Полная версия

Главная arrow Экология arrow ГЕОЭКОЛОГИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

АКТИВИЗАЦИЯ КРИОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ И ИХ ГЕОГРАФИЯ

Общие положения оценки активизации криогенных процессов

Оценка современного геоэкологического состояния криоли- тозоны показывает, что при ее освоении резко, часто лавинообразно активизируются криогенные процессы, их интенсивность, скорость развития, разнообразие, особенности их влияния на ландшафт и инженерные сооружения. Весьма важно оценить потенциальную опасность их активизации на территории криолито- зоны России. Анализу техногенных криогенных процессов посвящена обширная литература и немало специальных карт.

Экологическое значение криогенных процессов определяется следующими причинами. Техногенные криогенные процессы, как правило, формируют новый микро- и мезорельеф, который контролирует распределение тепла и влаги. Это, в свою очередь, изменяет экологическую ситуацию и влияет на развитие вторичной растительности, в частности, и возникновение новых геокомплексов в целом. Дефицит тепла определяет сложность восстановления биоты, а специфика криогенных ландшафтов затрудняет их регенерацию до исходного состояния. Техногенно стимулированный криоморфогенез опаснее, чем изменение рельефа вне криолитозоны. Экологическая опасность криогенных процессов заключается в практически повсеместной угрозе аварийных ситуаций для инженерных сооружений.

Механические воздействия, являющиеся причиной активизации мерзлотных процессов, разнообразны: нарушения растительного покрова вплоть до полного его удаления; изменения мощности, плотности и отражательной способности снега; изменения режима поверхностных вод и обводненности поверхности - дренаж, подтопление и пр.; изменения первичного рельефа, а также состава и свойств приповерхностных отложений в результате планировки поверхности (выемка грунта, насыпи и пр.). Все изменения приводят к резкому нарушению тепло- и влагообмена на поверхности и активизации мерзлотных процессов. Экспертная оценка активизации дается для типичных техногенных воздействий в их жестком, но реальном варианте на этапах исследования под генеральные схемы освоения территорий или инвестиционные проекты, при разведке полезных ископаемых, проведении геологических, инженерно- геологических, мерзлотных и других съемок, при разработке технико-экономических обоснований (ТЭО) и оценках воздействий на окружающую среду (ОВОС) на территориях проектируемых месторождений, линейных сооружений, поселков и других объектов, когда начинается их строительство и обустройство, при рекреационном использовании территорий. Этапы предполагают либо прекращение через некоторое время воздействий на большей части территории (разведка, съемочные работы, Генсхема, ТЭО, ОВОС), либо качественное и количественное увеличение техногенного прессинга при дальнейшей эксплуатации, когда идет более глубокое изменение природной среды, которое на данном этапе оценки потенциальной активизации криогенных процессов не рассматривается.

Потенциальная опасность процессов определяется степенью их активизации и сочетания наиболее типичных процессов в пределах тех или иных природных комплексов. Выделено пять групп по степени активизации процессов: слабая, умеренная, средняя, сильная, катастрофическая. Степень активизации оцениваегся, в первую очередь, по площади ландшафта, которая может быть поражена криогенными процессами на территории освоения. Кроме того, оценивается скорость развития криогенных процессов, степень преобразования и расчленения первичного рельефа и ландшафта в целом, возможность затухания процессов за счет естественных природных факторов. Слабая активизация процессов означает, что криогенные процессы в связи с техногенными причинами занимают не более 10% площади осваиваемого ландшафта, умеренная - до 50%, средняя - примерно половину площади ландшаф та, сильная - более 50%, катастрофическая - более 90%.

Скорость развития антропогенных криогенных процессов далеко не одинакова - от первых десятков метров в год (термоэрозия, термоабразия) до десятков см в год (пучение, проявления термокарста). Ее опенка является не столько строго количественной, сколько принципиально качественной, экспертной в понятиях «медленное, среднее, быстрое, катастрофическое развитие процессов». Степень преобразования первичного мезо- и микрорельефа зависит в первую очередь от литогенной основы ландшафтов и преимущественно от льдосодержания пород. Последнее увеличивает или ослабляет опорную характеристику - площадь пораженное™ ландшаф та криогенными процессами.

Возможность (скорость) затухания криогенных процессов является «противоположной по знаку» частью оценки. Необходимость ее включения в интегральную оценку связана с тем, что она указывает на скорость стабилизации антропогенного ландшафта иод влиянием естественных причин. К таковым относятся самовосстановление растительности, температура вечной мерзлоты, льдосодер- жание пород и, в частности, выработанность ледяного ресурса.

Оценка активизации мерзлотных процессов при обзорных исследованиях различна для равнинных и горных территорий. На равнинах оценивается вся площадь ландшафта. Для горных стран раздельно рассмотрена активизация процессов в пределах собственно горного рельефа и в долинах по двум причинам. Мерзлотно-ландшафтные условия весьма различны в пределах междуречий, их склонов и в долинах. Хозяйственное освоение в долинах больше, чем в пределах собственно горных ландшафтов. Степень активизации для горных ландшафтов меньше, чем в долинах.

Оценка степени активизации процессов основана на анализе следующих природных факторов - криогенное строение (или льдистость) и температурный режим пород в верхней их части до глубины примерно соответствующей слою годовых теплооборотов (10-25 м). Относительно этих характеристик в мерзлотоведении существуют весьма определенные и апробированные ориентиры для оценки активизации процессов, которые рассмотрены в главе 3. Их региональное изменение имеет следующий характер. Прежде всего, оценивается важная с точки зрения экологии характеристика - льдистость. Наименее льдистым является криогенный элювий высокогорий. Льда больше по мере выполаживания склонов и уменьшения высоты (0,1-0,2). Льдистость, равная 0,2-0,4, чаще наблюдается в песчаных отложениях любого генезиса, а в связных грунтах, как правило, в эпигенетически промерзших плейстоценовых гляциально-морских суглинках, в верхних частях которых могут встречаться ПЖЛ. Дальнейшее увеличение льдистости (более 0,4) наблюдаегся в озерно-болотных, аллювиальных, склоновых син- или эпикриогенных отложениях, многолетнее промерзание которых сопровождается образованием ледяных жил, бугров пучения, пластовых льдов. Относительно пластовых льдов возможно, как известно, нс только их внутригрунтовос происхождение, но и захоронение.

Зависимость активизации процессов от температуры пород в самом общем виде определяется широтной зональностью и высотной поясностью. Чем выше температура, тем больше опасность развития процессов, активизирующихся в летнее время. Вместе с тем такие процессы зимнего периода, как пучение и налсдсобра- зование, наследуют увеличение обводненности при термокарсте (заболачивании, заозеренности) и идут более интенсивно.

При оценке площади распространения мерзлых пород следует иметь в виду, что поражснность криогенными процессами территории освоения тем больше, чем больше сплошность мерзлоты. В соответствии с этим с севера на юг геоэкологическая опасность в криолитозоне уменьшается.

Из «немерзлотных» компонентов природы ведущее место принадлежит растительности и геолого-геоморфологическим условиям. Нарушение растительности является универсальным типом изменения теплообмена на поверхности и в этом смысле чаще всего является «спусковым курком» для активизации криогенных процессов. Ее роль двояка: в естественных условиях она является одним из ведущих стабилизаторов мерзлотных условий, выполняя теплоизолирующие и закрепляющие функции (протекторная роль растительности). После техногенного нарушения скорость восстановления растительного покрова влияет на затухание мерзлотных процессов. Растительность в пределах одного и того же ландшафта на разных этапах развития мерзлотного процесса может играть различную роль. Яркий пример - моховые покровы различных типов болог, широко распространенных в криолитозоне. Удаление мхов приводит к резкой активизации термокарста и термоэрозии. Вместе с тем в болотных ландшафтах наблюдается наиболее быстрое самовосстановление вторичной травянистой растительности (3-5 лет), которая способствует затуханию процессов.

Оценки степени активизации техногенных мерзлотных процессов в зависимости от основных компонентов природной среды сведены в табл. 8.1 и 8.2.

Оценка влияния рельефа определяется разделением рельефа на равнинные и горные территории. Нарагснстичсская связь рельефа и геологического строения обусловливает разное количество льда в породах. Рыхлый чехол тонкозернистых четвертичных отложений равнин и долин характеризуется большим разнообразием и количеством льда, чем маломощные обломочные породы рыхлого чехла и коренные породы в горных странах.

Интегральная экспертная оценка степени активизации процессов нс является простым суммированием «по горизонтали» влияния фоновых компонентов природы. Например, сильная и катастрофическая активизация процессов на приморских низменностях Якутии есть результат максимальной льдистости пород (более 0,6 с обилием полигонально-жильных льдов) при сплошном распространении мерзлых пород по площади, а также плохого самовосстановления растительности арктической тундры, хотя низкая температура пород (ниже -5°) должна способствовать быстрой стабилизации процессов. Однако, сами типы процессов (термокарст, термоэрозия, термоабразия) так существенно изменяют микро- и мезорельеф, что техногенные ландшафты значительно более расчленены и представляют собой неудобья, а иногда и бедленды.

Другой пример - ММП в пределах островной мерзлоты неизбежно протаивают. Но опасность термокарста ограничена малой площадью распространения и в известной степени - быстрым восстановлением вторичной разнотравной растительности. Другие примеры оценки активизации процессов приведены в табл. 8.2.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>