Исследователи рассказали, как Север приспосабливается к вечной мерзлоте

Вечная мерзлота создает сложности в освоении земли и ее богатств, однако разработки российских ученых и инженеров позволяют адаптироваться даже к таким суровым условиям. Например, петербургские исследователи разработали присадки из хвойной смолы для бетона, которые позволяют вести строительство в Арктике, а в Ямало-Ненецком округе нашли более сотни видов растений, способных озеленить Крайний Север.

О том, как в северных регионах России приспосабливаются к вечной мерзлоте, рассказали ученые, промышленники и представители власти.

Ученые уже опровергли мнение о том, что арктическая земля скудна на растительность. В департаменте по науке и инновациями ЯНАО сообщили, что в 2011 году ученые разработали экологические критерии для подбора разнообразия деревьев: было отобрано 322 вида растений из Северной Америки, горных районов Восточной Азии и других районов Евразии. В последующие годы были выбраны опытные районы и проведены пробные просевы.

Как рассказал научный сотрудник Санкт-Петербургского государственного университета и Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета Александр Егоров, являющийся руководителем проекта по изучению особенностей произрастания лиственных и хвойных пород в арктической и субарктической зоне, этот проект имел две цели: разнообразить ландшафт северных городов, адаптировав декоративные виды растений, а также отработать эффективные технологии рекультивации почв после завершения добычи полезных ископаемых.

"Ученые рекомендовали к выращиванию 130 видов растений, среди них деревья, кустарники и травы. Например, среди деревьев это тибетские рябина, черная, колючая и сизая ель, кедровый стланник, ива, черемуха и некоторые виды тополей", - сказал он.

Результатом эксперимента станут конкретные предложения строительным организациям, муниципалитетам и добывающим компаниям по оптимальным вариантам озеленения городских и промышленных территорий.

Другие петербургские ученые разработали присадки для бетона, позволяющие вести его укладку при минусовых температурах. "Наша научная группа разработала смолы, выполняющие роль присадок к бетонам. Создано две технологии введения добавок - в заводских условиях и непосредственно на строительной площадке, когда присадки вводятся в готовый бетон с учетом температуры воздуха по специально разработанным таблицам", - рассказал доктор химических наук Владимир Куликов.

Хотя промерзшая земля создает хороший фундамент для зданий и сооружений, опасность представляет возможность ее оттаивания из-за глобального потепления или техногенных факторов. Как рассказал директор Норильского научно-исследовательского центра изучения мерзлоты "Экофундамент" Али Керимов, для решения проблемы строительства на вечной мерзлоте применяется комплекс мер, включающий в себя мониторинг состояния конструкций.

"Для безопасной эксплуатации таких объектов надо своевременно выявлять тенденцию к снижению несущей способности оснований. Среди технологий - укрепление грунтов и их охлаждение с применением сезонно-действующих охлаждающих установок, а также "лечение" поврежденных бетонных конструкций с применением высокоэффективных ремонтных составов", - говорит Керимов.

Особые методики применяет и компания "Воркутауголь", ведя капитальное строительство в зоне своей деятельности. По данным специалистов, в условиях мерзлоты нужно четко соблюдать температурные режимы, чтобы фундаменты в вечномерзлых грунтах сохраняли несущую способность. Для этого при строительстве по периметру фундамента устанавливаются сезонные охлаждающие установки, которые во время зимы передают окружающему массиву отрицательную температуру и стабилизируют влияние температур от зданий и сооружений на грунты, а также способствуют накоплению отрицательных температур для устойчивости грунтов летом.

В Тюменском индустриальном университете есть разработки, связанные с изучением влияния объектов промышленной и дорожной инфраструктуры на многолетнемерзлые грунты. Как рассказали в вузе, технические и технологические решения, полученные в университете, повышают безопасность эксплуатации зданий и сооружений, а также увеличивают срок службы дорожной одежды.

Такие разработки вполне востребованы: как сообщили в Департаменте строительства, ЖКХ, энергетики и транспорта Ненецкого автономного округа, при строительстве дороги Нарьян-Мар - Усинск произошла сильная осадка полотна из-за мерзлых грунтов. "В зимние периоды строительства неоднократно были случаи перехода температур в плюсовые значения, что негативно сказывалось на вечномерзлых грунтах, в результате выявилась необходимость проведения дополнительных работ, что повлияло на увеличение стоимости объекта", - пояснили в департаменте.

На специальные меры приходится идти и горнодобытчикам. Среди них та же компания "Воркутауголь", работающая в условиях вечной мерзлоты, которая занимается освоением Юньягинского угольного разреза. Это первое предприятие в мире, решившее вести добычу угля открытым способом в условиях вечной мерзлоты.

Как сообщили в компании, основная сложность добычи угля таким способом заключается в том, что нужно применять технику, адаптированную к работе в условиях низких температур и сильных ветров. "В машинах и механизмах должны использоваться специальные стали и сплавы, так как обычные при температуре воздуха, доходящей до минус 50 градусов, становятся хрупкими и разрушаются. Кабины таких механизмов должны также иметь возможность создания оптимального климата", - говорят в компании.

Вопрос безопасности строительства в арктических районах и в целом в местах существования вечной мерзлоты вышел на государственный уровень. В рамках государственной программы по развитию Арктики Минстрой России стал ответственным исполнителем по обеспечению хозяйствования в условиях вечномерзлых грунтов. Как сообщили в министерстве, в связи с этим Минстрой должен будет в том числе разработать рекомендации по организации сети геотехнического мониторинга крупных городов Мурманской области, Карелии, Архангельской области, Ненецкого автономного округа, Республики Коми, Ямало-Ненецкого автономного округа, Красноярского края, Якутии, Чукотского автономного округа.

"Данные рекомендации Минстрой России должен будет разрабатывать в течение ближайших двух лет и подготовить их к 2020 году", - сказали в министерстве.

К 2020 году Минстрой РФ намерен создать новые регламенты для строительства в Арктике. Вместе с тем, власти северных регионов считают необходимым создать законодательную системную основу и для изучения и использования вечной мерзлоты. В октябре проект федерального закона "Об охране и рациональном использовании вечной мерзлоты" представил на парламентской ассоциации "Дальний Восток и Забайкалье" разработчик документа, председатель парламента Якутии Александр Жирков.

"Проблема вечной мерзлоты актуализируется одновременно с промышленным освоением Дальневосточного региона и Арктики. Это громадная площадь, порядка 10 млн кв. км, занимающая 65% территории Российской Федерации, поэтому крайне важно обеспечить законодательное регулирование использования и охраны вечной мерзлоты для поддержания хрупкого экологического баланса", - говорит Жирков.

Сейчас создана рабочая группа, которая займется доработкой законопроекта, после чего он будет направлен на рассмотрение в Госдуму РФ.