НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

635 
инновационное значение для освоения Арктической зоны Российской 
Федерации.
Ключевые слова: моделирование, криолитозона, многолетнемерзлые 
породы, таликовая зона, городской ландшафт, георадиолокация, геохимические 
методы
SCIENTIFIC AND PRACTICAL ASPECTS OF MODELING OF THE 
GEOLOGICAL ENVIRONMENT OF THE ARCTIC CITY 
Tregubov O.D.
P
1
P
, Lvov A.P.
P
2 
P
1
P
N.A. Shilo North-East Interdisciplinary Scientific Research Institute 
P
2
P
Chukotka branch M.K. Ammosov North-Eastern Federal University
The report on the example of the research project "Modeling of the functional 
structure of the roof of permafrost urban geological environment on geophysical and 
geochemical data", discusses the organization and researching in the Arctic regions of 
Russia. Discusses the approaches and methods of research, the expected and received 
results, innovative their value for development of the Arctic zone of the Russian 
Federation. 
Key words: modeling, cryolithic zone, permafrost, talik, urban landscape, GPR, 
geochemical methods 
Планы освоения и развития Арктической зоны Российской Федерации 
(АЗРФ) конкретизируют требования к научным исследованиям. Прежде всего, 
это касается прикладной направленности фундаментальной науки, использование 
в научных исследованиях современных достижений лабораторной техники, 
информационных и телекоммуникационных систем. Прикладная составляющая 
научных достижений должна иметь инновационный характер в классическом 
понимании этого определения, а именно 

внедрение новых, востребованных на 
рынке продуктов и технологий, обеспечивающих повышение экономической 
эффективности производства [1, 4]. Для отечественной науки такие требования 

636 
не новы и всегда являлись приоритетом и критерием актуальности научной 
работы.
Настоящий доклад посвящен проекту 

«Моделирование функциональной 
структуры кровли многолетнемерзлых пород (ММП) городской геосреды по 
геофизическим и геохимическим данным», который выполняется в Чукотском 
филиале СВФУ с 2013 года. Цель доклада 

поделиться проблемами в 
организации и проведении исследований, обсудить актуальность и 
перспективность проекта, методы и методики, полученные и ожидаемые 
результаты исследований, найти единомышленников и партнеров в решении 
проблем исследований мерзлотных городских ландшафтов восточной Арктики. 
Собственно, всему тому для чего организуются и проводятся тематические 
научно-практические форумы. 
Исполнителями проекта являются научные работники, преподаватели и 
студенты Чукотского филиала СВФУ и СВКНИИ ДВО РАН. Включение в состав 
творческого коллектива студентов не случайно. Программа исследований 
изначально планировалась как научно-образовательная и предусматривала 
специализированную подготовку инженеров геологов. Проект был поддержан в 
рамках государственного задания Минобрнауки России и профинансирован 
СВФУ в 2013 и на 25% - 2014 гг.
Прямую и косвенную поддержку исследования получали от предприятий, 
ведущих геологические инженерные изыскания (ООО «АКВА»), по гранту ДВО 
РАН («Геохимическая индикация геокриологических условий кровли ММП») и 
хозяйственным договорам на геолого-геофизическое обследование оснований 
свайных фундаментов аварийных зданий. Тем не менее, нестабильные условия 
финансирования, «непрерывное» реформирование академической и вузовской 
науки не способствовали системному планированию научной работы и решению 
задач в полном объеме.
Программа исследований проекта поставила целью разработку принципов 
моделирования функциональной структуры природно-техногенных геосистем 

637 
криолитозоны и создание системы мониторинга - управления геосистемами на 
основе новых знаний о строении верхних слоев ММП и экзогенно-криогенных 
процессах. Работа предполагает обобщение и систематизацию накопленного 
материала, получение оригинальных геофизических, геохимических и 
геокриологических данных. Научная новизна проекта заключается в 
геосистемном подходе к оценке техногенной трансформации кровли 
многолетней 
мерзлоты 
городского 
ландшафта, 
комплексировании 
в 
исследованиях ММП методов и подходов геофизики и геохимии. Одним из 
важных теоретических положений проекта является заключение о том, что 
наряду с растеплением и деградацией ММП в условиях техногенного 
воздействия, активно идут природные процессы промерзания талых пород и 
техногенных грунтов. При участии технических систем проморозки формируется 
новый промежуточный слой мерзлых пород, обладающий сложной структурой, 
повышенной льдистостью и обеспечивающий устойчивость мерзлоты к 
внешнему воздействию. 
В качестве объекта исследований избран доступный для изучения и 
расположенный в сложных геокриологических условиях – г. Анадырь. 
Немаловажным преимуществом Анадыря является его инфраструктурное 
назначение, функциональное устройство и расположение. Город является 
административным центром Чукотского АО, транспортным морским узлом 
центральной Чукотки, обладает энергетическими ресурсами и потенциалом 
развития строительной отрасли. Тем самым представляет один из вариантов 
модели территориальной экспансии АЗРФ.
В рельефе Анадырь занимает восточные склоны гор Верблюжья и 
Александра (116,5 и 131,2 м), которые ограничиваются абразионными обрывами 
Анадырского лимана и поймой реки Казачка. Сложность инженерно-
геологического 
строения 
территории 
обусловлена 
мозаичностью 
геокриологических условий. Для большей части городской застройки характерно 
трех- и четырехслойное строение разреза кровли ММП, включающего кроме 

638 
сезонно-талого слоя (СТС) с дорожной одеждой, слои техногенной отсыпки 
грунтов, делювиальных отложений и коренные породы, представленные корой 
выветривания скальных грунтов [3]. Вниз по склону в разрез вклиниваются 
супеси и алевриты, ледниковые валунные суглинки, морские терригенные 
осадки. Кровля скальных грунтов залегает в интервале глубин 2-20 м, 
образовывает выступы, уступы, террасы, эрозионные склоны с углом падения до 
35
P
0
P
. При этом в крест простирания склонов многолетнемерзлые останцы 
чередуются с современными таликами, погребенными, естественно и 
искусственно промороженными таликовыми зонами мощностью до 5-7 м. 
Другим лимитирующим условием строительства является контрастное 
распространение подземных льдов различного генезиса. Таким образом, поиск 
новых подходов и методов изучения (картирования) и мониторинга 
геокриологических условий неразрушающего действия является важной 
составной частью проекта. 
В методическом плане предпочтение отдано комплексированию 
геофизических и геохимических методов – георадиолокации, геотермии, 
изучению потоков и ореолов рассеяния. Данные геофизические методы давно 
хорошо зарекомендовали себя в инженерной геологии и геокриологии, но 
возможности их широкого применения в научной практике во многом остаются 
нереализованными [2]. Метод потоков и ореолов рассеяния до настоящего 
времени применяется в поисковой геологии и геохимии окружающей среды. 
Существуют предпосылки его применения для выявления подобным образом 
действующих, погребенных и формирующихся таликовых зон. Собственно 
моделирование 
геосреды 
предполагает 
составление 
пространственных 
картографических и временных графических моделей с последующим 
математическим анализом, обнаруженных закономерностей. Пространственная 
3-мерная 
модель будет анализировать и синтезировать информацию, 
составленных инженерно-геологической, геотермической, геокриологической, 
ландшафтно-геохимической, градостроительной карт и схем. Временные 

639 
графические модели будут нацелены на прогнозирование развития 
геокриологических процессов в условиях техногенной эксплуатации территории, 
изменений климата в краткосрочной и долгосрочной перспективе. В итоге 
модели позволят разрабатывать рекомендации в части строительства зданий и 
сооружений, эксплуатации инженерных сетей, просчитывать варианты 
трансформации геосреды при реализации градостроительных проектов. 
Картографическая модель составляется в цифровом формате, где каждая 
оболочка-слой представлена физическим полем, характеризующим состояние 
компонентов геосреды. Соответственно матрица данных каждой оболочки 
доступна для статистико-математической обработки и создания новых 
графических слоев. Систему мониторинга геотемпературного поля в 
сотрудничестве с заинтересованными организациями Анадыря планируется 
оснастить устройствами Loggers data, с подключением их к WF точкам доступа и 
возможностью производить опрос измерительных устройств с единого рабочего 
места. 
Инновационное содержание разрабатываемых технологий и ожидаемой 
научно-технической продукции касается методики крупномасштабного 
инженерно-геологического картирования территорий перспективного освоения, 
внедрение 
эффективной 
автоматизированной 
системы 
контроля 
геотемпературных полей и оповещения о предаварийных ситуациях. Разработки 
алгоритма проверки строительных проектов на трансформацию геосреды с 
опасным изменением геокриологических условий. Это позволит сократить 
затраты на проведение инженерных геологических изысканий традиционными 
методами, на ликвидацию аварийных ситуаций, повысит экономическую 
эффективность строительства, увеличит срок эксплуатации зданий и сооружений.
Первые полученные результаты реализации проекта в значительной мере 
касаются методической части. Составлены типовые геолого-геофизические 
разрезы территории, на которых выделены реперные горизонты и поверхности, 
установлены закономерные связи типа городской застройки с мощностью СТС, 

640 
намечены контуры таликовых зон различного генезиса, возраста и динамики 
функционирования. В их числе погребенные распадки ручьев и овраги, в разной 
степени промерзания, техногенные надмерзлотные и межмерзлотные талики, 
локальные чаши протаивания [2]. Пока многие выводы противоречивы, требуют 
проверки и подтверждения. Так не выработаны критерии идентификации сезонно 
промерзающих надмерзлотных линейных таликовых зон и погребенных 
ледогрунтовых жил, не раскрыты причины сложной конфигурации отдельных 
природно-техногенных таликов. В разных ландшафтно-геохимических условиях 
территории города зоны увеличенной мощности сезонно-талого слоя 
фиксируются отрицательными и положительными литохимическими аномалиями 
различных химических элементов. Это затрудняет и усложняет разработку и 
теоретическое обоснование геохимического метода картирования кровли ММП. 
Образовательная составляющая проекта ориентирована на подготовку 
студентов практиков, способных внедрить результаты проводимых исследований 
при освоении АЗРФ; обучение инженеров по смежным геологии дисциплинам – 
геокриологии, 
георадиолокации, 
геохимии 
мерзлотных 
ландшафтов, 
эксплуатации лабораторного и телекоммуникационного оборудования. За 
прошедший период в выполнении проекта приняли участие 9 студентов геологов 
Чукотского филиала СВФУ.
Подводя итог, отметим, что настоящий проект разрабатывался исходя из 
целеуказаний научного, технологического, кадрового обеспечения освоения 
АЗРФ, озвученных на государственном уровне. Цель, задачи и содержание 
проекта не являются «злободневными» для мировой науки, не соответствуют 
квалификационным критериям отбора конкурсных заявок отечественных 
научных фондов на поддержку фундаментальных исследований. В связи с этим 
актуальна разработка целевой системы поддержки арктических проектов в 
области науки и образования, охватывающей все арктические регионы. Системы, 
нацеленной на поддержку тематических исследований, касающихся в первую 

641 
очередь российского сектора Арктики и доступной для конкурсного участия 
всему научному сообществу. 
Использованная литература 
19T
1. Азгальдов
19T
19T
Г
19T
. 
19T
Г
19T
., 
19T
Костин
19T
19T
А
19T
. 
19T
В
19T
. 
19T
Интеллектуальная
19T
19T
собственность
19T
, 
19T
инновации
19T
19T
и
19T
19T
квалиметрия
19T
// 
19T
Экономические
19T
19T
стратегии
19T
, № 
19T
2
19T
(
19T
60
19T
), 
19T
2008
19T
.
19T
С
19T
.
19T
162
19T
-
19T
164
19T
. 
2. 
Трегубов 
О.Д. 
Экзогенно-криогенные 
процессы 
по 
данным 
подповерхностного георадиолокационного зондирования / Тезисы доклада на 10-
й научной конференции «Инженерная геофизика 2014» (21-25 апреля 2014, РФ, 
Геленджик) [Электронный ресурс], EartDoc, P 12, 2014. Режим доступа: 
http://earthdoc.eage.org/publication/publicationdetails/?publication=75044 
3. Трегубов О.Д., Львов А.П. Практика георадиолокации мерзлой толщи 
Анадыря: площадные и линейные объекты // Проектирование и инженерные 
изыскания. – М: «Архитектура. Строительство. Дизайн» № 2, 2013. С. 30-40. 
4. Федеральный закон «О внесении изменений в Федеральный закон «О 
науке и государственной научно-технической политике» N 254-ФЗ от 21 июля 
2011 года 
УДК 631.8

жүктеу/скачать 13,27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: