Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Природные условия 8
1.1. Климат 9
1.2. Рельеф 13
1.3. Поверхностные воды 16
1.4. Геологическое строение 19
1.5. Гидрогеологические условия 23
1.6. Геокриологическая обстановка 30
ГЛАВА 2. Исторический очерк застройки и термического изучения многолетнемерзлых пород исследуемой территории 36
2.1. Об истории застройки 36
2.2. История геокриологических исследований 45
ГЛАВА 3. Отклик вечной мерзлоты на изменения современного климата 50
3.1. Процессы изменения современного климата 50
3.2. Методика исследований 54
3.3. Температура мерзлых пород 58
3.4. Выводы 66
ГЛАВА 4. Исследование культурного слоя 68
4.1. О термине «культурный слой» 68
4.2. Состав и строение культурного слоя 70
4.3. Вековая область урбанизации 73
4.4. Средневозрастная область урбанизации 87
4.5. Современная область урбанизации 100
4.6. Выводы 106
ГЛАВА 5. Намывные основания 108
5.1. История создания площадок намывных песков 108
5.2. Мерзлотно-гидрогеологические условия
5.2.1. Площадка жилого корпуса № 4 112
5.2.2. Площадка жилого корпуса № 16 115
5.2.3. Площадка жилого корпуса № 7
5.3. Температурный режим намывных песков 121
5.4. Выводы 126
Заключение 127
Список литературы 129
- Геологическое строение
- История геокриологических исследований
- Температура мерзлых пород
- Средневозрастная область урбанизации
Введение к работе
Актуальность темы. История застройки территории г. Якутска насчитывает свыше трех с половиной веков. На протяжении длительного времени облик этого города определяли преимущественно деревянные здания и сооружения. Малую площадь занимали здесь объекты каменной застройки.
В 60-х годах XX в. началась массовая уплотненная застройка селитьбы г. Якутска многоэтажными каменными домами с подключением их к централизованным системам коммунального хозяйства. Тогда же начался период повышения здесь среднегодовой температуры приземного воздуха. Этот период длится по настоящее время и сопровождается изменением геокриологической обстановки в районе г. Якутска.
В начале XXI в. проблема отклика вечной мерзлоты на изменения современного климата приобрела особую остроту в научном и практичес ком отношении. Это определяет актуальность диссертации, посвященной рассмотрению данной проблемы, с привлечением большого объема архивной и новой информации, собранной в 2009 – 2017 гг. при геокриологическом изучении ландшафтов неравномерно урбанизированной территории крио-литозоны в границах муниципального образования (МО) «Город Якутск».
Цель работы сводится к выявлению закономерностей формирования инженерно-геокриологических условий на урбанизированной территории криолитозоны при изменении современного климата.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
произвести сбор и анализ архивных материалов и научной литературы по теме исследований;
исследовать динамику геотермических условий в различных районах муниципального образования «Город Якутск»;
выявить влияние отложений культурного слоя на температурный режим подстилающих пород слоя годовых теплооборотов урбанизированной территории криолитозоны;
оценить современное инженерно-геокриологическое состояние массивов намывных песков в пойме р. Лены.
Исходные материалы
Основой диссертации являются материалы многолетних натурных и лабораторных исследований. Эти материалы автор собирал, работая
в лаборатории региональной геокриологии и криолитологии, а позже в лаборатории общей геокриологии Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН. Основной объем материалов был собран автором при создании и эксплуатации в 2009 – 2015 гг. системы геокриологического мониторинга на территории МО «Город Якутск». Эта система сотрудниками ИМЗ СО РАН в 2009 – 2011 гг. создавалась по государственному контракту № 758.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней с привлечением большого объема новых геокриологических данных впервые оценивается инженерно-геологическая и ландшафтная роль так называемого культурного слоя, определяющего развитие процессов мерзлотного почвообразования и криогенного морфогенеза, которые более трехсот лет проявлялись на территории г. Якутска и сопутствовали её урбанизации.
Фактические материалы, собранные с помощью системы сква-жинного геокриологического мониторинга, впервые созданной на урбанизированной территории криолитозоны, определяют специфику этой работы. Наличие в ней таких материалов, которые необходимы для оперативного выявления отклонений от нормативных и проектных решений, позволяет судить о масштабах проявления негативных природных и техногенных процессов, предвидеть экологические последствия деформаций и аварий инженерных сооружений, принимать превентивные меры по недопущению нарушения их устойчивости на территории г. Якутска и подобных муниципальных образований.
Основные защищаемые положения.
-
Мощность деятельного слоя, представленного техногенными отложениями, практически не изменилась в условиях современного климата на территории муниципального образования «Город Якутск». В то же время температура многолетнемерзлых пород в старой части территории г. Якутска на глубине 10 м заметно повысилась (местами до 3 C).
-
Наличие техногенных отложений, геохимическая граница которых залегает глубже подошвы деятельного слоя, определяет своеобразие инженерно-геокриологической обстановки и особенности проявления криогенных процессов в урбанизированных ландшафтах муниципального образования «Город Якутск» на низких аккумулятивных террасах р. Лены.
3. Обширная и достаточно мощная толща песков, намытых на пойму р. Лены, характеризуется большим разнообразием мерзлотно-гео-логических условий. Участки с деятельным (сезоннопротаиваю-щим) слоем формируются здесь, наряду с участками сезоннопро-мерзающего слоя в обстановке современного климата.
Практическая значимость
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при инженерно-геокриологических изысканиях и проектировании на урба низированных участках территории криолитозоны.
Материалы геокриологического мониторинга, проведенного на территории г. Якутска, могут быть включены в геоинформационную базу данных для разработки рекомендаций по защите инженерных сооружений и прогнозу их устойчивости.
Личный вклад
Автор принимал непосредственное участие в создании системы скважинного геокриологического мониторинга и в многолетнем применении её на территории муниципального образования «Город Якутск». Одновременно он был участником камеральных исследований, проводил обработку и анализ результатов натурных наблюдений, обобщал ранее собранные материалы, был соисполнителем научных отчетов и автором научных статей.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы были представлены на двух международных научных конференциях. По теме диссертации автором опубликовано 10 работ, в том числе 2 в журналах, входящих в перечень ВАК.
Благодарности
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.г.н. В. В. Куницкому за помощь в выборе тематики исследований. Автор признателен д.г.-м.н. В. Б Спектору и к.г.-м.н. Н. А. Павловой за советы и рекомендации, коллективу лаборатории общей геокриологии ИМЗ СО РАН. Особую благодарность автор выражает И. В. Дорофееву за проведение совместных исследований по теме работы и Р. В. Чжану за научно-организационную поддержку и помощь.
Геологическое строение
Поверхностные воды присутствуют в русле р. Лена и ее притоков, а также в болотах, озерах и пополняют техногенные пруды и лужи на территории МО «Город Якутск». В районе исследований глубина р. Лена в среднем составляет 3–5 м, достигая по фарватеру 15–20 м. Пойма реки ежегодно затапливается паводковыми водами. Превышение их уровня, по многолетним данным, достигает 8–10 м над меженью. Основное питание река получает от таяния снега (50%), на дождевое приходится до 35% и около 15% составляет подземное питание [Водные…, 1995].
Весеннее половодье характеризуется быстрым и высоким подъемом уровней р. Лена. Основной сток происходит в теплый период года. На долю зимы приходится 9–11% от общего годового объема стока. Ледостав длится с первой половины ноября до второй половины мая. Вода в основной части русла р. Лены на рассматриваемой территории мало минерализована, ее средний химический состав, выраженный формулой Курлова, имеет вид [Макаров, Седельникова, 2016]: М0,2 3 4 pH7,05 HCO359 Cl22 SO419 Na54 Mg23Ca22 K1 Наибольшая минерализация вод р. Лена (до 0,6 г/л) наблюдается в зимний период, когда отсутствует атмосферная составляющая в питании реки. В паводковый период минерализация уменьшается до 0,1 г/л за счет поступления талых вод.
Много общих черт имеет гидрологический режим малых рек в МО «Город Якутск». Их сток происходит лишь в весенне-летний период. Зимой эти водотоки промерзают полностью, кроме редких наиболее углубленных участков русла, в которых сохраняется небольшой объем воды. В верховьях все протекающие по лесной местности малые реки несут чистые воды гидрокарбонатного магниево-кальциевого состава, минерализация их редко достигает 0,2 г/л [Анисимова, Павлова, 2009]. При выходе малых рек на низкие террасы даже в период обильного весеннего паводка в ионном составе их вод повышается относительное содержание хлоридов и сульфатов. Дренирующая роль ручьев и малых рек незначительна из-за повсеместного распространения многолетнемерзлых пород, слабого расчленения рельефа и техногенного регулирования поверхностного стока.
Исследуемая территория отличается наличием множества небольших и среднего размера озер. Они имеют в основном эрозионное, реже термокарстовое происхождение. Средняя глубина этих озер колеблется от 0,88 до 2,89 м, максимальная глубина достигает 7,0 м (Сергеляхские озера). Естественное наполнение озер происходит за счет таяния снега и частично летне-осенних дождей. В настоящее время почти все эти озера являются бессточными водоемами. Исключение составляют озера, сохранившихся в долинах малых рек, и озера, заливаемые паводками.
Минерализация воды в озерах рассматриваемого района, за пределами урбанизированной территории обычно не превышает 0,2 г/л. На территории г. Якутска, вследствие нарушения стока поверхностных вод многочисленными подсыпками и дамбами, ухудшается проточность озер, что существенно отражается на их экологическом состоянии. Являясь конечными бассейнами стока, замкнутые озера служат накопителями загрязняющих веществ. Самоочищение этих водоемов не происходит.
Новое строительство, сопровождаемое вертикальной перепланировкой земной поверхности, укладкой водонепроницаемых покрытий улиц и дорог, приводит к заболачиванию и подтоплению внутриквартальных территорий в черте г. Якутска. Мерзлотные завесы, формирующиеся под транспортными магистралями, дамбами и вентилируемыми подпольями препятствуют отводу загрязненных стоков к естественным дренам. Происходит локальное перераспределение поверхностного и надмерзлотного стока в зависимости от местных уклонов и понижений рельефа. Наблюдается образование непроточных искусственных водоемов (лужи, мелкие пруды) с повышенной минерализацией. Неблагоприятная гидрохимическая обстановка создается в местах пересечения дорог. Здесь обогащенные сульфатами и хлоридами поверхностные воды стекают в придорожные канавы. Минерализация в них искусственно создаваемых водоемов даже при снеготаянии в мае составляет 0,5–0,7 г/л, к октябрю концентрация химических компонентов нарастает до 2–4 г/л.
Расширение заболачиваемой площади имеет место во всех районах г. Якутска. Это является следствием в основном двух причин. Одна из них – частые утечки из водопровода, а также из тепловой и канализационной сети. Другая причина – отсутствие эффективного дренажа.
Зимой формирующиеся здесь техногенные наледи аккумулируют местами больше вод, чем сумма зимних атмосферных осадков [Курчатова, 1996а, 1996б]. Минерализация этих вод достигает 1,5 г/л, химический состав их хлоридно-гидрокарбонатный натриевый и гидрокарбонатно-хлоридный с повышенным (45–100 мг/л) содержанием аммония.
Места избыточного обводнения выделяются севернее пос. Марха и в районе Аэропорт-ГРЭС. Новообразованные болота имеются в районе оз. Нового (АЗС) и районе оз. Сайсары, а также в окрестностях Птицефабрики и п. Хатассы. Поверхностные воды там имеют хлоридно-гидрокарбонатный натриево-магниевый химический состав. Минерализация этих вод находится в пределах 0,8–5,8 г/л [Никитина, Иванова, 2000].
Занятые жилыми и промышленными кварталами участки исследуемой территории с локальным перераспределением поверхностного стока имеются по Покровскому тракту и Хатын-Юряхскому шоссе, а также в поселке Марха. Минерализация поверхностных вод здесь изменяется от 0,5 г/л до 0,9 г/л. Состав вод хлоридно-гидрокарбонатный магниево-натриевый.
Иная гидрохимическая обстановка имеет место вне урбанизированных ландшафтов, где поверхностные воды характеризуются минерализацией до 0,8 г/л и обладают хлоридно-гидрокарбонатным смешанным по катионам составом.
История геокриологических исследований
Как известно, в 1632 г. П. Бекетов на правобережье р. Лена, в 70 км севернее современного г. Якутск заложил Ленский острог.
В 1642–1643 гг. Ленский острог воеводой П. Головиным был перенесен с правого на левый берег р. Лена, в долину Туймаада. При этом воевода сообщил в Москву, что на месте острога «…земля-де, государь, и среди лета вся не растаивает» [Якутск, 2007; Швецов, 1959].
В 1685–1686 гг., по приказу воеводы М. Кравкова, колодец до глубины 28 м был вырыт в г. Якутск. Однако эта выработка оказалась безводной – земля на дне колодца была мерзлой [Соловьев, 2008].
В 1827 г. рытье колодца вблизи озера Теплого в г. Якутск начал купец Ф. Шергин [Соловьев, 2008].
Позже состоялось знакомство Ф. Шергина с Ф. Врангелем, видным исследователем Сибири, в 1829 г. направлявшимся из России на Аляску через г. Якутск. Ф. Врангель осмотрел Шергинский колодец и сообщил о нем в Санкт-Петербург, ученым Академии наук. По их совету, Ф. Шергин в 1829 г. измерял температуру земли на дне колодца. Это ознаменовало финал 1-го этапа и начало 2-го этапа истории изучения состояния многолетнемерзлых пород в районе города Якутска.
Второй этап (1829–1953 гг.) характеризуемой истории отличается тем, что в это время количественные данные о состоянии пород криолитозоны на территории города Якутска исследователями были получены с помощью метеорологических термометров. С их применением для геокриологического изучения этой территории связываются следующие события.
В апреле 1829 г. метеорологические термометры А.Эрман использовал для измерения температуры пород в Шергинском колодце, имевшем тогда глубину 15 м [Соловьев, 2008]. Опубликованные в том же году данные этих измерений стали достоянием научной общественности России и всего мира. Они документально свидетельствовали о наличии мощной мерзлой толщи на севере Азии под г. Якутск. В 1829–1837 гг. Ф. Шергин продолжал проходку своего колодца. Со временем этот колодец превратился в шахту. По мере ее углубления замеры температуры пород в ней проводили Ф. Шергин, М. Злобин, Н. Щукин, Р. Крузе. В 1837 г. глубина шахты Шергина достигла 116 м [Соловьев, 2008].
В 1844 г. А.Ф. Миддендорф метеорологическими термометрами провел измерения температуры пород в Шергинской шахте и по разрезам трех, пройденных около Якутска, глубоких шурфов [Соловьев, 2008].
В 1933–1934 гг. участниками экспедиции Водхоза был установлен новый подъемник в Шергинскую шахту. Тогда же были пройдены метровой длины горизонтальные, шпуры в стенках шахты (с интервалом по глубине 10 м) и была пробурена на дне шахты вертикальная 20-метровая скважина.
В 1934–1937 гг. специалисты Якутского гидрометеорологического института проводили ртутными термометрами в шпурах по стенкам шахты и в буровой скважине на дне шахты Шергина измерения температуры пород.
Позже аналогичные измерения температуры пород по шахте Шергина проводились силами Якутской мерзлотной станции ГУСМП.
В 1939–1942 гг. измерения температуры пород в разрезах Шергинской шахты проводили метеорологическими термометрами сотрудники Якутской научно-исследовательской мерзлотной станции (ЯНИМС).
В 1939–1953 гг. силами ЯНИМС Института мерзлотоведения им. В.А. Обручева АН СССР с помощью ленивых вытяжных термометров измерения температуры мерзлых пород проводились и в ряде буровых скважин, пройденных на территории г. Якутск и его окрестностей.
В 50-х годах XX века проблема изучения состояния мерзлых толщ по разрезам глубоких (200 м и глубже) буровых скважин стала особенно острой в связи с развертыванием поисковых работ на нефть, газ и подземные воды в районе г. Якутска и на смежной территории Якутии. Большой вклад в решение этой проблемы внес коллектив Якутской НИМС.
В 1954 г. В.Т. Балобаев, сотрудник ЯНИМС усовершенствовал методику мерзлотно-геотермического изучения разрезов глубоких буровых скважин [Балобаев, 1991]. Вместо малопригодного для таких исследований вытяжного термометра и взамен нетранспортабельной лебедки с тяжелыми медными термометрами сопротивления он использовал терморезисторы – миниатюрные и высокочувствительные электрические (полупроводниковые) датчики температуры. В.Т. Балобаев впервые успешно применил такие датчики для измерения температуры мерзлых пород по разрезам глубоких буровых скважин в районе, смежном с МО «Город Якутск».
Так, в 1954 г. завершился 2-й и начался 3-й этап истории изучения теплового состояния пород криолитозоны на исследуемой территории.
Третий этап (1954–1996 гг.) рассматриваемой истории ознаменован широким применением полупроводниковых терморезисторов для оценки теплового состояния пород криолитозоны. Правда, в начале данного этапа одни ученые традиционно использовали для этого вытяжные термометры, а другие исследователи отдавали предпочтение менее громоздким и более точным приборам, смонтированным на основе терморезисторов. Применение терморезисторов для скважинных замеров температуры позволило в эти годы инструментально установить положение нижней границы криолитозоны в ряде пунктов под городом Якутск и на прилегающей территории. Завершение данного этапа связано с тем, что в конце XX века на смену терморезистору пришли температурные логгеры – цифровые малогабаритные приборы. Они позволили проводить автоматический сбор данных об изменении теплового состояния исследуемой среды. Эти приборы часто опрашивали исследуемую среду, запоминали результаты измерений температуры и долго хранили регистрируемые данные в своей памяти. Один из первых опытов внедрения температурных логгеров в практику изучения теплового состояния пород криолитозоны связан с развертыванием в 1996 г. совместных российско-японских мерзлотных исследований на стационаре Нелегер [Константинов и др., 2006]. Данный стационар расположен вблизи северной границы МО «Город Якутск». Поэтому окончание 3-го этапа рассматриваемой истории и начало е 4-го этапа в пределах исследуемой территории условно относится к 1996 г.
Четвертый или новейший этап (1996 год – настоящее время) истории геокриологического изучения территории МО «Город Якутск» выделяется не только как время широкого применения здесь температурных логгеров и термисторов в ходе мерзлотных исследований. Другая особенность данного этапа состоит в том, что соответствующая ему многолетняя эпоха развития криолитозоны отличается направленными изменениями текущего климата на исследуемой территории.
Температура мерзлых пород
Изучение строения и состояния многолетнемерзлых пород территории МО «Город Якутск» проводилось апробированными методами геокриологии. Основными из них были методы мерзлотной съмки и геокриологического мониторинга. Созданная на рассматриваемой территории система такого мониторинга насчитывала в себе 65 ключевых участков. Каждый из них был обеспечен разрезом буровой скважины. В разные сезоны периода 2009–2011 гг. бурение мониторинговых скважин велось «всухую» и включало в себя коаксиальную обсадку горных выработок. Кроме стальной трубы (внешняя обсадка), в ствол буровой скважины опускалась пластиковая труба. Наличие пробки в нижнем торце пластиковой трубы придавало ей сходство с сухим стаканом. Верхняя часть его возвышалась над земной поверхностью на 0,4– 0,6 м. Внутренний диаметр пластикового стакана составлял около 4 см. Он служил для размещения в нем термисторов и температурных логгеров, а также другой контрольно-измерительной аппаратуры. Глубина отдельных буровых скважин созданной системы достигала 30 м. Глубина большинства скважин в этой системе составляла 10–11 м.
Проведенная при участии автора этой работы проходка буровых скважин системы геокриологического мониторинга сопровождалось литологическим описанием и точечным опробованием бурового керна. Одна их коллекция поступала в лабораторию инженерной геокриологии ИМЗ СО РАН, где сотрудники аналитической группы (А.П. Голдырева, М.А. Очечковская, Н.Н. Ремизова, Ю.Г. Слепцова) определяли физико-механические свойства этих пород. Другие их пробы, представленные техногенными отложениями и подстилающим аллювием, предназначались для изучения химического состава водной вытяжки сезоннопротаивающих и многолетнемерзлых пород. Анализы этих проб бурового керна выполнялись в лаборатории геохимии криолитозоны ИМЗ СО РАН (аналитики Л.Ю. Бойцова, Р.М. Петухова и О.В. Шепелева). Поскольку результаты проведенных ими определений представлены в лабораторном отчете [Макаров и др. , 2010 г.] и в статьях [Макаров, 2012; Макаров, Торговкин, 2014], автор настоящей работы считает себя вправе цитировать в ней не только эти статьи, но и соответствующий отчет.
Геохимические данные, полученные для территории МО «Город Якутск» в 2009–2010 гг., показывают, что здесь засоленность пород культурного слоя на глубине 0,1-0,2 м изменяется от 0,021% (незасоленные породы) до 3,24% (сильнозасоленные породы) [Макаров и др., 2010 г.]. Весьма неравномерное и местами сильное засоление техногенных пород отмечено преимущественно в старой части территории г. Якутска.
Геохимическая аномалия, отличающихся средним засолением (0,1 – 0,2%) пород, тяготеет к центральной части города и охватывает территорию кварталов старой застройки в Центральном, Октябрьском и Губинском округах г. Якутска. Площадь этой аномалии 2,5 кв. километров. Глубина залегания засоленных пород здесь достигает 6 м.
Оценка химической агрессивности исследуемых пород по отношению к бетону фундаментов зданий и сооружений проводилась В.Н. Макаровым и Н.В. Торговкиным. По их данным, обладающие сильной и средней сульфатной агрессивностью дисперсные породы нередко встречаются в границах МО «Город Якутск». Старая часть территории г. Якутска отличается широким распространением таких пород. Высокая концентрация в них ионов хлора отмечается в среднем до глубины 6-7 м, а иногда и до глубины 9 м [Торговкин, Макаров, 2014].
Данные гранулометрического анализа техногенных отложений были сопоставлены с данными гранулометрического анализа речного и «горного» песков, которые часто привносятся строителями в объм культурного слоя. В результате такого сопоставления был сделан вывод о том, формирование сильно пылеватого состава рассматриваемых техногенных осадков связано с накоплением их большей части в деятельном слое. Многократные переходы в нем температуры через 0C приводят к дроблению (измельчению) песчаных зерен и к новообразованию пылеватой фракции в составе культурного слоя на территории МО «Город Якутск».
Измерения температуры по разрезам буровых скважин системы геокриологического мониторинга осуществлялись с разной периодичностью. В 2009–2013 годы они проводились с частотой один раз в месяц. В 2014–2015 гг. измерения температуры по разрезам одних буровых скважин велись ежеквартально (раз в квартал), а по разрезам других буровых скважин – раз в месяц. Всего на территории МО «Город Якутск» было пробурено 65 скважин для проведения геокриологического мониторинга (рис. 3.3).
Средневозрастная область урбанизации
На рубеже XX и XXI вв. участок проходки буровой скв.59 был местом проведения глубоких (2 м и глубже) земляных работ. Возможно, с ними и с относительно небольшим (менее 66 лет) возрастом техногенных отложений следует связывать отмеченную в разрезе буровой скв.59 температуру (t10) грунтов (минус 3,4 C), близкую к их фоновой температуре в этой области.
Вышеизложенное позволяет считать, что образование культурного слоя в средневозрастной области урбанизации г. Якутска приводит к охлаждению пород горизонта годовых теплооборотов, несмотря на потепление климата, которое происходит здесь в настоящее время.
Образование культурного слоя обеспечивает охлаждающий эффект городской застройки в средневозрастной области урбанизации г. Якутска. Этот эффект ослабляется различными явлениями. К ним относятся грубые ошибки в «достройке» домов на сваях (возведение преград, которые препятствуют естественной вентиляции подполий, создание складских помещений в таких подпольях, их захламление). Другими нарушениями режима эксплуатации каменных зданий являются случаи допуска талых и ливневых вод на свайные поля, а также случаи протечки изношенных труб сети горячего и холодного водоснабжения и канализации.
Современная область урбанизации в МО «Город Якутск» охватывает не только часть дриас-голоценовой террасы. Строительные площадки низкой и высокой поймы р. Лена также принадлежат к данной области. Кроме того, эта область включает в себя некоторые урбанизированные площадки плато на западе муниципального образования «Город Якутск».
Ключевые участки рассматриваемой области обеспечены разрезами девятнадцати буровых скважин системы геокриологического мониторинга. В большинстве своем эти участки заняты отдельными объектами городской застройкой. Поверхность территории, на которой находятся такие объекты, характеризуется в большинстве случаев альтитудами менее 100 м.
Застроенные участки с насыпным культурным слоем – характерный признак современной области урбанизации г. Якутска. Другой признак этой области в том, что культурный слой на большей ее части создан так называемым «сухоройным» способом [Роман и др., 2008]. Этот способ и ныне применяют при реконструкции автомобильных дорог и выравнивании домостроительных площадок в г. Якутске.
Городская застройка территории современной области урбанизации г. Якутска была начата сравнительно недавно. Поэтому мощность насыпного культурного слоя здесь, как правило, соизмерима с глубиной сезонного оттаивания пород, а местами она меньше этой глубины.
Представительный разрез культурного слоя исследуемой области наблюдался при проходке в ней буровой скв.43. Эта горная выработка, пройденная на площадке пятиэтажного каменного жилого дома с адресом: ул. Курнатовского, 3/3, вскрыла 25 октября 2010 г. достаточно мощный (2,1 м) культурный слой. По имеющимся данным, отложения его состоят из насыпного песка, который вблизи поверхности содержит щебень, гальку и строительный мусор. Подстилается этот слой супесями с линзами песка и включением слабо разложившихся растительных остатков (рис. 4.9).
Ровная поверхность площадки на месте проходки буровой скв.43 имеет абсолютную высоту 98 м. Эта площадка располагается на дриас-голоценовой речной террасе. Породы е здесь характеризуются глубиной сезонного оттаивания (2,1 м), равной мощности культурного слоя.
Аллювий, подстилающий культурный слой в разрезе буровой скв.43, отличается повышенными значениями весовой влажности. Последние в интервале глубины 2,1–5,0 м достигают 41,9%. Мерзлые супеси и пески при такой весовой влажности относятся к категории льдистых пород.
Рис. 4.9. Геокриологический профиль территории города Якутска, по данным буровой скв.43. Условные обозначения: 1 – культурный слой; 2 – супесь; 3 – песок; 4 – мерзлый грунт со льдом цементом; 5 – то же со средними (2–5 мм) линзами льда; 6 – мерзлый грунт с тонкими ( 2 мм) ледяными линзами. Прочие обозначения: 7 – деятельный слой; 8 – мерзлотная граница; 9 – точка опробования на кривой влажности грунта; 10 – место измерения и значение температуры пород в разрезе.
Данные геокриологического мониторинга, проведенного в период 2010 – 2015 гг., позволяют судить о распределении максимальной (tМАКС), минимальной (tМИН) и средней (tСР) температуры пород с глубиной по разрезу буровой скв.43 (табл. 4.8).