутска необходимо ежегодно выделять средства на укрепительно-восстановительные, ремонтные работы, на усиление конструкций оснований, дорог и т.д.

Заключение

Подводя итоги вышесказанному необходимо отметить следующее:

г. Якутск, расположен в области развития сплошных многолетнемёрзлых пород (ММП), которые перекрыты сверху культурным слоем (антропогенное воздействие). Кроме того именно суффозионные процессы в городе являются одним из наиболее неблагоприятных факторов, приводящих к потерям устойчивости грунтов.

Рассмотрены основные мерзлотные формы рельефа в окрестностях Якутска.

Проанализированы и составлены оценки территории г. Якутска с геологической и гидрологической точки зрения. Именно эти процессы играют главную роль при формировании современного рельефа г. Якутска.

Даны общие рекомендации по сохранению мерзлотной обстановки в г. Якутске.