Термоэрозия

Пучение. Наледь, обледенение, гололед. Термокарст, термоэрозия

Термоэрозия

Пучением называется поднятия поверхности земли с образованием бугров, в результате льдообразования в промерзающих грунтах. Для развития пучения необходимо наличие рыхлых влажных грунтов, подвергающихся сезонному промерзанию.

На планете в пределах умеренных и арктических широт пучение является повсеместным явлением. На территории России пучение охватывает 61% земель, наблюдается в 841 городе. Значительный экономический ущерб пучения наносят автомобильным и железным дорогам в районах Западной и Восточной Сибири, Крайнего Севера.

Поражающий фактор: выпирание опор, повреждение буграми дорог, взлетных полос аэропортов.

Для борьбы с пучениями применяются особые методы строительства автомобильных и железных дорог, с использованием защитных подложек и решеток, которые защищают мерзлотные грунты от оттаивания.

Наледь, обледенение, гололед

Наледью называется слоистый ледяной массив на поверхности земли или на инженерных сооружениях, образовавшийся при замерзании периодически поступающих вод. Наледи возникают при попадании воды на поверхности (грунт, инженерное сооружение) с отрицательными температурами. Поступающая вода может иметь грунтовое или атмосферное происхождение (капли дождя, штормовые брызги, туман).

Наиболее сильно наледи воздействуют на железные и автомобильные дороги, бетонные сооружения. Образование наледей на бетонных сооружениях приводит к их ускоренному растрескиванию и выветриванию.

В случае образования льда на судах, самолетах, электрических проводах говорят об их обледенении.

В этом случае происхождение воды на поверхностях с отрицательными температурами является преимущественно атмосферным.

Особым случаем наледей является так называемый ледяной дождь, когда обильные дождевые осадки с температурой около температуры льдообразования попадают на поверхности с отрицательными температурами и практически мгновенно замерзают. Образуется очень толстый и гладкий слой льда на горизонтальных и вертикальных поверхностях, проводах и инженерных конструкциях.

Отложение наледей на дорожном покрытии обычно называют гололедом. Он затрудняет движение автомобильного транспорта, приводит к повышению травматизма среди пешеходов за счет переломов конечностей, ушибов при падениях.

В России 174 города подвержены наледеобразованию. Убытки, связанные с устранением наледей, авариями техники, травматизмом людей составляют сотни миллионов долларов в год.

Для борьбы с наледями, обледенением, гололедом используются специальные технологии, спецтехника. Некоторые типы самолетов судов в обязательном порядке оборудуются системами, препятствующими образованию льда на их корпусах. Для борьбы с гололедом в городах и на трассах используются специальные составы и присыпки.

Термокарст, термоэрозия

Термокарст относится к так называемым псевдокарстовым процессам и состоит в образовании просадочных и провальных форм рельефа и подземных пустот вследствие вытаивания подземного льда или оттаивания мёрзлого грунта при повышении среднегодовой температуры воздуха или при увеличении амплитуды колебания температуры почвы.

Рис. 3.9. Обнажение пласта многолетнего льда

Термокарст — это специфическое явление в области распространения многолетнемёрзлых пород, называемых вечной мерзлотой.

Типичные формы рельефа, образующиеся в результате термокарста: озёрная котловина, аласы, западины, блюдца и другие отрицательные формы рельефа, а также провальные образования и полости в подпочвенном слое (гроты, ниши, ямы).

Причиной термокарста может также стать промышленное и гражданское строительство, вырубка лесов и многие другие факторы хозяйственной деятельности человека. Появление термокарста обычно связано с процессами деградации вечной мерзлоты.

Термокарсту, как правило, сопутствуют другие процессы (например, термоэрозия, тепловая усадка и гравитационное перемещение оттаявших пород); он может сочетаться с плоскостным и подпочвенным смывом, солифлюкцией, суффозией, эрозией и абразией.

В России термокарсту подвержено около 45 % ее территории. Его воздействие проявляется в 72 городах.

Рис. 3.10. Зоны островного (1), прерывистого (2) и сплошного (3) распространения многолетнемерзлотных пород на территории России

Термокарст оказывает сильное влияние на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений, нефте- и газопроводов, эксплуатацию нефтяных и газовых месторождений, строительство и эксплуатацию автомобильных и железных дорог.

В Якутске с начала 70-х годов прошлого века более 300 зданий получили серьезные повреждения в результате просадок мерзлого грунта. В зоне вечной мерзлоты проходит часть Транссиба — самой протяженной железнодорожной магистрали России.

Рис. 3.11. Обрушившаяся из-за термокарста секция здания в пос. Черский

Поражающий фактор: провалы, осадки, оползни, солифлюкция.

Комплекс мероприятий по предупреждению и борьбе с термокарстом включает предохранение многолетнемёрзлых пород и подземных льдов от протаивания при строительстве и эксплуатации сооружений, предпостроечное оттаивание мёрзлых льдистых оснований, дренаж территорий.

При выборе защитных мероприятий следует учитывать, что на территории России погребенные вечные льды достигают толщины от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Например, на Бованенковском газоконденсатном месторождении (западная периферия полуострова Ямал) толщина таких льдов достигает 45 м.

Значительный интерес проблема термокарста вызывает в последнее время в связи с глобальным потеплением климата. Соответствующие исследования выполнены в интересах нефтегазовой промышленности для территорий перспективных и эксплуатирующихся месторождений на Ямале, республики Коми, а также для промышленности и территории Якутии.

Все они свидетельствуют об интенсификации процессов термокарста в последнее десятилетие. Дальнейшее развитие этих тенденций может привести к значительным изменениям рельефа на многих важных промышленных объектах с крайне негативными последствиями.

Источник: http://ohrana-bgd.ru/risk/risk2_27.html

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Термоэрозия

Cтраница 2

Разработанные методы Рё СЃРїРѕСЃРѕР±С‹ предотвращения Рё подавления термоэрозии учитывают определяющее значение повышения противоэрозионной устойчивости почвенно-грунтовых систем.  [16]

Целью исследований, связанных СЃ изучением развития термоэрозии Рё оврагообразования, является определение природоохранных мероприятий РїРѕ управлению этими процессами РІ целях обеспечения надежности инженерных сооружений, экологической безопасности производства, защиты Рё восстановления земель.  [17]

Выбор районов исследований обусловлен возможностью изучения процесса термоэрозии РІ разнообразных Рё типичных природных условиях РїСЂРё аналогичных техногенных воздействиях РЅР° поверхностный слой криолитозоны, характерных для обустройства Рё эксплуатации газовых месторождений.  [19]

�з тех же соображений нецелесообразно использовать участки возможной термоэрозии грунтов.

Поскольку причиной термоэрозии грунтов является поверхностный сток РІРѕРґС‹, особенно РЅР° склонах, РїСЂРё прокладке трассы РЅР° этих участках необходимо предусматривать перехват Рё организованный отвод стекающей РІРѕРґС‹.  [20]

В разделе 3.

1 РЅР° РѕСЃРЅРѕРІРµ физико-математического моделирования термоэрозии мерзлых грунтов предложена методика термоэрозионного РїСЂРѕРіРЅРѕР·Р°, позволяющая определить потенциальные объемы разрушений поверхности криолитозоны, подверженной техногенным воздействиям. Отметим, что РІ предыдущей работе авторов [34] изложены методики РїСЂРѕРіРЅРѕР·Р° овражной термоэрозии Рё оценки термоэрозионной опасности.  [21]

Таким образом, достоверность развития модели линейного очага термоэрозии подтверждена по всем основным характеристикам процесса.

Основным достоинством модели является возможность аналитического количественного исследования частных закономерностей термоэрозии для различных географических Рё геологических условий. Следует отметить, что область применения модели ограничена тепловым периодом, РєРѕРіРґР° затухание процесса термоэрозии обусловлено образованием Рё мощностью талой прослойки РїСЂРё невысоких температурах размываемого мерзлого грунта.  [22]

Это сопровождается проседанием поверхности, локальным термокарстом, термоэрозией вдоль трубы, что нередко приводит к всплытию трубопроводов на дневную поверхность.

Транспортировка охлажденной продукции ( газа СЃ температурой РѕС‚ — 2 РґРѕ — 7 РЎ) РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє поднятию верхней границы РњРњРџ Рё затруднению водообмена, что РіСЂРѕР·РёС‚ активизацией термоэрозии Рё оползней-сплывов.  [23]

Основные результаты экспериментальных исследований сводятся Рє следующему: РІРѕ временном развитии термоэрозии выделены три стадии: активная, переходная Рё затухания, которые характеризуются соответственно предельно-термоэрозионным, термоэрозионным Рё эрозионным типами размыва.  [24]

Оценка термоэрозионной опасности — важный этап РІ комплексной методике исследования процесса термоэрозии, конечной целью которой является разработка методов защиты РѕС‚ оврагообразования.  [26]

Наблюдения за развитием термоэрозионных явлений проводят на ключевых участках негативного развития процессов термоэрозии и термоабразии.

Определение динамики термоэрозионных явлений позволяет принять привентивные мероприятия РїРѕ защите газопромысловых сооружений, попавших РІ Р·РѕРЅСѓ влияния этих природных Рё техногенных процессов.  [27]

Отличительной особенностью района является высокая динамичность Рё реактивность таких криогенных процессов, как термоэрозия, быстрые сплывы, термокарст, термоамбразия Рё РґСЂСѓРіРёС…, С‚.Рµ. процессов, связанных прежде всего СЃ доминирующим вытаиванием различных форм подземных льдов.  [28]

Наблюдения за развитием термоэрозионных явлений организованы и проводятся на ключевых участках негативного развития процессов термоэрозии и термоабразии.

Определение динамики термоэрозионных явлений позволяет принять превентивные мероприятия РїРѕ защите газопромысловых сооружений, попавших РІ Р·РѕРЅСѓ влияния этих природных Рё техногенных процессов.  [29]

Р’ процессе проведения инженерно-геологических изысканий РїСЂРё строительстве РІ районах вечной мерзлоты возникает необходимость изучения термоэрозии мерзлых грунтов, приводящей Рє разрушению верхнего слоя Рё РѕРІСЂР°-гообразованию РЅР° больших участках территории. Р’ модели рассмотрен установившийся режим размыва, который характеризуется постоянной РІРѕ времени толщиной талого слоя РІ случае, РєРѕРіРґР° температура мерзлого грунта ниже нуля градусов. РџСЂРё постановки задачи температура РІРѕРґРЅРѕРіРѕ потока принималась постоянной, движение границы СЌСЂРѕР·РёРё РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РїРѕ линейному закону РІРѕ времени. Р’ начальный момент времени распределение температуры РІ области талого Рё мерзлого грунта задано экспоненциальными функциями глубины, Р° талый слой имеет некоторую толщину. Температурное поле описывается нестационарным параболическим уравнением как РІ талой, так Рё РІ мерзлой Р·РѕРЅРµ. РќР° границе раздела фаз задается уравнение теплового баланса.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id510674p2.html

Термоэрозия

Термоэрозия

Определение 1

Термоэрозия (тепловая эрозия) – это процессы эрозии в районах многолетней мерзлоты, происходящей в результате того, что на многолетнемерзлые горные породы одновременно воздействуют механические и тепловые факторы текущей воды.

Определяющими факторами термоэрозии являются основные характеристики мерзлых пород:

  • литологический состав;
  • температура;
  • форма залегания грунтового льда;
  • льдистость грунтов;
  • особенности криотекстуры (системы ледяных включений, находящихся в мерзлом грунте и определяемых величиной, формой и взаиморасположением ледяных образований) и др.

Термоэрозия тесно взаимосвязана с процессами термокарста и термоабразии.

В процессе термокарста происходит неравномерное проседание подстилающих горных пород и почвенного покрова вследствие вытаивани грунтового льда, а также просадки земной поверхности, формирующиеся при протаивании льдистых мерзлых пород.

В результате образуются провалы, воронки, золль, аласы, образования, напоминающие карстовые формы рельефа. Процесс термоабразии характеризуется разрушением берегов водоемов, которые сложены вечномерзлыми грунтами, вследствие механического и теплового воздействия воды и выноса подземных вод.

  • Курсовая работа 460 руб.
  • Реферат 260 руб.
  • Контрольная работа 230 руб.

Виды термоэрозии

Выделяют три вида термоэрозии: бороздчатая, овражная, речная.

  1. Бороздчатая термоэрозия. Склоны, имеющие сравнительно однородный микрорельеф, покрываются часто расположенными неглубокими промоинами, длиной до 1-1,5 метров. Промоины образуются в слое сезонного оттаивания. Чаще всего бороздчатая термоэрозия поражает шоссейные грунтовые и железнодорожные насыпи, откосы выемок. Дисперсный материал, выносимый размывом, заносит водоотводные сооружения и препятствует нормальной работе системы дренажа. Временные водотоки обладают низкой энергией и непродолжительным периодом существования (не более суток). Они возникают непосредственно с дождями и характеризуются частой повторяемостью.
  2. Овражная эрозия. Образуется чаще всего в тальвегах рельефа. Размываются более глубокие, чем при бороздчатой эрозии, горизонты, а также многолетнемерзлые толщи, в состав которых входят залежи грунтового льда. Элементы овражной эрозии обладают значительными водосборными поверхностями, поэтому водный поток может сохраняться относительно долгое время – от нескольких суток. Водный поток образуется за счет атмосферных осадков, поверхностных и подземных вод.
  3. Речная термоэрозия. Встречается при боковом подмыве коренных уступов или аллювиальных террас, сложенных многолетнемерзлыми породами. Развитие во многом подобно размыву берегов водоемов.

На отдельных участках склонов может отмечаться образование узких щелеподобных первичных врезов, имеющих вертикальные стенки – специфичные термоэрозионные формы. Ширина врезов со временем по верху увеличивается, вследствие чего поперечный профиль становится V-образной формы. Это тоннельная термоэрозия часто встречается на Аляске.

Также подобные формы формируются на участках, имеющих двухчленное строение рыхлых отложений, при которых высокольдистые алевриты и суглинки мощностью от 2 до 6 метров подстилаются разнозернистыми песками. После образования вреза, сток перемещается по поверхности нижнего слоя.

Такое распластывание водотока по поверхности нижнего слоя с формированием тоннелей и ниш отмечено на севере Западной Сибири, в Якутии и на Чукотке.

Причины развития термоэрозии

Начальная стадия термоэрозии мерзлых горных пород обычно начинается с процессов вытаивания ледяных жил, содержащихся в них, в результате чего на дневной поверхности появляется полигональная сеть эрозионных канав, которые при наличии уклона поверхности становятся путями для стока дождевых осадков и талых вод, оказывающих в дальнейшем эродирующее влияние на мерзлые породы.

На развитие овражной термоэрозии влияют такие естественные факторы, как: увеличение поверхностного стока в период снеготаяния; повышение мощности сезонно-талого слоя в некоторые теплые года; воздействие на прибрежные районы сгонно-нагонного режима; уменьшение базиса эрозии в результате врезания долинной сети в процессе термоабразиии.

Рисунок 1. Термоэрозия. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

На формирование термоэрозии большое влияние оказывает антропогенное воздействие человека, выражающееся в: разрушении растительного покрова, который защищает грунт от разлива и контролирует глубину протаивания; тепловое влияние сооружений и зданий и увеличение сезонно-талого слоя; перераспределение снегонакопления в ветровой тени зданий и вдоль линейных сооружений.

Исследование термоэрозии

Замечание 1

Впервые понятие «тепловой эрозии» было введено в 1938 году В.С. Говорухиным при исследованиях побережий Тазовской губы. Однако планомерное изучение явления термоэрозии началось с конца 50-х гг. XX века вследствие освоения на севере Западной Сибири месторождений углеводородов.

В 1959 году Б. Ф Косов отметил, что овраги в тундре и лесотундре являются результатом термоэрозии, поэтому правильно говорить об «овражной термоэрозии».

В 70-егоды среди первых проблем освоения территорий распространения многолетнемерзлых пород на Крайнем Севере были вопросы антропогенного оврагообразования и овражной термоэрозии.

В ходе изучения термоэрозии определились основные направления:

  • физико-математическое направление, изучающее закономерности размыва немерзлых пород разного строения, состава, свойств (Г.С. Золотарев, Д. Е. Виленский);
  • теплофизическое направление, включающее исследования теплового взаимодействия мерзлых пород с водными потоками (Б. Н. Городков, А. И. Воейков, Т. Н. Каплина, В. А. Качурин, В. Л. Суходровский, Ф. А. Аре, В. К. Данько, Д. В. Малиновский, В. Л. Познанин и др.);
  • геолого-географическое направление объясняет взаимосвязи эрозийных процессов геологическими, географическими, геокриологическими особенностями разных регионов (С.Г. Пархоменко, С. В. Калесник, М. И. Сумгин, С. С. Коржуев, Г. С. Константинова, Б. Ф. Косов, К. С. Воскресенский).
  • гидрологическое направление основано на исследовании воздействия гидродинамических параметров потоков воды на эрозию породы (П. Е. Мирцхулава, Н. И. Макавеев, Г. С. Золотарев, Р. С. Чалов).

Источник: https://spravochnick.ru/geografiya/termoeroziya/

Booksm
Добавить комментарий