Геокриологический прогноз

Геокриологический прогноз или прогноз изменения температурного режима грунтов является обязательным элементом инженерно-геологического обоснования строительства (реконструкции, расширения) объектов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.

Различают два вида прогноза: естественно-исторический (эволюционный) и техногенный.

Естественно-исторический прогноз включает оценку изменения характеристик многолетнемерзлых грунтов и протекающих в них процессов под влиянием естественной динамики климата, гидрогеологических, гидрологических и геоботанических условий.

Техногенный прогноз включает оценку изменения геокриологических условий под влиянием разнообразных техногенных нарушений природного комплекса (начиная от локальных изменений ландшафтных и геокриологических условий и заканчивая глобальными преобразованиями природы — созданием искусственных водохранилищ, загрязнением атмосферы, поверхностных и подземных вод, изменениями их температурного режима и др.).

Техногенный геокриологический прогноз по особенностям воздействия строительства на природную среду подразделяется на:

- общий прогноз, предусматривающий оценку изменения составляющих природного комплекса без учета теплового и механического воздействия самого сооружения;
- инженерный прогноз, включающий оценку результатов непосредственного воздействия сооружений на геокриологическую обстановку.

При составлении общего геокриологического прогноза не предусматривается внесение дополнительных источников или стоков тепла. К таким мероприятиям относятся: нарушение растительного покрова, условий снегонакопления, замена грунтов оснований, планировка поверхности, изменение условий поверхностного и грунтового стока, устройство искусственных покрытий, газонов, насаждение деревьев, кустарников и др. Необходимость составления общего геокриологического прогноза при решении инженерных задач, связанных с хозяйственным освоением криолитозоны, обусловлена тем, что тепловыделяющие или теплопоглощающие сооружения при любых видах строительства занимают лишь часть площади нарушенных территорий.

В зависимости от продолжительности воздействий изменения геокриологических условий, прогноз подразделяется на:
- краткосрочный (от 1-10 лет);
- долгосрочный (от 10 до 100 лет);
- сверхдолгосрочный (более 100 лет).
В зависимости от детальности прогноза, различаются обзорный, региональный и конкретный геокриологические прогноз:

Обзорный геокриологический прогноз составляется для общей ориентировочной характеристики природных ресурсов больших территорий в связи с оценкой перспектив их экономического развития, а также в связи с разработкой глобальных планов преобразования природы (переброска рек, создание каскадов водохранилищ и т. д.).

Региональный геокриологический прогноз составляется для оценки территорий, подлежащих освоению в связи с разработкой принципов и методов рационального использования природных ресурсов (земельных, минеральных и др.), охраны, рекультивации и преобразования природной среды. На его основе выделяются площади, наиболее благоприятные для различных видов освоения (гидротехнического, промышленного, транспортного строительства и др.), и решаются вопросы, связанные с организацией и размещением производственных комплексов, определением принципов строительства на многолетнемерзлых грунтах, разработкой месторождений полезных ископаемых.

Конкретный геокриологический прогноз составляется для целей технико-экономического обоснования и проектирования конкретных объектов (горнорудных, гидротехнических, промышленных и др.). На его основе дается инженерно-геологическая оценка территории проектируемого строительства с позиций конкретного вида производственной практики, выбирается принцип использования грунтов в качестве оснований, обосновываются оптимальные проектные решения, рекомендуются мероприятия, обеспечивающие оптимальные условия эксплуатации инженерных сооружений, добычи полезных ископаемых и состояния окружающей среды.

В настоящее время для выполнения геокриологического прогноза наиболее широко применяется математическое моделирование с использование компьютерных программ, позволяющее дать количественную оценку важнейших характеристик сезонно- и многолетнемерзлых грунтов (температуры, мощности, фазового состояния и др.), а также самой вероятности существования мерзлых толщ и развития тех или иных криогенных процессов.

Специалисты – геокриологи ООО “АПЕКСГЕО” занимаются составлением всех видов геокриологического прогноза с использованием современных компьютерных программ для теплотехнического моделирования.

В состав работ при выполнении геокриологического прогноза входит:
- анализ материалов о инженерно-геологических, геокриологических и гидрогеологических условиях территории строительства;
- изучение технических характеристик проектируемых объектов, оценка предполагаемых техногенных воздействий и нагрузок, определение необходимого вида прогноза;
- составление подробной инженерно-геокриологической модели и выбор расчётной схемы, с учетом специфики рассматриваемых объектов;
- адаптация и верификация расчётной модели;
- выполнение многофакторных теплотехнических расчётов взаимодействия проектируемых зданий и сооружений с грунтами основания;
- анализ и интерпретация результатов расчетов;
- составление карты реакции многолетнемерзлых грунтов на естественные природные изменение и техногенных воздействий (по необходимости);
- составление технического отчета (текстовая и графическая часть, выводы и рекомендации).