Гыданское газоконденсатное месторождение, расположенное в Ямало-Ненецком автономном округе, представляет собой уникальный объект для изучения взаимодействия техногенных сооружений с криолитозоной. В статье анализируются особенности многолетнемерзлых грунтов, их термодинамические свойства, а также риски, связанные с деградацией мерзлоты под влиянием климатических изменений и промышленной деятельности
Ключевые слова : термометрические наблюдения, криолитозона, мерзлота, скважина, климат.
Территория Гыданского полуострова является одной из наименее освоенных и слабо изученных территорий. Для реализации планов экологически безопасного промышленного освоения Тазовского района ЯНАО необходима оценка современного состояния криолитозоны Гыдана и организация мониторинговых наблюдений за трансформацией криолитозоны под влиянием климатических изменений.
Инженерно-геологические риски
Термокарстовые процессы
Активизация термокарста, вызванная таянием подземных льдов, приводит к просадкам грунта до 30 см за летний сезон. На участках линейных объектов (трубопроводы, дороги) это провоцирует деформации, требующие усиления фундаментов. Мониторинг на экспериментальных участках выявил «висячие» сваи под зданиями, что связано с неравномерным протаиванием основания.
Термометрические наблюдения в скважинах вечной мерзлоты являются ключевым инструментом для изучения термических процессов, динамики мерзлоты и изменений, вызванных климатическими факторами, где важным фактором является глобальное потепление.
На площади Гыданского газового месторождения в процессе инженерно-геологических изысканий были проведены замеры термокаротажа.
Измерения температуры грунтов в скважинах выполнены измерительной аппаратурой для инженерно-геокриологических исследований глубины скважинного термокаротажа в скважинах принимать: в пределах первых 5 м — кратными 0,5 м; затем, до глубины 10 м -кратными 1 м, свыше 10 м — кратными 2 м, а также на забое скважины.
Целью термометрических работ являлось:
— получение конкретных данных о температуре грунтов для использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;
— оценка и прогноз устойчивости территории освоения;
— определение температуры на глубине нулевых амплитуд;
— назначение глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности.
Измерения температуры представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Температуры в скважине 98–1481-УЗА (20м) на разных глубинах
В скважине 98–1481-УЗА идет последовательная минусовая температура, так как идет только мерзлый грунт. Скважина находится на возвышенном участке под действием постоянных ветров.
Мониторинг температуры грунтов нужно проводить регулярно, так как самым важным фактором является глобальное потепление.
Рекомендации по проектированию
Свайные фундаменты: заглубление опор ниже активного слоя сезонного протаивания (до 10 м) с применением термоизоляционных материалов.
Дренажные системы: отвод талых вод для предотвращения заболачивания и термоэрозии.
Рекомендации по проектированию свайные фундаменты: заглубление опор ниже активного слоя сезонного протаивания (до 10 м) с применением термоизоляционных материалов.
Дренажные системы: отвод талых вод для предотвращения заболачивания и термоэрозии.
Гыданское месторождение представляет собой территорию с высокой уязвимостью криолитозоны к техногенным воздействиям и климатическим изменениям. Особую актуальность приобретает разработка комплексных мер, сочетающих инженерные решения с системой непрерывного мониторинга и адаптивного управления.
Ключевым направлением является внедрение термостабилизирующих технологий, включающих специальные конструкции фундаментов, сезонные охлаждающие установки и термоизолирующие покрытия для промышленных площадок. Параллельно необходимо создание разветвленной системы мониторинга, объединяющей геотемпературные наблюдения, спутниковый контроль деформаций поверхности и гидрогеохимический анализ подмерзлотных вод.
Научные исследования должны сосредоточиться на изучении долгосрочной динамики мерзлотных процессов в условиях прогнозируемого потепления, разработке прогнозных моделей и оценке эффективности различных методов термостабилизации. Особое значение имеет анализ взаимодействия промышленных объектов с мерзлотными ландшафтами при различных климатических сценариях, предполагающих рост среднегодовых температур на 2–4°C в ближайшие десятилетия.
Эффективное освоение месторождения требует реализации адаптивной стратегии, основанной на принципах минимизации теплового воздействия и постоянной корректировки технических решений по данным мониторинговых наблюдений. Такой подход позволит обеспечить устойчивое функционирование инфраструктуры в условиях изменяющейся криолитозоны.
Литература:
- Васильев А. А., Дроздов Д. С., Москаленко Н. Г. Динамика температуры многолетнемерзлых пород Западной Сибири в связи с изменениями климата // Криосфера Земли. 2008. Т. 12, No 2. С. 10–18.
- ГОСТ 25358–2020 Грунты. Метод полевого определения температуры.
- Н. А. Ваганова, М. Ю. Филимонов, Я. К. Камнев, А. Н. Шеин Расчет нестационарных температурных полей в зоне свайного фундамента зданий с учетом температурного мониторинга // Современные исследования трансформации криосферы и вопросы геотехнической безопасности сооружений в Арктике. Под ред. В. П. Мельникова и М. Р. Садуртдинова. — Салехард, 2021. — С. 75–77.
- Павлов А. В. Оценка погрешностей измерений температуры грунтов в неглубоких скважинах в условиях сплошной криолитозоны // Криосфера Земли. — 2006. — Т. 10, № 4. — С. 9.
