Материал: 5721

55

Глубина промерзания, различная в разных районах, не только определяется продолжительностью морозного периода и степенью понижения температуры ниже нуля, но также зависит от характера почвы, её влажности, степени покрытия её растительностью, высоты снежного покрова. Разнообразное сочетание этих условий, действующих всегда в комплексе, и определяет большие различия в развитии этого явления в разных районах.

Характер сезонного протаивания почво-грунтов летом в Центральной Якутии и глубокого сезонного промерзания почв в Приамурье и Приморье представлены на рис. 2.4. На Сахалине многолетняя мерзлота отсутствует, но диапазон сезонного промерзания грунтов на юге и севере острова исключительно велик. На юге, в Южно-Сахалинске, почвы промерзают на 4060 см, а на севере (в Охе) – до 180-220 см. На юге утепляющим слоем для почвы зимой являются мощные слои снежного покрова до 150 см и более высокие температуры воздуха. Здесь, несомненно, оказывает существенное влияние теплое течение Куро-Сио.

Кроме того, глубина промерзания почвы зависит от характера растительного покрова и содержания почво-грунтов. Например, за зиму болота промерзают на меньшую глубину (до 50 см), чем сухие участки, торфяные почвы меньше, чем луговые (до 90 см), а последние еще меньше, чем черноземно-луговые (130-185 см) при равных условиях термического режима воздуха.

Промерзание обычно больше на оголенных местах, чем на участках, покрытых растительностью, особенно в лесу. Промерзание в лесу зависит от состава насаждений, их возраста, густоты и т.д.

Глубина промерзания почвы зависит также от характера рельефа, в частности, на возвышенных местах она больше, а на пониженных меньше, чем на ровной поверхности. На глубину промерзания оказывает влияние осушение заболоченных мест, вырубка леса, распашка земли. При прочих одинаковых условиях проведение таких мероприятий увеличивает глубину промерзания. В связи с этим географическое распределение глубины промерзания очень сложно. Как правило, промерзание

56

больше на севере, чем на юге, больше на оголенных поверхностях (степные районы) и при наличии малого снежного покрова.

В пределах Европейской территории России и Казахстана глубина промерзания особенно значительна (около 2,5 м) в Восточном Казахстане (на 50° с.ш.), в районе Черного Иртыша и оз. Зайсан.

Рис.2.4. Оттаивание почвы летом в районах многолетней мерзлоты. Центральная Якутия – ГМС: А-Покровск, Б-Сантар. Сезонное промерзание почвы зимой в Приамурье: В-3ея (Амурская область); Г-Вяземский (Хабаровский край).

Почвы, подстилаемые слоем грунта, не протаивающего летом, относятся к «холодным». Выращивание на них сельскохозяйственных культур требует особого ухода и дополнительных затрат на тепловую мелиорацию: более раннее

57

удаление снежного покрова с полей, ориентация гряд под прямым углом к югу, использование пленочных покрытий в ранневесенний период и борьба с заморозками.

Вбольшинстве других районов (на юге и юго-западе страны) глубина промерзания обычно меньше 50 см. В некоторых достаточно обширных северных районах промерзание почвы наблюдается на гораздо больших глубинах, чем было указано выше. При этом на некоторой глубине за пределами активного слоя она не оттаивает даже в теплое время года, и температура почвы в течение всего года имеет отрицательные значения.

На юге Забайкалья и Дальнего Востока вечная мерзлота носит островной характер, занимает в основном горные области, где её мощность составляет от 10 до 25, от 25 до 100 м.

Нами (Л.И.Сверлова) с 1963 по 1967 годы проводились исследования температурного режима почв и грунтов Амурской области и Хабаровского края. Для этой цели использовались материалы наблюдений гидрометеостанций за сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов и по мерзлотомеру Данилина, температуры грунтов по вытяжным термометрам за период с 1953 по 1966 годы, а также материалы экспедиционных исследований автора для выяснения влияния склоновых поверхностей и высоты снежного покрова на температурный режим грунтов с учетом их механического состава.

Одновременно решался вопрос о деградации южной границы многолетней мерзлоты в связи с потеплением. Экспедиционные исследования проводились в бассейнах малых рек - притоков Амура (в районе пунктов Хабаровского края - Средний Ургал, Тырма, Хуларин, Дуки).

Повышенный интерес к термическому состоянию почвогрунтов связано с разработкой проектов строительства БайкалоАмурской магистрали от Усть-Кута до порта Ванино и сельскохозяйственным освоением этой территории.

Врезультате проведенных исследований нами (Л.И.Сверлова, 1967) была составлена карта максимальной глубины сезонного промерзания грунтов для южной части Амурской и области и Хабаровского края (рис. 2.5). Разработаны рекомендации определения южной границы многолетней мерзлоты по метеорологической информации гидрометеостанций.

58

Рис. 2.5. Сезонное промерзание почво-грунтов в естественных условиях Амурской области и Хабаровского края (Л.И.Сверлова, 1967).

59

Проведенные исследования показали, что у южной границы многолетней мерзлоты, при средней из максимальных за зиму высоте снежного покрова 12-25 см, температурный режим воздуха характеризуется следующими показателями:

1.Сумма отрицательных среднесуточных температур воздуха (ниже нуля) составляет 3100-3200°C.

2.Сумма положительных среднесуточных температур за летний период (Zt.>0°) равна 1800-2000°С.

3.Разность между суммами температур ниже и выше нуля составляет 1100°С.

4.Среднегодовая температура воздуха составляет – 2,4 -2,8°С. При отмеченных выше значениях температур воздуха и средней из максимальных за зиму высоте снежного покрова равной 12-25 см, толщина мерзлого слоя, не протаивающего летом, в тяжелых пылеватых суглинках составляет от 10 до 50 см. В случае отсутствия снежного покрова, или наличия в грунтах прослоек щебней или песка и гравия (на пойменных землях) мощность не протаявшего слоя за лето, при отмеченном

выше термическом режиме, возрастает до 48-120 см.

Основными факторами, влияющими на глубину залегания верхней границы вечной мерзлоты, являются величина прихода солнечной радиации, снежный покров и теплопроводность почв. Наличие мощного снежного покрова приводит к повышению температуры почвы, и следовательно, к понижению верхней границы слоя вечной мерзлоты. Увеличение теплопроводности почвы также приводит к понижению верхней границы слоя вечной мерзлоты, а понижение теплопроводности – наоборот к повышению верхней границы слоя вечной мерзлоты.

На территории, где температуры воздуха, высота снежного покрова соответствует показателям, приведенным в перечне критерий, установленных Л.И.Сверловой, указывающих на наличие в почве «перелетков», слоев, не протаивающих летом, можно без инженерно-геологических изысканий строить погребахолодильники для хранения сельскохозяйственной продукции в свежемороженом виде в течение года. Для бесперебойной работы погребов-холодильников в зоне южной границы многолетней мерзлоты следует освобождать территорию «холодильников» от снежного покрова, а летом – защищать её от протаивания.