Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта № icon

Отчет о выполнении 3 этапа Государственного контракта №



Смотрите также:
  1   2   3   4   5   6   7   8


Министерство образования и науки Российской Федерации


УДК551.588

ГРНТИ 39.01.94

Инв. №0000007876


УТВЕРЖДЕНО:




Исполнитель:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ)




^ Ректор КБГУ

_______________________/Карамурзов Б.С./ М.П.





НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ОТЧЕТ

о выполнении 3 этапа Государственного контракта

П1480 от 03 сентября 2009 г. и Дополнению от 22 октября 2009 г. № 1/П1480, Дополнению от 02 апреля 2010 г. № 2/П1480, Дополнению от 28 июля 2010 г. № 3, Дополнению от 21 марта 2011 г. № 4



Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ)

Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.3.1 Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук.

^ Проект: Модель реакции многолетнемерзлых пород на текущие изменения климата и методы снижения негативных последствий деградации многолетней мерзлоты

Руководитель проекта: ______________/Лаврентьев Иван Иванович/

(подпись)



Нальчик

2011 г.

^ СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

по Государственному контракту П1480 от 03 сентября 2009 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных нужд с дополнительными соглашениям от 22 октября 2009 г. № 1/П1480,

от 02 апреля 2010 г. № 2/П1480, от 28 июля 2010 г. № 3,

от 21 марта 2011 г. № 4


Организация-Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»


^ Руководитель темы:










Кандидат географических наук




_______________

06.06.2011

Лаврентьев И. И.

Исполнители темы:










Кандидат географических наук,




_______________

06.06.2011

Осокин Н. И.

Ведущий инженер УНЛ

«Гляциологический мониторинг»




_______________

06.06.2011

Чернов Р. А

Аспирант




______________

06.06.2011

Каширгова Р. Р.

Аспирант




______________

06.06.2011

Дударов З. И.

Аспирант




_____________

06.06.2011

Долов С. М.

Студент




______________

06.06.2011

Молов А. Р.

Студент




______________

06.06.2011

Шогенов А. М.

Нормоконтроллер,

начальник ОСМО

______________

06.06.2011

Кольченко Е.А.






Реферат


Отчет 71 с., 30 рис., 5 табл., 16 источников.

КРИТИЧЕСКАЯ ТОЛЩИНА СНЕЖНОГО ПОКРОВА, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПРОТАИВАНИЕ ГРУНТА, МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫЕ ПОРОДЫ (ММП), ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА, ДЕГРАДАЦИЯ МЕРЗЛОТЫ, РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ.

Объектом исследований являются теплозащитные свойства снежного покрова, термическое состояние многолетнемерзлые породы (ММП) при климатических изменениях, математические модели промерзания-протаивания многолетнемерзлых пород.

Целью работы является определение критической толщины снежного покрова, определяющей разные сценарии изменения состояния многолетнемерзлых пород, разработка математической модели тепломассообмена в системе атмосфера – поверхностные покровы – многолетнемерзлые породы с произвольным числом фазовых границ в грунте, оценка термического состояния многолетнемерзлых пород при изменении климата на основе математического моделирования, оценка влияния регулирования термического сопротивления снежного покрова на состояние и деградацию мерзлоты.

При проведении исследований использовались экспериментальные полевые и лабораторные исследования, обработка и анализ метеорологической информации, математическое моделирование и численные эксперименты тепло - и массопереноса в снежном покрове и грунте.

Результаты работы – разработана математическая модель для оценки влияния климатических изменений на деградацию ММП, описывающая состояние многолетнемерзлых пород с произвольным числом фазовых границ. Модель позволяет на основе учета составляющих тепло - и массобмена, климатических изменений, состояния и изменчивости поверхностных покровов, состояния и типа грунта, геотермального потока тепла, оценить термическое состояние и динамику развития ММП при климатических изменениях и регулировании термического сопротивления поверхностных покровов. В результате обработки данных метеостанций криолитозоны получена динамика толщины и плотности снежного покрова и ход средних многолетних значений температуры воздуха. Это позволило путем вариации максимальной толщины снежного покрова и численных экспериментов на математической модели определить критическую толщину снежного покрова. Для климатических условий метеостанции Волочанка критическая толщина снега составила 2,3 м, а величина термического сопротивления 12,9 м2.град/Вт. При превышении этих значений толщины снега (при сохранении климатических условий) будет происходить деградация мерзлоты. Критическая толщина снега в районе м/с Байкит составила 0,36 м при термического сопротивления снежного покрова 2,7 м2.град/Вт и 25-процентной влажности суглинка. При меньших значениях толщины снежного покрова будет формироваться многолетняя мерзлота.

Для оценки влияния климатических изменений на деградацию многолетнемерзлых пород севера Западной Сибири и Якутии рассмотрены теплофизические и климатические условия 12 метеостанций с наибольшим разнообразием климатических условий и параметров снежного покрова и две метеостанции севера ЕТР. Для метеостанций севера ЕТР, расположенных на побережье (м/с Индига) и внутри материка (м/с Хоседа–Хард), протаивание грунта за 100 лет при принятых климатических изменениях (рост средней годовой температуры воздуха порядка 40С и при росте зимних температур в 2,5 раза выше, чем летних) составит около 13 и 20 м, соответственно.

Для рассмотренных метеостанций севера Западной Сибири и Якутии при повышении средней годовой температуры воздуха на 6оС за 100 лет толщина талика составляет 5–14 м. Исключение составляет метеостанция Норильская ЗГМО, для которой талик не образуется из-за небольшой толщины (22 см) снежного покрова.

Возможности регулирования теплозащитных свойств поверхностных покровов и их влияния на ММП рассмотрены на примере мохового покрова. Наличие мохового покрова толщиной 5 см уменьшает глубину протаивания грунта на 60 см и отодвигает время начала формирования талика на 20 лет. При моховом покровом толщиной 10 см талик не образуется. Проведенные расчеты показали, что наличие мохово-растительного покрова может стать защитой от деградации мерзлоты при климатических изменениях.

На примере двух метеостанций севера Западной Сибири – Волочанка и Игарка, имеющих близкие значения параметров снежного покрова, но разную сумму положительных температур воздуха, рассмотрено влияние регулирования термического сопротивления снежного покрова на состояние ММП.

Для снижения термического сопротивления снежного покрова рассматривались два вида воздействия: уплотнение снежного покрова в 2 раза после достижения им половины максимальной толщины и удаление снежного покрова после достижения им половины максимальной толщины. Результаты расчетов для условий метеостанции Волочанка показали, что различие в глубине протаивания грунта при указанных воздействиях на снежный покров составляет 10 – 15 см. Такое воздействие на снежный покров уменьшает глубину протаивания грунта на 30–50 см, по сравнению с ненарушенным снежным покровом. При указанных воздействиях на снежный покров талик не образуется. Тогда как в отсутствии воздействия на снежный покров толщина талика через 100 лет достигнет 6,5 м для м/с Волочанка и 10 м для м/с Игарка через 85 лет.

Результаты проведенных исследований показали важную роль поверхностных покровов на состояние ММП и определили возможности регулирования их термического сопротивления с целью защиты многолетнемерзлых пород от деградации при климатических изменениях.

Содержание


Введение 9

Глава 1 Аннотированная справка по научным результатам НИР, полученным на 1 этапе 12

Глава 2 Аннотированная справка по научным результатам НИР, полученным на 2 этапе 16

Глава 3 Аналитический отчет о проведении теоретических и (или) экспериментальных исследований 21

3.1 Математическое моделирование температурного режима многолетнемерзлых пород при изменении климата 21

3. 2 Критическая толщина снежного покрова 26

3.2.1 Входные параметры для расчета критической толщины снежного покрова 26

3.2.2 Результаты расчетов критической толщины снежного покрова 31

Глава 4 Отчет по обобщению и оценке результатов исследований 34

4.1 Влияние климатических изменений на многолетнюю мерзлоту 34

4.1.1 Исходные данные для численных экспериментов 34

4.1.2 Результаты расчетов влияния термического сопротивления снежного покрова на деградацию многолетнемерзлого грунта на севере республики Коми 40

4.1.3 Влияние возможных климатических изменений на деградацию мерзлоты на севере Красноярского края и Якутии 42

4.2 Методы управления состоянием многолетнемерзлых пород, путем изменения теплофизических параметров снежного покрова 49

4.2.1 Климатические параметры, принятые в расчетах 49

4.2.2 Результаты расчетов по влиянию поверхностных покровов на деградацию многолетнемерзлых пород 52

4.2.3 Результаты расчетов деградации многолетнемерзлых пород при воздействии на снежный покров 55

Глава 5 Публикации результатов НИР 58

5.1 Заключение экспертной комиссии по открытому опубликованию 58

5.2 Копия статьи, опубликованной в журнале ВАК 60

Заключение 68

Список использованных источников 72







страница1/8
Дата конвертации28.10.2013
Размер0,65 Mb.
ТипОтчет
  1   2   3   4   5   6   7   8
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы