На автоматическом контроле

Анастасия ВИДИНЕЕВА
vidineeva@ks.chukotka.ru

Наблюдения за состоянием мёрзлых грунтов в населённых пунктах пока проводятся только под отдельными зданиями по инициативе их собственников. Тем ценнее работы, которые ведутся на Чукотке Анадырским подразделением Северо-Восточного комплексного НИИ имени Н. А. Шило Дальневосточного отделения РАН. По заказу АНО «Чукотский арктический научный центр» под эгидой Правительства округа в столице региона создаётся опытная комплексная инновационная система геотехнического мерзлотного мониторинга территории Анадыря и села Тавайваам.

Случаи влияния изменений вечной мерзлоты на жизнедеятельность Анадыря не единичны. Так, в районе дома № 15 по улице Рультытегина наблюдалась полутораметровая просадка грунта, а во дворе того же дома – подвижки дорожного полотна. Просадки встречаются и на улицах Отке, Энергетиков и в районе вёртолётной площадки. А в прошлом году из-за протаивания льда и осадки грунта деформировались здания административных и жилых двухэтажек на улицах Тевлянто, Ленина, Куркутского, Партизанской, в Чукотском переулке.

Чтобы решить эту проблему, на которую не раз обращал внимание Народный фронт Чукотки, необходимо внедрить систему геотехнического мониторинга многолетней мерзлоты, которая предусматривала бы информирование и предупреждение аварийных ситуаций, разработку мер по их ликвидации. Геотехнический мониторинг населённых пунктов не только дополнит систему государственного фонового мониторинга состояния вечной мерзлоты, постановление о создании которой в России этим летом подписал премьер-министр Михаил Мишустин, но и принесёт пользу собственникам жилья арктических регионов.

– Для нашего региона изучение вечной мерзлоты – важнейшая задача. Около 90 % территории Чукотки покрыто вечномёрзлыми грунтами. Их исследования позволяют на этапе планирования строительства жилья или объектов ЖКХ не допустить негативного влияния изменений грунта, снизить риски повреждения строений, – отметил губернатор Владислав Кузнецов.

На первом этапе работ по созданию на Чукотке системы геотехнического мониторинга, начатых в 2021 году, геофизическими методами было изучено распределение мощности талого слоя грунтов на территории жилой застройки Анадыря. В этом году исследовались южная и северная промзоны, пустыри и перспективные для строительства окраины, а также село Тавайваам, были пробурены дополнительные наблюдательные геотермические скважины, создан и запущен опытный сегмент будущей сети автоматических измерений температуры грунтов.

Первый комплект оборудования разместили в шести скважинах, в дальнейшем их количество планируют увеличить до 25. Установкой оборудования по заказу Анадырского подразделения Северо-Восточного комплексного НИИ имени Н. А. Шило Дальневосточного отделения РАН занималась компания «Русгеотех». Новые принципы организации сети наблюдений дают возможность прогнозирования оттайки многолетней мерзлоты под объектами инфраструктуры, а также учёта мест интенсивной оттайки при строительстве.

– Главная отличительная особенность разрабатываемой нами системы геотехнического мерзлотного мониторинга в том, что она нацелена на контроль всей территории населённых пунктов с учётом пустырей и перспективных площадей застройки, а не отдельных зданий и сооружений. Система позволит заблаговременно выявлять опасные участки и здания, планировать застройку, разрабатывать меры по локализации негативных процессов, – рассказал руководитель Анадырского подразделения Северо-Восточного комплексного НИИ Олег Трегубов. – Система мониторинга базируется на детальном изучении площади города: карты таликовых зон, потоков и скоплений надмерзлотных вод, моделировании температурных полей грунтов. На основании этого размещаются геотермические скважины и профили геофизического контроля контуров опасных зон.

В первую очередь мониторинг развернули на участках активных криогенных процессов, изменений температуры грунтов. В опытном сегменте данные измерения проводятся с интервалом в шесть часов и автоматически передаются на центральный сервер с помощью узкополосного Интернета. Каждое устройство настроено на конкретный сервер, и по результатам автоматической обработки вновь поступающих данных программа выдаёт информацию о трендах изменений температурных полей в грунтах на глубинах 10, 5, 3 и 1 метр.

– Распределение глубины залегания поверхностного талого слоя на территории Анадыря крайне неравномерно. Под многими домами с проветриваемым подпольем и под полотном дорог мощность сезонно-талого слоя не превышает 100-120 см, а где-то и 60 см. Но на значительных площадях распространены таликовые зоны, где мощность талого слоя составляет 8-12 метров. Часть этих таликов развивается на дозастроечных оврагах на склонах сопки Верблюжьей, другая часть новообразована в различные периоды застройки города. Сеть этих таликов, динамика их границ очень сложная, – пояснил Олег Трегубов.

По его словам, за 30 лет в городе глубина поверхностного талого слоя увеличилась на 80 %, при этом за последние 10 лет – на 65 %. При мощности талого слоя в 160-180 см речь идёт уже о 50-, 100-санитиметровом слое сезонного промерзания. При этом расчётная глубина протаивания, которая используется для проектирования фундаментов в условиях Анадыря, составляет порядка 1,5-2 метров. Это соответствует нынешней ситуации. Но нормы и правила в условиях потепления пора пересматривать, а дома, построенные по существующим нормативам, – контролировать.

Иначе говоря, городская инфраструктура в условиях изменений климата оказывает всё большее влияние на строение кровли многолетней мерзлоты. Глубина её сезонного протаивания за последнее время существенно увеличилась, изменились источники питания надмерзлотных вод, и возрос их сток. Но происходит это по-разному.

Как дополнил Олег Дмитриевич, в городе температура мёрзлых грунтов за последние 30 лет увеличилась в среднем на 0,4-1,2 градуса. Там, где изначально она была минус 5 градусов, ничего критичного не произошло, но там, где в 90-х годах прошлого века было всего минус 2, сегодняшние изменения уже весьма существенные. В природных ландшафтах среднегодовая температура многолетней мерзлоты также где-то возросла на 0,6 градуса, тогда как где-то осталась неизменной, а местами увеличилась сразу на 2,5 градуса. Всё это требует детального изучения и наблюдений за динамикой.

– Если изменения мерзлотных условий природных ландшафтов могут ухудшить условия развития экономики, хозяйствования конкретных отраслей, то ухудшение мерзлотных условий территории промышленных предприятий и населённых пунктов – это угроза безопасности граждан. Из этого мы исходили начиная разработку актуальной для Чукотки системы мониторинга многолетней мерзлоты в населённых пунктах, главные критерии которой – экономичность и эффективность, – заключил Олег Трегубов.