ВЛИЯНИЕ ВНУТРИГРУНТОВОЙ КОНДЕНСАЦИИ НА ТЕРМОВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

 

DOI: 10.24411/1728-323X-2018-13077

Раздел

Физическая география и биогеография, география почв и геохимия ландшафтов

Название

ВЛИЯНИЕ ВНУТРИГРУНТОВОЙ КОНДЕНСАЦИИ НА ТЕРМОВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Авторы

А.Ф. Жирков, научный сотрудник, Институт мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.,

П. П. Пермяков, доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, ведущий научный сотрудник Института физико-технических проблем Севера им. В. П. Ларионова СО РАН, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.,

М. Н. Железняк, доктор геол.-минерал. наук, профессор, директор Института мерзлотоведения им. П. И. Мельникова СО РАН, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., г. Якутск, Россия

Аннотация

Мерзлые породы теснейшим образом связаны с поверхностными условиями Земли, ибо ей они обязаны своим возникновением и существованием. В суровых климатических условиях, даже при среднегодовой температуре воздуха -8 °С существуют отдельные районы где температуры пород имеют значения около нуля градусов. Для объяснения явлений такого характера изучен процесс внутрипочвенной конденсации, являющейся внутренним источником тепла и влаги. Разработана математическая модель тепловлагопереноса с учетом процесса внутригрунтовой конденсации как внутреннего источника тепла и влаги. Для условий Центральной Якутии выявлено два временных периода, когда процесс внутригрунтовой конденсации оказывает разнонаправленное влияние (охлаждающее и отепляющее) при формировании термовлажностного режима грунтов деятельного слоя.

Ключевые
слова

криолитозона, деятельный слой, термовлажностный режим грунтов, внутриг-рунтовая конденсация.

Библиографический список

1. Банцекина Т. В., Михайлов В. М. Некоторые особенности тепломассопереноса в крупнообломочных склоновых отложениях // Криосфера Земли, 2004, т. VIII, № 4, с. 34—40.

2. Банцекина Т. В., Михайлов В. М. К оценке роли внутригрунтовой конденсации водяных паров в формировании теплового и водного режимов крупнообломочных склоновых отложений // Криосфера Земли, 2009, т. XIII, № 1, с. 40—45.

3. Булдович С. Н., Афанасенко В. Е., Мелентьев В. С. Некоторые данные о конденсации водяных паров в грубообломочных грунтах Южной Якутии // Мерзлотные исследования, вып. XVII. Под.ред. В. А. Кудрявцева. М., Изд-во Моск. Ун-та, 1978. с. 169—175.

4. Булдович С. Н. Особенности тепло- и влагообмена в породах в зоне развития прерывистой мерзлоты и их влияние на формирование мерзлотно-гидрогеологических условий (на примере Чульманской впадины): Автореф: дис. канд. геол-мин. наук. — М., 1982. — 25 с.

5. Ершов Э. Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. — М.: Изд-во МГУ, 1979. — 2014 с.

6. Ефимов С. С. Влага гигроскопических материалов. — Новосибирск: Наука, 1986. — 160 с.

7. Жирков А. Ф., Железняк М. Н. Влияние инфильтрации летних атмосферных осадков на температурный режим песчаных грунтов. // в Сборнике трудов Международной конференции «Арктика, Субарктика: мозаичность, контрастность, вариативность криосферы». Тюмень, Изд-во Тюм. ГНУ, 2015. с. 135—137.

8. Жирков А. Ф., Варламов С. П., Железняк М. Н. Результаты годичного цикла наблюдений температурного режима грунтов в естественных условиях и при нарушении покровов // Материалы Пятой конференции геокриологов России, Т. 2., ч. 5. — М., Изд-во МГУ, 2016. с. 52—58.

9. Климочкин В. В. К вопросу о роли конденсации в формировании ресурсов грунтовых вод // Вопросы гидрогеологии криолитозоны. Якутск, ИМЗ СО АН СССР, 1975. с. 157—164.

10.       Колосков П. И. О внутрипочвенной конденсации и сорбции атмосферных паров. — Метеорология и гидрология. М., 1938, № 1, с. 73—76.

11.       Королев В. А., Блудушкина Л. Б. Взаимосвязь потенциала влаги в грунтах с параметрами испарения из них воды // Инженерная геология, 2015, № 3. С. 22—33.

12.       Кудинов В. А., Карташов Э. М. Техническая термодинамика. — М.: Высшая школа, 2000. — 261 с.

13.       Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. — Москва: Атомиздат, 1979. — 416 с.

14.       Лебедев А. Ф. Почвенные и грунтовые воды. М.; Л.: Изд-во АН СССР. 1936.

15.       Мячкова Н. А. Климат СССР. — М.: Изд-во МГУ, 1983. — 192 с.

16.       Нащокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. — М.: Высшая школа. — 496 с.

17.       Нерсесова З. А. Изменение льдистости грунтов в зависимости от температуры // Докл. АН СССР. — 1950. — Т. 75, № 6. — С. 845—846.

18.       Огильви Н. А. Внутригрунтовая конденсация и испарение в пустынях и их гидрогеологическое значение. — «Бюллетень Московского об-ва испытателей природы, серия геологич. 1963, т. XXXVIII, вып. 2.

19.       Пермяков П. П., Аммосов А. П. Математическое моделирование техногенного загрязнения в криолитозоне. — Новосибирск: Наука, 2003. — 224 с.

20.       Рейнюк И. Т. Конденсация в деятельном слое вечной мерзлоты // Тр. ВНИИ 1, Том XIII, вып. 15 «Мерзлотоведение». Магадан, 1959, с. 287—310.

21.       Справочник по климату СССР. — Л.: Гидрометеоиздат, 1968. — Вып. 24, ч. IV. — 400 с.

22.       Сумгин М. И. Общее мерзлотоведение. Изд-во АН СССР, М.-Л., 1940. — 195 с.

23.       Тугаринов В. В. Некоторые результаты изучения процессов конденсации водяных паров из воздуха. В сб.: «Вопросы изучения подземных вод и инженерно-геологических процессов». М., Изд-во Ан СССР, 1955.

24.       Цытович Н. А. К теории равновесного состояния воды в мерзлых грунтах // Изд. АН СССР. Сер.геогр. и геофиз. — 1945. — Т. 9, № 5—6. — С. 493—502.

25.       Чудновский А. Ф. Теплофизика почв. — Москва: Наука, 1976. — 352 с.

26.       Шепелев В. В. Роль процессов конденсации в питании подземных вод мерзлой зоны // Взаимосвязь поверхностных и подземных вод мерзлой зоны. Якутск, 1980, с. 43—56.

27.       Шепелев В. В. Надмерзлотные воды криолитозоны. — Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2011. — 169 с.

28.       Desrayaud G., Lauriat G. Heat and mass transfer analogy for condensation of humid air in a vertical channel. HeatandMass Transfer, Elsevier, 2001, Volume 37, Issue 1, pp. 67—76.

29.       Hann J. Ubereine neue Quellentheorie auf meteorologischer Basis // Z. Osterreichischen Gez. furMeteorol. 1880. Vol. 15.

30.       Harlan N. L. Analysis of coupled heat-fluid transport in partially frozen soil // Water Resource Res. — 1973. — Vol. 9, N 5. — P. 1314—1323.

31.       H. Sun, Guy Lauriat, Xavier Nicolas. Natural convection and wall condensation or evaporation in humid air filled cavities subjected to wall temperature variations. International Journal of Thermal Sciences, Elsevier, 2011, 50 (5), pp. 663—679.

32.       Jenny Lindblom, Bo Nordell Underground condensation of humid air for drinking water production and subsurface irrigation. Desalination, Volume 203, Issues 1—3, 5 February 2007, Pages 417—434.

33.       Richards L. A. Capillary condition of liquids through porous media // Physics. — 1931. — Vol. 1. N. 2. — P. 318—333.

34.       Taylor G. S., Luthin J. H. A model for coupled heat and moister transfer during soil freezing // Canad. Geotechnical J. —

1978.   — Vol. 15. — P. 548—555.

35.       Van Genuchten M. T. A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils // Soil. Sci. Soc. Am. J. — 1980. — Vol. 44 (5). — P. 892—898.

36.       http://www.rgo-speleo.ru/biblio/dubl_kondens.htm

37.       http://meteo.ru/

38.       https://rp5.ru/