Создание инженерно-геокриологической модели Западного Ямала, как основы для геокриологического мониторинга и прогноза

На уникальных и высоко изменчивых территориях Арктики за последние десятилетия наблюдается повышение среднегодовых температур воздуха, что влияет на увеличение глубины сезонного протаивания многолетнемерзлых пород, активизацию термокарстовых процессов и ведет к изменению несущей способности грунтов. В связи с этим задачи по разработке технических решений для термостабилизации оснований, геокриологического и геотехнического мониторинга и инженерно-геокриологического прогноза территорий выходят на передний план. Одним из основных методов наблюдений за температурным режимом грунтов является обустройство постоянных термометрических скважин, которые позволяют оценивать как ежегодные, так и многолетние колебания температур. По такому принципу в России создается Государственная система фонового мониторинга. Однако состояние температурного режима верхних горизонтов криолитозоны можно также оценивать по многочисленным замерам температур в скважинах при проведении инженерных изысканий. Наличие сотен измеренных скважин позволяет статистическими методами отсечь ошибочные значения и получить распределение значений по всей исследуемой территории. В статье описаны методические подходы к созданию цифровой модели верхних горизонтов криолитозоны Западного Ямала, основанные на методе матричного районирования с использованием методов статистической обработки данных, регрессивно-корреляционного анализа для выявления зависимостей между параметрами рельефа, ландшафтов и геологической среды. Основой модели послужили данные инженерных изысканий, а также данные дистанционных методов зондирования Земли. Предложенный подход позволяет проводить комплексный анализ и мониторинг состояния мерзлых толщ на данной территории, а также идентифицировать технологические и экономические сложности на этапе проектирования и эксплуатации сооружений. На основе полученных данных были установлены закономерности для интерполяции и экстраполяции инженерно-геокриологических условий на территориях с недостаточной степенью изученности. В результате сформирована модельная база данных с характеристиками, необходимыми для проведения теплотехнического прогноза численными методами, на основе которой создана динамическая геоинформационная модель мерзлотных условий. Практическая значимость разработанных подходов заключается в их универсальности применения при планировании деятельности в криолитозоне. Они могут эффективно использоваться при проведении инженерных изысканий для разработки проектной документации, выполнении теплотехнического прогноза температур грунтов на этапе проектирования, а также в рамках геотехнического мониторинга на стадии эксплуатации объектов.

инженерно-геокриологическая модель, геоинформационная система, геокриологическое районирование, прогноз температурного режима, инженерные изыскания, геокриологический мониторинг, геокриологический прогноз, полуостров Ямал, типизация разрезов, матричная классификация