Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрены основные особенности классических структурно-динамических моделей (модели эпифации В.Б. Сочавы и системы факторально-динамических рядов А.А. Крауклиса), которые отображают эквифинальные и переменные состояния геосистем, тенденции их преобразования и динамические взаимоотношения, сложившиеся между геосистемами в ландшафте. Описана схема развития ландшафтов, на основе которой проанализированы различные категории динамических процессов, влияющих на увеличение и уменьшение степени пространственно-временной изменчивости геосистем, а также показывающих механизм достижения серийными геосистемами коренного (эквифинального) состояния. На основе данного анализа предложено выделение нового динамического состояния геосистем - переходного (промежуточного), находящегося между серийными и эквифинальными состояниями в факторально-динамическом ряду геосистем. Показаны две категории моделей эпигеомеров - эпифация (эпигеомер) ландшафта и эпигеомер. Первая модель описывает макрогеохору как структурно-динамическое и пространственно-функциональное целое, а вторая характеризует эпигеомеры различных иерархических уровней, отражает не только структурно-динамические отношения между геомерами, но и их типологическую, классификационно-иерархическую (таксономическую) соподчиненность. На примере геосистем Южного Предбайкалья построена обобщенная иерархическая модель эпигеомеров топологического уровня, относящихся к горно-таежному темнохвойному геому условий ограниченного развития. Данная модель показывает инвариант-вариантную многоуровневую структуру, которая отражает пространственно-временную изменчивость геосистем на разных уровнях иерархии, подчеркивает их соподчиненность и особенности проявления на каждом уровне.

Дана краткая историческая справка и представлены основные результаты научно-исследовательской, научно-организационной и научно-популяризаторской деятельности Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН за первые два десятилетия XXI в. Приведены результаты работы института по различным направлениям, как фундаментальным, так и прикладным. Институт ведет исследования в области динамики континентальной и субаквальной криолитозоны Российской Арктики. Важное место занимает анализ реакции криогенных экосистем Арктической зоны России на глобальное потепление климата. Были достигнуты значительные успехи в области инженерного мерзлотоведения, организации мониторинга теплового состояния мерзлой толщи, в картировании мерзлоты и др. Результаты исследований института применяются для оценки устойчивости инженерных сооружений и автомобильных дорог, экологической безопасности северных городов, оптимизации использования агроземель криолитозоны, определения перспектив использования подмерзлотных вод криолитозоны в качестве альтернативного источника водоснабжения и криогенных ресурсов России. Отмечено, что основным условием успешного развития отечественной геокриологии является совершенствование приборно-лабораторной базы исследований, а также организация обмена знаниями и данными посредством конференций и совместных проектов при объединении усилий ученых из разных стран и организаций. Решение сложного комплекса геокриологических задач в этих условиях возможно при соответствующей поддержке со стороны государства.

Приведены результаты анализа рельефа Академического хребта, выполненного с использованием массива детальных батиметрических данных, полученных с помощью многолучевого эхолота. Установлено, что на поверхности хребта и его бортах доминируют линейно вытянутые на северо-восток уступы разломной природы. Уступы формируют склоновые поверхности и придают асимметричную форму поперечному профилю хребта. Вершинная поверхность хребта в его юго-западной и центральной частях осложнена грядово-овражным, холмисто-котловинным рельефом, образование которого, предположительно, может быть связано с оползневыми процессами, разломной тектоникой, активной сейсмичностью территории. Прямолинейные или слабоизогнутые в плане формы в центральной части хребта могли быть созданы в результате расчленения уступа Академического разлома поперечными диагональными разломами. Некоторые из них могли унаследовать тектонический рисунок продольных и поперечных разрывных нарушений в фундаменте и осадочной толще. Предположение о формировании холмисто-котловинного рельефа и некоторых линейно вытянутых форм в результате деятельности донных течений не подтверждается проведенными исследованиями. Юго-восточный склон хребта осложнен в юго-западной части грядово-овражным рельефом, а в центральной - террасовидными ступенями тектонического происхождения, а также грядами комплексов грязевых вулканов. Образование оползней вблизи о. Большой Ушканий во второй половине голоцена связывается с сейсмотектонической активностью территории. Установленные особенности рельефа хребта показывают, что ведущая роль в его создании и дальнейшем развитии принадлежит тектоническим движениям разного возраста и современным сейсмотектоническим процессам.

Рассмотрены вопросы обеспечения качественной питьевой водой в населенных пунктах прибрежной зоны оз. Байкал в пределах Кабанского, Прибайкальского, Баргузинского и Северо-Байкальского районов Республики Бурятия. Выявлено, что численность населения, проживающего в центральной экологической зоне Байкальской природной территории (в пределах Республики Бурятия), составляет 6,9 % от всего населения Республики. По данным государственной статистической отчетности, наибольший объем воды потребляют Кабанский и Северо-Байкальский районы, в основном из подземных источников, в Баргузинском и Прибайкальском преобладает использование поверхностных вод. На рассматриваемой территории централизованное водоснабжение присутствует только в крупных населенных пунктах, таких как города Северобайкальск, Бабушкин, пгт Усть-Баргузин, с. Выдрино, пос. Нижнеангарск, в остальных преобладают источники децентрализованного водоснабжения. По данным государственного мониторинга состояния недр, обеспеченность прогнозно-эксплуатационными ресурсами подземных вод питьевого качества является очень высокой. Проведено ранжирование населенных пунктов прибрежной зоны оз. Байкал по удельному весу населения, обеспеченного питьевой водой, отвечающей требованиям санитарного законодательства, в результате которого выявлено, что 99 % населения Северо-Байкальского района потребляют доброкачественную воду, а в остальных районах в сельских поселениях ситуация складывается не лучшим образом. В последние годы благодаря федеральной программе «Чистая вода» многие населенные пункты были обустроены водопроводными сетями, также планируется строительство и реконструкция водозаборных сооружений, что позволит снизить риск потребления недоброкачественной питьевой воды.

Выполнен географический анализ пространственной дифференциации почвенного покрова предгорных равнин северо-востока Европейской России. Выявлены географические закономерности распространения почв, дифференцированных по глубине залегания кровли многолетнемерзлых пород, с учетом биоклиматической и геокриологической зональности в регионе. Исследования проведены в типичной и южной тундре, лесотундре и крайнесеверной тайге со сплошным, прерывистым, массивно-островным и островным распространением многолетнемерзлых пород. При изучении почвенного покрова применили классификационные критерии, выделяющие мелкомерзлотные, среднеглубинные мерзлотные, глубокомерзлотные и немерзлотные (сезоннопромерзающие) почвы. Выявлено, что широтная смена геокриологических и биоклиматических условий сопровождается значительными пространственными изменениями почвенного покрова. Мелкомерзлотные и среднеглубинные мерзлотные почвы широко распространены в северной части региональной криолитозоны, глубокомерзлотные - в южной. Установлено, что при географическом анализе почвы региональной криолитозоны целесообразно разделять на группы профилей: мерзлотные с близким залеганием многолетнемерзлой кровли, сезоннопромерзающие почвы с заглубленным залеганием многолетнемерзлой кровли и сезоннопромерзающие почвы на талых почвообразующих породах. В северной лесотундре в условиях массивно-островного распространения многолетнемерзлых пород резко снижается доля мерзлотных почв с близким залеганием многолетнемерзлой кровли. Значительное снижение доли почв, функционирующих на заглубленных многолетнемерзлых породах, наблюдается южнее - в крайнесеверной тайге с островным распространением многолетнемерзлых пород. Сделан вывод, что почвообразующие породы в значительной мере определяют пространственную дифференциацию мерзлотных почв, особенно в северной части региональной криолитозоны, а растительный покров во многом определяет распространение мерзлотных почв в южной криолитозоне.

Проведен анализ одного из ведущих факторов - стока воды, оказывающего влияние на опасные проявления русловых процессов (размывы берегов) в пределах равнинной части Западной Сибири, включающей в себя бассейны Оби, Надыма, Пура и Таза, которые протекают в различных природных условиях и характеризуются широким распространением размывов берегов, представляющих опасность для водохозяйственного и воднотранспортного освоения территории. Рассмотрено развитие ландшафтно-гидрологического подхода, хорошо зарекомендовавшего себя в районах, где недостаточно или совсем отсутствуют данные о гидрологическом режиме рек. Выполнено районирование территории на основе связи между порядком реки, позволяющим учитывать морфологию русла и характеризующим изменение размеров реки, и среднемноголетними расходами воды. Было выделено шесть районов, которые объединяют реки, имеющие схожие геолого-геоморфологические, гидроклиматические, гидрогеологические, лимнологические и другие природные условия формирования русла. Сравнение ландшафтно-гидрологического районирования и имеющихся данных о пространственном изменении темпов размыва берегов Обь-Иртышского бассейна показывает их схожесть, которая проявляется в закономерном уменьшении скоростей размыва берегов с юго-востока на северо-запад, что совпадает с общим увеличением в этом направлении естественной зарегулированности стока болотами и озерами, появлением вечной мерзлоты на севере, а также сменой внутригодового распределения стока ввиду изменения температурного режима, режима осадков и гидрогеологического строения территории. Результаты ландшафтно-гидрологического анализа могут быть использованы не только для исследования опасных русловых процессов и закономерностей их проявлений, но и для решения водохозяйственных и воднотранспортных задач.

Рассмотрены особенности ресурсов климата и питания населения северных территорий. Проведен анализ фактического удельного объема потребления продуктов питания и их пищевого состава в районах Крайнего Севера (Республика Саха (Якутия), Ямало-Ненецкий автономный округ) и приравненных к ним местностях (Ханты-Мансийский автономный округ). Выявлена положительная динамика удельного объема потребления основной группы продуктов с 2006 по 2022 г., но с заметными различиями роста по мясо- и молокопродуктам, рыбе, сахару и кондитерским изделиям. Проведено сравнение потребленных пищевых веществ с рекомендованными СО РАМН нормами для жителей Севера; определен значительный дефицит белков и жиров в рационе питания на 2006 г., но к 2022 г. отмечено снижение дефицита в Ямало-Ненецком автономном округе по белкам в 2 раза, по жирам - в 4,8 раза. В то же время установлено сохранение в Якутии дефицита белков (42,3 %) и жиров (29,6 %), что связано с нормативным зонированием продуктовой корзины при исчислении прожиточного минимума в 2000 г., когда приравнялись нормы в южной половине Республики (территории Крайнего Севера) и в Ханты-Мансийском автономном округе (приравненные к Крайнему Северу территории). Следствием стали наибольшие отклонения индикаторов благополучия населения в Якутии от средних значений по РФ. Показана необходимость внесения поправок на суровость климата в рекомендуемые Минздравом РФ удельные нормы потребления пищевых продуктов до уровня, отвечающего современным требованиям здорового питания в условиях холода. Рост заболеваемости населения северных территорий частично может быть снижен путем сбалансированности состава пищи.

Рассмотрены морфологические и морфодинамические особенности р. Малой Белой в ее нижнем течении. Проведена типизация пойменно-русловых комплексов, охарактеризованы некоторые особенности их функционирования. Проанализировано строение отложений первой террасы в пределах развития разных морфодинамических русловых типов. Установлена существенная пространственная дифференциация строения отложений первой террасы, вызванная неоднородностью морфоструктурного строения долины р. Малой Белой. Выявлено, что самая стабильная часть террасы, имеющая наиболее древний возраст поверхности стабилизации, коррелирует с развитием относительно прямолинейного типа русла, который, по-видимому, был характерен для рассматриваемого участка долины и во время формирования поверхности первой террасы. На участке меандрирования, выше по течению, высота террасы несколько понижается. На основе фациально-литологического анализа разрезов отложений террасы и пойм получены данные о ритмичности осадконакопления в пределах низких морфологических уровней в долине р. Малой Белой. Определены основные этапы формирования пойменных генераций. Стабилизация поверхности первой террасы в пределах развития прямолинейного русла началась 10,8 тыс. кал. л. н. Закрепление поверхности первой террасы в пределах участка меандрирования произошло в интервале 9,3-8,9 тыс. кал. л. н. Формирование осадков высокой (до 3 м) поймы началось около 3,5 тыс. кал. л. н., низкой (до 2 м) - после 2600 кал. л. н. Анализ строения отложений пойменно-русловых комплексов и первой террасы р. Малой Белой позволил выделить два стабильно развивающихся пойменно-террасовых комплекса в пределах небольшого отрезка долины.

Приведены результаты исследований по моделированию границ зон затопления и оценке ущербов в нижнем бьефе Иркутской ГЭС при пропуске повышенных расходов воды через ГЭС, которые возможны в многоводные годы при превышении уровня оз. Байкал выше установленного диапазона. Дано описание модели рельефа и используемых источников данных. Представлена разработанная гидравлическая модель установившегося течения р. Ангары в виде автоматической генерации большого числа морфостворов с расчетом их характеристик. В современных условиях затопления в нижнем бьефе наблюдаются уже при расходах Иркутской ГЭС 2800 м³/с, причем основная часть возможных затоплений приходится на г. Иркутск. Для верификации результатов были использованы фактические данные космоснимков. Представлены оценки площадей затопления и объекты, попадающие под затопление при различных расходах Иркутской ГЭС. На основании рассчитанных площадей объектов и протяженности инженерных коммуникаций, попадающих в зоны затопления при пропуске расходов Иркутской ГЭС в диапазоне 2800-6000 м³/с, были определены социально-экономические ущербы и потери природных ресурсов по нижнему бьефу в целом. Результаты расчетов показали существенный рост ущербов начиная с расхода Иркутской ГЭС 4000 м³/c, а наиболее значительный - с расхода 4500 м³/c. Полученные результаты ущербов от повышенных расходов Иркутской ГЭС сопоставлены с оценками ущербов в верхнем бьефе, которые возможны при повышении уровня оз. Байкал при аналогичных условиях водности. Для верхнего бьефа критическим уровнем является отметка 457,20 м ТО, для нижнего бьефа критический расход составляет 4000-4500 м³/с. Данные уровни и расходы находятся в зоне сопоставимых ущербов в верхнем и нижнем бьефах и имеют обеспеченность около 2 %.

В ИДСТУ СО РАН работы в области создания и использования геоинформационных технологий начались на ранних этапах их применения, еще в 1990-е годы. За это время был создан ряд оригинальных геоинформационных программных библиотек и систем, других программных систем, поддерживающих отображение информации на электронных картах, а также систем для работы с пространственной информацией, созданных с использованием готовых программных решений. В данной работе представлены наиболее интересные из этих разработок в исторической перспективе. В статье рассматривается опыт, полученный в ходе выполнения таких разработок, как конвертеры для перевода между различными форматами векторных карт; информационно-справочные системы с отображением информации на карте; информационно-аналитические и OLAP-системы; системы для публикации векторных карт в Интернет/интранет; сервис получения фрагментов векторной топоосновы; оригинальный формат MRG для представления растровых данных большого объема; оригинальная библиотека для работы с триангуляциями и ряд ее применений; муниципальная ГИС и Адресный план г. Иркутска; ГИС «Инвестора» г. Иркутска; программное обеспечение для создания геопортала; обработка данных ДЗЗ с использованием нейросетей; разработки в области цифрового экологического мониторинга, выполненные в рамках крупного научного проекта «Фундаментальные основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки Байкальской природной территории (БПТ)».