№ 3 (2024)

Работа посвящена количественной оценке влияния засоленности на прогнозные оценки температуры многолетнемерзлых пород в региональном масштабе. Актуальность определяется интенсивным хозяйственным освоением полуострова Ямал и наблюдаемым изменением климата в Арктике. Сокращение неопределенности в прогнозных оценках температуры мерзлых пород способствует уменьшению величины запаса прочности при проектировании грунтовых оснований объектов и сооружений, избеганию развития негативных процессов в ходе их строительства и эксплуатации. Объект исследования – мерзлые породы полуострова Ямал, имеющие сплошное распространение и являющиеся основанием большинства эксплуатируемых зданий и сооружений. Температура засоленных мерзлых пород представляет собой предмет исследования. Используемая методика сочетает термодинамическое и математическое моделирование и учет изменения климата. Прогноз среднегодовой температуры пород к середине века выполнен для трех районов полуострова – северо-западного, западного Ямала и нижнего течения Оби. Температура мерзлых пород определялась двумя независимыми подходами. В первом случае использованы постоянные на период прогноза теплообменные характеристики пород, во втором случае – изменяющиеся с учетом преобразования водно-ионного состава поровых растворов. Минимальная разница между полученными значениями температуры составляет 0,1–0,2 °С на северо-западном Ямале. Наибольшее расхождение между результатами моделирования отмечается для нижнего течения Оби и достигает 0,5–0,6 °С. Пренебрежение засоленностью мерзлых пород и их свойств на период геокриологического прогноза приводит к погрешности определения среднегодовой температуры до 20%. С увеличением минерализации порового раствора с 35 до 150 г/л разница между вычислениями увеличивается на 15–20%. Значения среднегодовой температуры мерзлых пород, полученные при постоянных теплообменных характеристиках, оказываются заниженными по сравнению с результатами задачи с изменяющимися во времени характеристиками. Усовершенствование методики геокриологического прогноза позволит более обоснованно подойти к оценке будущего термического состояния засоленных мерзлых пород в условиях климатических изменений.

Предметом исследования является ионный состав сингенетических позднеплейстоценовых повторно-жильных льдов IW-17 и IW-20, располагающихся в едином разрезе Батагайской едомы. Обе жилы относятся к ультрапресным льдам с концентрацией основных ионов от 20 до 40 мг/л. Для проб из повторно-жильных льдов использована методика выполнения измерений массовой концентрации катионов Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+ в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01738. Диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00 мг/дм3, а для определения анионов – использована методика выполнения измерений массовой концентрации Cl-, SO4--,NO3- в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01724.  Диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00 мг/дм3 и методика выполнения измерений массовой концентрации ионов в пробах природной, питьевой и сточной воды методом ионной хроматографии ПНД Ф 14.1:2:4. 132-98. Диапазон определяемых концентраций по катионам 0,10-150,00 мг/дм3. Средства измерения: ионный хроматограф «Стайер», предел детектирования по хлорид-иону 0,02 мг/л. Основными результатами проведенного исследования являются: В ионном составе повторно-жильного льда IW-17 заметно преобладают катионы натрия и кальция, достигая в одном из образцов 24,15 и 53,16 мг/л соответственно. В этом же образце анионы хлора достигают 34,51 мг/л. Средняя концентрация анионов сульфатов составляет – 2-3 мг/л. В ионном составе повторно-жильного льда IW-20 заметно преобладают катионы натрия и кальция, достигая в одном из образцов 7,27 и 50,0 мг/л соответственно. В этом же образце анионы хлора достигают 13,72 мг/л.Средняя концентрация анионов сульфатов составляет – 2-4 мг/л, достигая 22,24 мг/л. Содержание катионов кальция составляет 6-20 мг/л (редко достигая 42-53 мг/л), концентрация катионов калия составляет 0,7-3 мг/л.