№ 3 (2020)
ГЕОЛОГИЯ
5-10 208
Аннотация
Закладочные работы на рудниках являются наиболее трудозатратными. В статье приводится описание технологии закладочных работ на руднике «Интернациональный» в настоящее время. Выбран способ армирования несущего слоя отрезками сетки в виде отдельно стоящих объемных каркасных элементов (цилиндров) диаметром 1,4 м на полную высоту ленты в шахматном порядке. Для расчета нормативной прочности твердеющей закладки для несущего слоя применили рекомендации ВНИМИ. Нормативная прочность закладки составила 1,6 и 6,4 МПа. Выбрана закладочная смесь марки 15 и 60. В целях оптимизации закладочных работ на руднике «Интернациональный» вместо стандартной деревянной перемычки предлагается использовать вариант закладочной перемычки, который включает в себя крепежные, распорные стойки и фильтрующую диафрагму. Перечисляются достоинства выбранного типа перемычки и обоснование ее применения. Приводится схема перемычки, описание ее конструкции, работы. Далее рассматриваются 2 варианта применения перемычки в закладочных работах на руднике: 1 вариант - с крепежными и распорными стойками; 2 вариант - стандартный тип из деревянных стоек и металлического прогона. Приводится по двум вариантам сравнение расчетов показателей по прочности конструкции перемычек, работ по закладке, затрат по материалам перемычки, по трудоемкости возведения перемычки. Технический результат заключается в облегчении монтажа и демонтажа перемычки при ведении закладочных работ, в безопасности работ при ее возведении, облегчении транспортировки, а также возможности многократного использования, причем в выработках разных геометрических размеров, снижении трудозатрат и расхода материала на закладочные работы и повышении их эффективности.
11-18 99
Аннотация
В середине ХХ века в связи продолжающимся накоплением огромного фактического материала, дифференциацией геологического познания, с изучением океана, проникновением в Космос и глубокие недра Земли возникла новая познавательная задача - синтеза геологических знаний и поиска путей построения общегеологической теории. Хотя, как показано в статье, существуют различные точки зрения по вопросу о возможности создания такой теории (вплоть до отрицания возможностей её создания) большинство геологов и философов считают, что такая теория может быть создана уже в ближайшее время. В статье показано, что методологической основой создания такой теории являются основные принципы материалистической диалектики, такие как принцип единства (целостности), структурности и развития, позволяющие выявить общие законы развития Земли как целого в их диалектическом единстве с частными законами. Утверждается, что для создания общегеологической теории необходимо: преодолеть барьеры узкой специализации частно-геологических теорий, мешающих комплексному подходу к изучению геологических процессов; сделать исходные знания теоретически однородными, тем самым создавая сквозную систему понятий; выявить узловые проблемы и факты, перестроить частные знания с учетом структуры многостороннего объекта, то есть Земли в целом, который не совпадает со структурой объектов частных наук. Показано, что центром кристаллизации и создания универсального знания могут стать основные идеи лидера среди геологических наук (тектоники) и крупных геологических проблем (в частности, проблемы энергетики геологических процессов). Очень важным является учет закономерностей развития других планет Солнечной системы, а также использование обобщающих идей системного подхода и теории информации.
КАРТОГРАФИЯ И ГИС
19-24 124
Аннотация
В статье охарактеризован дистанционный геофизический метод - тепловая инфракрасная съемка, воспроизводимая со спутника Landsat. Представлена методика выявления по ней многолетнемерзлых пород и таликов, а также показаны возможности картографирования их распространения в зоне прерывистой мерзлоты в горных районах Южной Якутии, на примере Эльконского горного массива и Олекмо-Чарского нагорья. Приведены результаты корреляционного анализа спутниковых данных с полевыми натурными материалами. Впервые более детально охарактеризованы индикационные свойства радиационной температуры (теплового инфракрасного излучения поверхности ландшафта), получаемого с помощью тепловой инфракрасной съемки Landsat для выявления и регионального картографирования многолетнемерзлых пород.
25-35 111
Аннотация
Материал представляет закономерности географического распределения вегетационного индекса EVI в границах Брянской области (бассейн верхнего Днепра, юго-западная часть России) за весенние месяцы 2010 - 2015 гг. Систематизированы представления о ландшафтно-индикационных свойствах индекса, технологиях его получения. Описаны факторы географического распределения индекса, известные из мониторинга пахотных земель в разных регионах. Рассмотрены примеры влияния абиотических (топографических, почвенных) и биотических факторов на распределение EVI. Показано, что влияние эдафических факторов наилучшим образом прослеживается в период от завершения снеготаяния до начала активной вегетации. Приведено краткое описание методики систематизации сведений о распределении EVI. Представлены обобщённые данные метеорологических наблюдений 2010-2015 гг., показано влияние их сильной изменчивости на интервал значений EVI и особенности географического распределения индекса. Кратко описаны особенности пахотных угодий Брянской области как модельных объектов ландшафтного дешифрирования EVI. Сообщаются сведения географических о различиях распределения EVI в весенние месяцы 2010 - 2015 гг., которые объясняются неодинаковыми сроками наступления фенологических сезонов, особенностям рельефа поверхности (плоские и выпуклые водоразделы, условия дренажа); литологическим составом и содержанием гумуса в верхних горизонтах пахотных почв. Приводятся картосхемы распределения EVI по интервалам времени, соответствующим времени съёмки. Представлено ландшафтное обоснование связи весенней динамики EVI пахотных земель и комплекса эдафических компонентов агроландшафтов; описана природа связей, лежащая в основе таких различий. Обосновывается необходимость использовать картину распределения EVI в годы с разными климатическими условиями для идентификации пахотных земель, различных по топографии поверхности и особенностям почв.
ГЕОКРИОЛОГИЯ
36-44 157
Аннотация
Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) становится все более актуальным в разных сферах - в сельском и лесном хозяйстве, геодезии и во многих других сферах. Их преимуществом является относительная доступность, быстрота получения информации и высокое качество аэрофотоснимков. Применение БПЛА в геокриологических исследованиях востребовано практикой. Нами БПЛА использованы при изучении термокарстового расчленения ледового комплекса на мониторинговых участках Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН) в Центральной Якутии (Чурапча, Юкэчи и Табага), расположенных на высокой озерно-аллювиальной равнине. Термокарст является индикатором реакции на глобальное изменение климата. Предварительные результаты показали, что общее термокарстовое расчленение ледового комплекса в молодых термокарстовых понижениях с озерами, формирование которых произошло в 1940-1960-х годах, 3 2 составляет в среднем 3,4±0,7 м /м . Общее разрушение ледового комплекса, в понижениях, развивающихся с середины 1980-х годов, составляют 2,0±0,6 м /м . Нами также было проанализировано термокарстовое расчленение ледового комплекса в периоды потеплений голоцена, когда образовались аласы Центральной Якутии. Созданы картографические базы данных начинающегося термокарста с бугристо-западинным полигональным микрорельефом на мониторинговых участках, повторные съемки которых дадут нам темпы развития термокарста.
КЛИМАТОЛОГИЯ
45-52 117
Аннотация
Суровые климатические условия Арктики и прилегающих к ней территорий в сочетании с высокой уязвимостью природных экосистем требуют принципиально новых технических и технологических решений для создания комфортных условий для проживания людей. Исследование климатических параметров является одним из важнейших этапов проектирования и строительства. Цель мониторинга метеорологических параметров в районе проекта «Дом под куполом» - исследование влияния на температурный режим защитного купола, построенного над жилым домом. В доме проживает семья, участвующая в эксперименте. Для мониторинга метеорологических параметров на полигоне были организованы стационарные метеорологические наблюдения внутри и снаружи купола. В эксперименте используются две установки автоматического мониторинга «САМ-ММ», разработанные в лаборатории геоинформационных технологий Института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) СО РАН (г. Томск). По результатам первого этапа мониторинга метеорологических параметров в районе проекта «Дом под куполом» выявлена значительная разность температуры воздуха внутри купола в сравнении с наружным воздухом, что объясняется главным образом приходом суммарной солнечной радиации и разностью альбедо подстилающей поверхности. На следующем этапе планируется провести климатологическую обработку полученных метеорологических рядов для выявления микроклиматических особенностей района проекта.
53-59 92
Аннотация
Атмосферное электричество, по сути представляет собой разницу потенциалов между землей и ионосферы, достигающую до величины 300 kВ. Отмечено актуальность исследования атмосферного электричества, в частотности с применением наземной распределенной измерительной сети. Путем исследования этого явления можно изучать и предсказывать молнии, оценивать степень аэрозольного загрязнения атмосферы, радиоактивной загрязненности воздушной среды, а также предсказывать сейсмическую активность, непосредственно перед землетрясениями. Все вышеуказанное показывает важность и актуальность разработки распределенных сетей измерения атмосферного электричества, а также методов оптимизации таких сетей и систем. Проанализированы вопросы оптимального построения распределенной системы измерения атмосферного электричества. Основным элементом распределенной сети является операционный усилитель с резистивно-емкостным элементом в цепи обратной связи. Сформулирована и решена задача информационной оптимизации наземной сети атмосферного электрического поля. Отмечено актуальность исследования атмосферного электричества, в частотности с применением наземной распределенной измерительной сети. Составлена задача вариационной оптимизации для решения которой применено ограничительное условие, характеризующее общее ограничение, налагаемое на суммарную инерционность резистивно-емкостных цепей. С учетом данного ограничения составлена задача безусловной вариационной оптимизации решения, которой дала возможность выработать рекомендации по достижению высокой информативности измерений. Решение вариационной задачи оптимизации показало, что полученное решение обеспечивает минимум целевого функционала. На этой основе выработана эвристическая рекомендация, согласно которой реально оптимальное решение должно максимально отличатся от расчетного решения. В качестве практической рекомендации предложено использовать функцию, представляющую собой инверсию расчетной оптимальной функции.
60-64 122
Аннотация
Статья посвящена разработке методики вычисления коэффициента пропускания атмосферного аэрозоля при проведении широкополосных пиранометрических измерений. Отмечается, что неопределенность результатов измерений поверхностной радиации изучена менее детально, чем неопределенность результатов измерения радиации на верхней границе атмосферы. Основной причиной неопределенности оценок наземной поверхностной радиации является неточность учета атмосферных факторов. Проанализирована известная методика вычисления коэффициента пропускания солнечной радиации атмосферой. Указано, что учет в этой методике только аэрозольного рассеяния оптической радиации верна при оптической толщины аэрозоли (АОТ) < 0.2. Для полного учета влияния атмосферного аэрозоля использованы известные графики зависимости показателя отношения однократной рассеянной радиации к глобальной рассеянной радиации от АОТ и косинуса зенитного угла. Сопоставление известной методики и указанных графиков позволило уточнить учет аэрозольного фактора в расчете показателя пропускания атмосферы солнечной радиации.
ГЕОЭКОЛОГИЯ
65-72 179
Аннотация
Статья посвящена истории геотермальных исследований в мире. Освещаются проблемы освоения одного из самого распространенного возобновляемого источника энергии - геотермального ресурса, запасы которого в 35 млрд. раз превышают годовое мировое потребление энергии, а тепловая энергия земной коры до глубины 10 км может дать количество энергии, в 500 раз превышающее все мировые запасы нефти и газа. Известно, что многие естественные термальные источники действуют непрерывно на протяжении истории человеческого общества и даже в течение геологического времени. Если в древности человек ограничивался сбором самоизливающихся на земную поверхность источников природных теплоносителей без какого-либо изменения условий функционирования природных гидрогеологических систем, то сегодня человечество шагнуло далеко вперед в плане практического использования геотермального флюида в различных отраслях экономики. К началу 2005 г. установленная суммарная мощность ГеоТЭС 24 стран мира составляла 8910,7 МВт. Экономия УВ сырья ежегодно составляет более 46 млн. т., соответственно, сокращаются выбросы в атмосферу 46,6 млн. т. углерода и 148,2 млн. т.CO . По прогнозам в ближайшие десятилетия мощность ГеоТЭС мира может составить около 20 млн. кВт, а выработка электроэнергии - 120 млрд. кВт·ч. Более детально рассматриваются перспективные по этому виду ресурса регионы России (Камчатка, Северный Кавказ, Крым и др.), где его использование может разрешить много противоречий в энергетической, социальной, экологической безопасности.
73-77 118
Аннотация
Исследован вопрос об оценки качества воды водных объектов, характеризующихся многокомпонентным загрязнением. Подробно рассмотрены оценки общей загрязненности, сформулированные на основе формулы геометрического усреднения. Рассмотрены две оптимизационные задачи, по вычислению интегрального показателя многокомпонентного загрязнения водоемов с использованием формулы геометрического усреднения. По первой оптимизационной задаче показано, что вновь вводимый показатель загрязненности достигает экстремума при равенстве концентраций загрязнителей. Во второй оптимизационной задаче введены функция связи между концентрациями загрязнителей и ограничительное условие на вид этой функции. На основании решения оптимизационной задачи получен оптимальный вид искомой функций, при которой значение общего загрязнения достиг бы максимальной величины.
ISSN 2587-8751 (Online)