Геология и Геофизика Юга России

О каледонидах Кавказа

В.Л. Омельченко — 2024-09-30

Актуальность работы. Исследователей Большого Кавказа всегда интересовала проблема взаимоотношений в регионе герцинских и более древних образований. Считается, что доказательства того, что герцинскому тектоно-магматическому циклу здесь предшествовал каледонский цикл, отсутствуют. Время формирования поздних каледонид частично совпадает со временем образования части ранних герцинид. Считается, что вследствие размытости этой границы все палеозойские фазы тектогенеза Большого Кавказа целесообразно объединять в виде каледоно-герцинской складчатости. Цель работы. Рассмотреть проблемы взаимоотношений комплексов пород, относящихся к классическим каледонидам Западной Европы, и синхронных им стратифицированных девонских образований Северного Кавказа. Показать возможные следы позднекаледонских событий на Северном Кавказе в девонское время. Методы работы. Для решения поставленной задачи были использованы опубликованные литературные источники по классическим каледонидам Западной и Центральной Европы, и на основе имеющегося материала произведен сравнительный анализ их с нижне-верхнедевонскими отложениями зоны Передового хребта Северного Кавказа. Результаты работы. Во время накопления каледонских (девонских) красноцветных моласс Западной Европы на Северном Кавказе периодически отлагались сходные обломочные породы – существенно кварцевые песчаники, нередко красноцветные, которые следует относить к позднекаледонским породам, в отличие от традиционного определения их как раннегерцинские образования. Судя по их литологии, песчаники относятся к краевой части эпиплатформенного бассейна. По сравнению с Волго-Уральским бассейном, где терригенно-карбонатное осадконакопление шло в эйфеле-нижнем фране, формирование аналогичных толщ зоны Передового хребта происходило позже: в Картджюртской подзоне – с живетского века, а южнее, в Бескесско-Кольтюбинской и Кенделляр-Суарыкской подзонах – с нижнего фамена, притом, что стабилизация режима и переход его в субплатформенный, начиналась ещё раньше, даже в живете, с излияний субщелочных базальтов.

Состав и условия образования серпентинитов Беденского массива (Большой Кавказ)

Ю.В. Попов — 2024-09-30

Актуальность работы. Относимые к беденскому комплексу серпентиниты тектонической зоны Передового хребта Большого Кавказа достаточно слабо охарактеризованы результатами прецизионных инструментальных исследований. Их отсутствие не позволяет уверенно реконструировать формационную и геодинамическую принадлежность мантийного протолита, что, в свою очередь, осложняет анализ факторов металлогенической социализации комплекса. Цель работы – получение новых данных о минералого-геохимических особенностях серпентинитов Беденского массива и на их основе реконструкция петрогенетических особенностей и геодинамической принадлежности апогипербазитов. Методы исследования. Рентгенофазовый анализ, синхронный термический анализ, электронно-зондовый микроанализ и электронная микроскопия, элементный анализ состава серпентинитов (в том числе определение содержаний элементов платиновой группы и редкоземельных элементов) методами ICP-MS. Результаты работы. Серпентиниты Беденского массива представлены хризотил-лизардитовыми и хризотил-антигоритовыми разновидностями, местами содержащими хризотил-асбестовую прожилковую или сетчатую минерализацию. Акцессорные хромшпинелиды представлены зональными зернами алюмохромитов с феррихромитовыми оторочками и хорошо развитыми магнетитовыми каймами, реже группами более крупных (первые мм) зерен хромитового состава. Для алюмохромитовых ядер значение Cr# составляет 0,68 – 0,72 (среднее значение ~ 0,70); Mg# 0,34 – 0,51 (среднее значение ~ 0,42); содержание TiO2 – от 0,05 до 0,22 мас.%. Хромитовые зерна имеют следующие характеристики состава: Cr# 0,76-0,80; Mg# 0,55-0,67; содержание ТiO2 0,09 – 0,18%. Типохимические особенности хромшпинелидов указывают на принадлежность протолита к ультабазитам супрасубдукционных геодинамических обстановок (SSZ) и деплитированным субстратам, свойственным преддуговым перидотитам. Отношение Cr# – TiO2 указывает на соответствие составам, характерным для условий реакции бонинитовых расплавов с породами мантии. Распределение REE характеризуется обеднением тяжелыми REE и сходно с установленным для перидотитов Карабашского массива Урала. Метаморфогенно-гидротермальная минерализация в серпентинитах содержит самородный осмий. В образце с хромитовой минерализацией отмечено содержание Pd до 0,050 ppm, Au до 0,013 ppm.

Математическое моделирование селективных водозаборных процессов в двухслойном стратифицированном водоеме

И.Д. Музаев — 2024-09-30

Актуальность работы. Применение селективных способов забора воды из слоисто-стратифицированного водоема крайне необходимо для водоснабжения тепловых и атомных электростанций. Для исключения перегрева конденсаторов турбин этих важных объектов и тем самым исключения создания в них аварийной ситуации в летнее время необходимо подавать к ним воду из глубинного слоя водоема, где вода бывает холоднее на 8‒10° чем в верхнем слое. Когда вода в нижнем слое сильно загрязнена, то воду надо забирать из осветленного чистого и холодного слоя стратифицированного водоема источника водоснабжения. Вплоть до настоящего времени расчеты и проектирование селективных водозаборных устройств выполнялись по сильно упрощенным эмпирическим формулам. Не существовало научно обоснованных методов расчета селективного водозаборного процесса. Научная новизна. В представленной работе впервые в мире физико-математически строго смоделирован селективный водозаборный процесс на базе теоретической гидродинамики, математической физики, вычислительной математики, с использованием компьютерных методов. Цель исследования. Разработка совокупности расчетных формул для вычисления и управления селективными водозаборными процессами в приложении проектирования водозаборных устройств. Проведение компьютерных вычислительных экспериментов по определению входных параметров водозаборного устройства, отметки его заглубления в водоеме, а также критического значения расхода (скорости) забираемой воды. Методы исследования. Поставлена и решена начально-краевая задача математической физики, моделирующая селективный водозаборный процесс в стратифицированном водоеме. Использованы методы операционного исчисления и двукратные тригонометрические ряды Фурье. Результаты исследования. Полученная в результате совокупность расчетных формул полностью содержит все входные параметры водоема и водозаборного устройства. Использование результатов исследования на этапе проектирования существенно повышает селективность и рентабельность водозаборного устройства.

Развитие сети деформационного ГНСС-мониторинга восточных ветвей Владикавказского разлома

А.И. Маневич — 2024-09-30

Актуальность работы. В статье представлены результаты работ, направленных на развитие сети деформационного ГНСС-мониторинга восточных ветвей Владикавказского разлома на территории Республики Северная Осетия-Алания. Территория республики отличается высокой плотностью геодезических сетей: государственных, научных и коммерческих. Однако представленные ранее исследования не предусматривали использование государственных геодезических пунктов, а также построение на их основе равномерно распределенной по территории республики геодезической сети. Целью исследования, в рамках настоящей статьи, являлось формирование геодезической сети для деформационного ГНСС-мониторинга восточной части и отдельно узла сочленения Восточной и Западной ветвей Владикавказского разлома. Методы исследования. Сформированный полигон основывается на государственных геодезических пунктах, скальных центрах, заложенных коллективом авторов, и пунктах постоянно действующих сетей. Выполнены исследования по совершенствованию методики оценки точности ГНСС-измерений, связанные с особенностями горных физико-географических условий. Методика полевого контроля точностных характеристик комплектов ГНСС-аппаратуры, позволяет без эталонных построений в полевых условиях осуществлять контроль по одиночной базовой линии. Результаты исследования. Важным аспектом является применение методики к новым типам ГНСС-антенн, ранее не исследованных, включая choke-ring, а также антенн китайского производства с китайскими платами CHCNAV, которые в настоящий момент все чаще применяются на территории РФ. Обработка наблюдений по разработанному алгоритму позволила сравнить номинальные параметры ГНСС-антенн с их фактическими характеристиками и учесть фактические положения фазового центра. В сентябре 2023 г. на территории сформированного Осетинского геодинамического полигона выполнен первый цикл наблюдений за СДЗК средствами ГНСС. Первые результаты показали, что основное количество СКО положения пунктов в плане группируется в диапазоне 2–3 мм, а по высоте в диапазоне 3–5 мм. Средние значения СКО в плане и по высоте составили 3 мм и 6 мм соответственно.

Уравнения затухания сейсмической интенсивности

Ф.Ф. Аптикаев — 2024-09-30

Актуальность работы. Сейсмическая интенсивность является наиболее точной характеристикой сейсмических воздействий, поскольку она напрямую связана с повреждаемостью строительных объектов. В то же время, повреждаемость объектов определяется параметрами сейсмических воздействий. Поэтому оценка затухания интенсивности весьма важна для проектирования сейсмостойких строительных конструкций. Затухание сейсмической интенсивности с расстоянием оценивается согласно уравнению макросейсмического поля. Недостатками этого метода является: 1) использование гипоцентрального расстояния; 2) описание затухания параметров сейсмических колебаний одним уравнением. По эмпирическим данным в инженерном диапазоне сейсмических воздействий (6 – 9 баллов) выделяются три зоны (разломная, ближняя и дальняя), в каждой из которых параметры сейсмического движения грунта различным образом зависят от магнитуды, механизма очага, расстояния и грунтовых условий. Разработка уравнений затухания интенсивности, лишенных этих недостатков, будет способствовать повышению точности прогнозных оценок ожидаемых сейсмических воздействий. Цель работы – исследовать законы затухания сейсмической интенсивности в различных зонах поля колебаний при землетрясениях. Методы исследования – статистический анализ эмпирических данных по сильным движениям грунта. Результаты работы – предложены уравнения затухания для сейсмической интенсивности в различных зонах волнового поля сейсмических колебаний в зависимости от механизма очага и грунтовых условий. Погрешность оценок интенсивности составляет 0.35 балла для разломной и ближней зон и 0.40 балла для дальней зоны. В разломной зоне интенсивность нарастает, достигая максимума на некотором удалении от разлома, на границе разломной и ближней зон. Затем начинается затухание интенсивности, которое резко усиливается при переходе в дальнюю зону. В очаговой зоне (совокупность разломной и ближней зон) приращение интенсивности происходит вследствие изменения несущей способности грунта.

Разрядка сейсмотектонических напряжений Восточно-Турецкого землетрясения 06 февраля 2023 г. MW = 7.8 как процесс деструкции геологической среды очаговой области

Э.Г. Геодакян — 2024-09-30

Актуальность работы. Разрушительные землетрясения, возникшие в юго-восточной части крупного Восточно-Анатолийского трансформного разлома в феврале 2023 г., соответственно с магнитудами Mw=7.8, 7.5 и 6.3, являются наиболее сильными сейсмическими событиями, произошедшими за последнее столетие в области сочленения Евроазиатской, Африканской и Аравийской литосферных макроплит. Следует особо отметить, что такие разрушительные и сильные землетрясения в сейсмоактивных регионах возникают крайне редко. Детальные исследования очаговых зон, процессов разрывообразования и релаксации тектонических напряжений в виде афтершоков таких землетрясений, являются актуальными научными задачами, позволяющими внести существенный вклад в понятие сейсмогенеза конкретного региона и решение фундаментальных проблем изучения физики очага землетрясения в целом. Цель работы. В настоящей работе поставлена цель на основе пространственно-временного и энергетического распределения афтершокового процесса, оценить напряженно-деформированное состояние, выявить основные закономерности и характерные особенности процесса деструкции геологической среды очаговой области сильнейшего Газиантепского землетрясения с магнитудой MW=7.8. Методы. Для изучении процесса деструкции нами применены сформированные на современном этапе научные и методические представления о протяженных глубинных разломах как объемных геологических телах имеющих трехмерное измерение (протяженность, ширина разлома, и глубина его проникновения в литосферу), характеризующихся определенной внутренней структурой, параметрами и кинематикой движения крыльев. Для осуществления пространственного распределения афтершоков применены топологические методы перколяционного и кластерного анализа сейсмостатистических данных повторных толчков. Результаты. Полученные результаты позволили определить количественные, пространственно-временные параметры комплексной тектонофизической модели и выявить характер деструкции геологической среды и общую картину сейсмогенеза очаговой области. Периодически возникающие на протяженных региональных разломах области краткосрочных геодинамических активизаций можно принять, как очаговые зоны подготовки и возникновения крупных землетрясений. Такой подход вносит существенный вклад в решение проблем долгосрочного прогнозирования землетрясений и рассматривает региональную сейсмичность с позиций современной геодинамики.

Геофизическое обеспечение горного производства

В.Б. Заалишвили — 2024-09-30

Актуальность темы исследования объясняется необходимостью совершенствования методов обеспечения горного производства, для повышения качества добываемого минерального сырья при минимизации ущерба окружающей среде. Обобщены сведения о наиболее часто используемых методах геофизического обеспечения добычных работ. Методика достижения поставленной цели базируется на комплексном использовании геофизических методов исследования пород и слагаемых ими массивов для прогнозирования их свойств при технологическом воздействии на недра. Результаты. Дана справка об истории и состоянии теории и практики геофизического сопровождения горного производства при разработке рудных месторождений подземным способом. Показано, что эффективность управления массивами зависит от сбалансированности напряженно-деформированных породных сред, которая корректируется в ходе добычных работ. Дана характеристика основных геофизических методов определения свойств пород в натурных и лабораторных условиях. Приведены количественные показатели прочности основных типов пород, получаемые при модернизации технологий добычи руд и обобщенные в условиях месторождения скальных руд. Детализированы сведения о прогнозировании состояния земной поверхности, как разделительной среды зон опасности и селитебной. Состояние исследуемого массива характеризуется распределением в нем разломов и крупных трещин, которые служат средой перераспределения напряжений и деформаций в массиве и земной коре. Определено, что скальные массивы представляют собой совокупность структурных отдельностей с неопределенным и независимым характером взаимодействия, что объясняет опасность эксплуатации горных объектов. Предложена типизация методов исследования.

Анализ характеристик, защитная способность и потенциал неглубоких гидрогеологических слоев густонаселенного жилого района, штат Аква-Ибом, Южная Нигерия

К.Р. Еканем — 2024-09-30

Актуальность работы. Технология геоэлектрического сопротивления (GRT) вместе с геологическими данными была использована для определения гидрокинетических характеристик, защитной способности и потенциала грунтовых вод востребованной жилой застройки в Южной Нигерии. Цель. Технология GRT использовалась в виде способов одномерного вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) и двухмерной электрической томографии с помощью установки Schlumberger (ERT). Методы. Первичные и вторичные геоэлектрические индексы сопоставлялись с имеющимися геологическими данными для расчета карт гидродинамических параметров наиболее мелкого водоносного горизонта. Указанные карты имеют решающее значение для эффективного управления системой незамкнутого водоносного горизонта под ним, которая широко используется в этом районе. Динамика насыщения исследуемой области определялась путем анализа общей пористости (в диапазоне от 0,282 до 0,691), удельной водоотдачи (в диапазоне от 0,040 до 0,107), полевой влагоемкости/удельного удержания (в диапазоне от 0,242 до 0,623) и эффективности дренируемости, зависящей от хранения (в диапазоне от 7,6% до 40,5%). Результаты. Установлено, что наиболее эффективное высвобождение поровой воды происходит, когда дренируемость превышает 21%. Диапазон потенциальных индексных параметров, включая проницаемость (57,4–4339,2 м2/день), поперечное сопротивление/шкала потенциала водоносного горизонта (453,6–152 756,5 Ом•м2), проницаемость (91,7–7269,7 мД) и гидравлическая проводимость (57,4–4339,2 м/день), показывают положительный потенциал, но ограниченный умеренной защитой, на что указывает индекс продольной проводимости (0,004–0,6218 Сименс). Учитывая стремление большинства населения проживать в этом быстрорастущем и конкурентоспособном жилом комплексе, важно создание эффективных систем утилизации отходов для предотвращения утечки и инфильтрации вредных веществ, таких как фильтраты и другие органические/неорганические отходы, в уязвимые подземные источники воды, которые население использует для различных целей.

Чернореченское рудопроявление золота (Восточный Донбасс)

С.Г. Парада — 2024-09-30

Статья посвящена характеристике Чернореченского рудопроявления, – одного из перспективных золоторудных объектов Восточного Донбасса. Актуальность определяется необходимостью выявления промышленных запасов золота в Восточном Донбассе для диверсификации горнодобывающей отрасли. Цель. Предоставление научной общественности результатов изучения Чернореченского рудопроявления золота и авторского анализа особенностей его геологического строения на основе современных геодинамических концепций. Исходными данными явились материалы по геологическому строению, магматизму и рудоносности Восточного Донбасса, представленные в производственных отчетах о геологической съемке и поисковых работах на цветные металлы и золото, проведенных в последние пятьдесят лет, а также база цифровых данных результатов современных геофизических среднемасштабных съемок, охватывающих Восточную часть Донецкого бассейна и прилегающие территории. Методы. Металлогенический анализ геологических и геофизических данных на основе современных геодинамических концепций, в соответствии с которыми проявление магматизма несветаевского комплекса более всего отвечает обстановке конвергентных окраин, а магматизма миусско-керчикского комплекса – обстановке трансформных окраин. Результаты. Чернореченское рудопроявление золота является наиболее изученным в составе Кондаковской рудно-магматической системы (РМС). Здесь установлены золоторудные зоны с содержаниями золота до 6–8 г/т. Рудопроявление приурочено к присдвиговой трантенсионной структуре растяжения типа веера сбросов, являющейся структурной основой Кондаковской РМС. Геологическую основу рудопроявления составляют два малых штока андезито-дацитов в центральной части РМС. В составе рудопроявления выявлены четыре рудные зоны северо-западного простирания. Протяженность зон от 550 до 900 м, мощность от 10 до 145 м. Они представлены тектонически нарушенными и метасоматически измененными породам в экзо- и эндоконтактах штоков андезито-дацитов. Золоторудная минерализация представлена сульфидно-прожилково-вкрапленным типом, в составе которого преобладает пирит, а также отмечаются халькопирит, арсенопирит, галенит и сфалерит.

Моделирование оптимальных параметров, обеспечивающих эффективное глушение скважин в условиях аномально низких пластовых давлений

К.С. Ахмедов — 2024-09-30

Актуальность работы. Повышение эффективности капитального ремонта скважин в условиях снижения добычи углеводородов представляет собой актуальную задачу. Объектом исследования является процесс глушения газовых скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Для контроля технологических параметров при проведении ремонтных работ в скважине целесообразно разработать математические модели, количественно описывающие процесс глушения скважины, позволяющие проводить расчет и подбор оптимальных параметров жидкости глушения. Это позволит снизить фильтрацию в пласт технологических жидкостей и загрязнение призабойной зоны пласта, что способствует восстановлению продуктивности на доремонтном уровне и осуществлению быстрого ввода скважины в эксплуатацию. Разработка программы, совмещающей гидродинамическую и фильтрационную модели процессов блокировки призабойной зоны пласта, позволит подбирать оптимальные технико-технологические параметры и обеспечивать эффективное выполнение капитального ремонта скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Цель исследования. Повышение эффективности эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений и капитального ремонта скважин в условиях значительного падения пластовых давлений за счет разработки методов управления гидродинамическими процессами в призабойной зоне пласта. Методы исследования. Для достижения целей исследования нами проанализированы и систематизированы данные научно-технической и патентной литературы, проведены лабораторные и вычислительные эксперименты, которые позволили подробно изучить модели гидродинамических процессов фильтрации жидкостей в пласт. Разработанные математические модели, описывающие процесс глушения скважины, реализованы как комплекс программ для ЭВМ методом компьютерного моделирования. Результаты работы. Разработана и описана математическая модель процесса глушения для газовых скважин с пакером и без пакера. Приведены аналитические зависимости для расчета коэффициента аэрации, учитывающие диаметр штуцера для образования пены, пластовое давление и глубину скважины. На основе математической модели разработан и протестирован комплекс программ по выбору оптимальных технико-технологических параметров, обеспечивающих эффективное глушение скважины в условиях аномально низких пластовых давлений. Разработанная математическая модель является инструментом для расчета и подбора оптимальных технико-технологических параметров, обеспечивающих эффективное проведение ремонтных работ, исключающих работу на избыточных репрессиях и поглощение технологических жидкостей.

Региональные сдвиги и связанные с ними дислокации в осадочном чехле Скифско-Туранской плиты

В.И. Попков — 2024-09-30

Актуальность работы. В осадочном чехле Скифско-Туранской плиты достаточно широко представлены складчато-надвиговые дислокации, образовавшиеся под воздействием сил бокового сжатия. Горизонтальные тектонические движения обычно сопровождаются латеральным перемещением отдельных блоков земной коры, разделенных сдвигами. В отличие от надвиговых дислокаций информация о наличии сдвигов для Скифско-Туранской плиты крайне ограничена. Приведенные в работе сведения по указанной проблеме позволяют по-новому взглянуть на геодинамическую обстановку формирования платформенных территорий, а также могут способствовать решению некоторых нефтегеологических задач, поскольку в зонах региональных сдвигов часто сосредоточены скопления нефти и газа. Цель исследований. Изучение разломной тектоники запада Туранской плиты, присдвиговых складчатых и разрывных нарушений в осадочном чехле с целью определения их морфологии и условий образования. Методы исследования. Комплексный анализ геолого-геофизических материалов, включающий в себя данные высокоточной крупномасштабной аэромагнитной съемки, сейсмической разведки методом отраженных волн, глубокого бурения, дистанционных съемок. Произведена интерпретация временных разрезов с целью определения морфологии дислокаций. Проанализированы материалы бурения нефтепоисковых скважин. Выполнены структурные построения с привлечением данных сейсморазведки и бурения. Произведена корреляция разрезов скважин. С целью восстановления истории развития территории в целом и осложняющих ее складчато-разрывных дислокаций произведены палеотектонические построения. Применены методы структурного анализа. Результаты работы. На основании анализа материалов крупномасштабной (1:50 000) высокоточной аэромагнитной съемки составлена карта разломной тектоники запада Туранской плиты. Установлена сдвиговая природа региональных разломов северо-восточного простирания, амплитуда горизонтального смещения по которым достигает десятков километров. Многие из сдвигов были активны и в период формирования осадочного чехла платформы, в результате чего были сформированы характерные присдвиговые деформации, содержащие скопления нефти и газа. Проведенные исследования свидетельствуют о важной роли горизонтальных тектонических движений не только в формировании структуры складчатого основания платформы, но и перекрывающего его чехла. Полученные результаты могут быть использованы при изучении геологического строения других слабоизученных районов молодой платформы, а также способствовать выбору рациональной методики геологоразведочных работ на нефть и газ.

Рекреационное районирование Северо-Восточного Кавказа

Х.Ш. Забураева — 2024-09-30

Актуальность работы определяется необходимостью анализа пространственной дифференциации туристско-рекреационной деятельности на муниципальном и региональном уровнях в связи с развитием туризма на Северо-Восточном Кавказе. Цель работы – рекреационное районирование территории Северо-Восточного Кавказа на основе анализа туристско-рекреационного потенциала, пространственной организации рекреационных сетей, транспортной доступности и рекреационной освоенности. Методы работы: анализ и синтез результатов ранее проведенных исследований, контент-анализ, сравнительный, статистический и картографический. Карта-схема предлагаемого районирования составлена с использованием программы CorelDRAW путем синтеза карт Северо-Восточного Кавказа: административной, ландшафтной, геоморфологической, туристской, размещения санаторно-курортных организаций и плотности дорожной сети на муниципальном уровне. Результаты работы. Анализ трудов отечественных и зарубежных ученых, посвященных вопросам рекреационного районирования и зонирования территории, выявил множество подходов к определению критериев районирования, в зависимости от обозначенных целей, масштабов исследуемой территории, локализации ресурсного потенциала и др. Проведенные исследования позволили выделить на Северо-Восточном Кавказе шесть рекреационных районов, различающихся по целому ряду критериев (географическое положение, ландшафтная структура, обеспеченность туристско-рекреационным потенциалом, транспортная доступность, обеспеченность рекреационными учреждениями). Для каждого рекреационного района обоснованы приоритетные направления развития туризма и рекреации. Наиболее широкий набор разновидностей туристско-рекреационной деятельности (как существующих, так и перспективных) обнаружен в высокогорном рекреационном районе, где он в определенной степени лимитируется низким уровнем транспортной доступности, а наименьший – в низменном (полупустынном) районе. Приморский рекреационный район выгодно отличается наибольшей обеспеченностью туристической инфраструктурой, рекреационной освоенностью и возможностями для развития морского и лечебно-оздоровительного туризма. Полученные результаты могут способствовать решению текущих задач развития туристической отрасли, а также найти применение в разработке стратегий развития туризма в регионах Северо-Восточного Кавказа.

Оценка качества и степени защищённости подземных вод г. Владикавказа

Е.А. Зубков — 2024-09-30

Актуальность работы. В статье представлены результаты комплексных исследований используемых для питьевых целей подземных вод Промышленного района г. Владикавказа, где имеется опасность их техногенного загрязнения в процессе инфильтрации загрязняющих веществ с отвалов предприятия «Электроцинк», а также в результате постоянного увеличения их водоотбора. Полученные в ходе работы данные дадут научно обоснованные предпосылки для разработки фактических рекомендаций, направленных на сохранение естественного качества подземных вод при угрозе внешнего загрязнения. Целью работы является получение информации по качеству и степени защищенности подземных вод водозаборных сооружений г. Владикавказа: Заводской участок, участок «Северный», ООО «Дарьял» и ООО «Агрофирма Фат». Методы. Исследованы такие параметры гидрохимического состава подземных вод, как общая минерализация, жесткость, водородный показатель, перманганатная окисляемость (ХПК), содержание главных ионов, фтора, нитратов, марганца, железа общего, алюминия, стронция и хрома. Выявлены особенности химического состава и проведена общая оценка качества подземных вод, а также получены данные для определения степени защищенности эксплуатируемого водоносного горизонта от внешних источников загрязнения. Результат работы. С 2000-х гг. наблюдается увеличение минерализации, содержания хлорид-ионов и нитрат-ионов, показателя жесткости подземных вод, который в несколько раз превысил нормативы ПДК, что свидетельствует о техногенном влиянии на подземную гидросферу, в результате чего происходит частичное ухудшение качества отбираемой воды. Другие исследуемые компоненты содержатся в подземных водах в допустимых количествах. Как показал анализ имеющихся гидрохимических данных, несмотря на повышенные показатели жесткости, подземные воды характеризуются как условно чистые (1-я категория качества), по степени устойчивости к техногенному воздействию – устойчивое состояние. По степени защищенности, подземные воды эксплуатируемого Акчагыл-Апшеронского водоносного комплекса на территории Промышленного района г. Владикавказа, могут рассматриваться как защищенные (V категория защищенности по В. М. Гольдбергу).

Математическое моделирование аэродинамики идеализированных горных ущелий

Е.С. Каменецкий — 2024-09-30

Актуальность работы. В горных территориях расположены хвостохранилища, в которых, часто открытым способом, содержатся «хвосты» – отходы деятельности горнодобывающих комбинатов, откуда в летнее время, при солнечном нагреве и заметном ветре в виде мелкой пыли хвосты попадают в атмосферу горных ущелий. Многофакторные течения воздуха и сложные закономерности аэродинамики горных ущелий обусловливают необходимость исследования каждого конкретного ущелья отдельно. Изучение горных ущелий идеализированной формы удобно использовать для подробного анализа атмосферных течений в практически важных прикладных задачах мониторинга аэродинамических характеристик и распространения ЗВ в реальных ущельях. Методы. При помощи математического моделирования рассматриваются трехмерные изотермические течения атмосферы в горном ущелье с идеализированной геометрической формой в виде прямоугольной каверны, ориентированной с юга на север. Целью исследования является изучение влияния отношения ширины горного ущелья к его высоте и сопоставление результатов модельных расчетов, полученных для Алагирского ущелья, РСО-Алания, РФ. Результаты. Показано, что при отношении ширины к его высоте большем трех горное ущелье относится к условно «широким». Анализ аэродинамических свойств Алагирского ущелья позволяет сделать вывод, что в точке нахождения Унальского хвостохранилища это ущелье соответствует широким ущельям. Такой вывод можно сделать из соответствия роз ветров этих ущелий и из приблизительного соответствия нестационарных режимов течения по направлениям внешнего ветра. Для идеализированных ущелий разной ширины показаны розы ветров, характерные профили скорости ветра в поперечном сечении ущелья, частоты и амплитуды возникающих осцилляций при разных направлениях внешнего ветра, а также распределения концентрации примеси от источника, расположенного на дне ущелья, как маркера режимов течения. Знание закономерностей течения воздуха в идеализированных горных ущельях позволяет проводить более глубокий анализ аэродинамических режимов и основных свойств рассеяния загрязняющих веществ в реальных горных ущельях, а также осуществлять реалистичные прогнозы на основе идеализированных моделей.

Пространственно-временная изменчивость ионного стока в бассейне р. Кубани

Р.С. Комаров — 2024-09-30

Актуальность работы. Исследование стока растворенных веществ (в том числе ионного стока рек) имеет важное значение в глобальном масштабе. Происходящие изменения в окружающей среде оказывают влияние на процессы формирования химического состава и качества речных вод в бассейне Кубани. Цель работы. Проанализировать пространственно-временную изменчивость ионного стока в пределах бассейна р. Кубани. Методы исследования. Исследование проведено на основе многолетних гидрологических и гидрохимических данных государственной наблюдательной сети Росгидромета за период с 1990 по 2020 гг. Статистически значимые тенденции ионного стока определялись с помощью коэффициента ранговой корреляции Кендалла. Теснота связи между водным и ионным стоком находилась с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Для выделения характерных периодов ионного стока использовался графоаналитический метод нормализованных разностно-интегральных кривых. Существенность различий выделенных временных интервалов проверялась с помощью непараметрического U-критерия Манна-Уитни. Результаты работы. По длине реки Кубани величина ионного стока последовательно возрастала и достигала максимальных значений в нижнем течении. Среди притоков наибольшие величины абсолютных значений ионного стока характерны для рр. Лабы и Белой. При рассмотрении пространственного распределения модулей стока была обнаружена неоднородность интенсивности выноса ионов в пределах водосбора р. Кубани, обусловленная совокупным влиянием природных и техногенных факторов. Анализ многолетних колебаний ионного стока показал, что чаще всего определяющим фактором в его динамике был водный сток. Наблюдались статистически достоверные тенденции изменчивости ионного стока в нижнем течении р. Кубани, ее дельте и рр. Пшиш и Псекупс. Существенные изменения в выносе ионов через рук. Протока связаны с сокращением водного стока на фоне продолжающегося уменьшения минерализации воды.

Биотрансформация углеводородов в составе нефтешлама (на примере объекта исторического загрязнения в Чеченской Республике)

М.Ю. Маркарова — 2024-09-30

Актуальность работы. Проблема рекультивации земель и ликвидации шламонакопителей в Чеченской республике стоит остро из-за отсутствия фактического опыта таких работ и малочисленности исследований в этом направлении. Состав нефти на объектах истоических загрязнений и нефтеотходов в амбарах и шламонакопителях сильно варьирует, что предполагает и разные подходы в методах переработки. Целью исследования было изучение разных способов биодеструкции нефтяных углеводородов в составе нефтешламов бывшего Новогрозненского нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) по показателям изменения состава остаточной нефти в полевых и лабораторных опытах. Методы исследования. В полевом и лабораторно-вегетационном опытах проведено исследование методов детоксикации нефтешлама объекта накопленного экологического ущерба прошлых лет в Чеченской Республике. Оценку опытных грунтов проводили по изменению концентрации нефтепродуктов, структуры фракции нормальных парафинов и изоалканов, активности микробиоты. Результаты работы. Изучено влияние на скорость и качество биодеструкции нефтеуглеводородов комплекса методов биоремедиации с примением нефтеокисляющих аборигенных микроорганизмов, структураторов и сидератов в аэробных и частично анаэробных условиях. Показано, что на первом этапе ремедиации (обработка почвы) происходит активная детоксикация нефти, снижение в 2‒4 раза концентрации ПАУ. Наиболее эффектино разрушению ПАУ подвергаются при использовании комплекса приемов: биопрепарата, структуратора и укрывного материала. На стадии фиторемедиации почвогрунт очищается наиболее быстро (до 85‒90% от начального уровня загрязнения) при предварительной подготовке путем ремедиации со структуратором и биопрепаратом в аэробных условиях. В этом случае концентрация алкановой фракции заметно снижается. При фиторемедиации почвогрунта, подготовленного в частично анаэробных условиях, концентрация н-алканов возрастает наряду со снижением общей концентрации нефти. Перспективность использования методов частично анаэробного нефтеокисления при использовании укрывного материала определяется, в первую очередь, возможностью глубокой трансформации нефтепродуктов в почвенный углерод с перспективой повышения показателей почвенного плодородия и увеличением эффекта декарбонизации после нефтяных загрязнений.

Трехмерные геоэкологические модели при прогнозировании уровня моря на Черноморском побережье Кавказа

И.Ю. Матасова — 2024-09-30

Актуальность работы. Изменение климата и связанные с ним экономические последствия усиливают геоэкологические риски вдоль Черноморского побережья Кавказа, при этом особенно страдает субтропическая зона России. Хотя этот регион обладает большим потенциалом для развития пляжного туризма, здесь все чаще реализуются опасные гидрометеорологические явления высокой степени интенсивности. Для обеспечения устойчивого развития прибрежной инфраструктуры и реализации эффективных мер по защите береговой линии важно точно прогнозировать межгодовую изменчивость и экстремальные колебания уровня Черного моря. Цель исследований – совершенствование методов формирования трехмерных геоэкологических моделей при прогнозировании уровня моря на Черноморском побережье Кавказа. Методика исследований заключалась в использовании комплексного подхода, объединяющегося в анализе существующей литературы с данными Единой государственной информационной системы для создания базы данных уровня Черного моря (по посту г. Сочи). Значения уровня моря статистически обрабатывались и дополнялись с помощью трехмерной интерполяции. Формирование трехмерных моделей осуществлялось в программе Gnuplot, а регрессионных моделей (для двумерной постановки задачи) − в MS Excel методом наименьших квадратов. Результатами исследования стала разработка авторского подхода к обработке долгосрочных временных рядов данных, позволяющего существенно видоизменить подходы к формированию трехмерных геоэкологических моделей. В результате установлено, что для каждого 1-го и 5-го года рост времени наблюдения с 1927 по 2017 гг. приводит к росту уровня Черного моря, по полиноминальному закону на 5,4 %. При этом большая часть из этого роста приурочена к последним 20-ти годам. Дальнейшие исследования следует вести в направлении эффективной интеграции авторского подхода в геостатистический анализ для совершенствования ГИС технологий.

Моделирование отвесной стенки активного клифа по данным лидарной съемки (на примере Краснодарского водохранилища)

А.А. Лагута — 2024-09-30

Актуальность работы. Берега Краснодарского водохранилища на отдельных участках продолжают активное формирование с разрушением уступа II надпойменной террасы долины р. Кубани. В береговой зоне водохранилища на данной террасе расположены многочисленные объекты застройки, относящиеся к различным функциональным зонам (жилой, рекреационной и др.) МО город Краснодар. Цель работы. Разработка методики создания и анализа цифровой модели рельефа активного клифа, ориентированной на отвесный обрыв с отрицательными уклонами, с оценкой формы и размеров волноприбойных ниш. Методы. В результате лидарной съемки получено облако точек лазерных отражений (ТЛО) в пределах тестового участка активного клифа протяженностью 458 м и выполнена классификация ТЛО с выделением класса «земля». В целях исключения из модели отрицательных уклонов выполнено преобразование системы координат ТЛО, выраженное в замещении координат по оси X на расстояние вдоль бровки клифа и повороте массива точек вокруг новой оси абсцисс на минус 90°. После преобразования системы координат построена цифровая модель рельефа стенки откоса с выделением волноприбойных ниш на основе индекса TPI. Результаты. Разработана методика моделирования форм рельефа с отрицательным уклоном. Определены форма, размеры и пространственное положение волноприбойных ниш. Всего в пределах участка выделено 14 отдельных ниш при общей длине 394,72 м. Средняя глубина ниш – 0,51 м, максимальная – 1,79 м; средняя длина – 28,82 м, максимальная – 84,16 м. Средняя величина уклона поверхности откоса по участку составляет 57,97°; средний положительный уклон – 52,12°, средний отрицательный уклон – 72,58°. Обнаружена значительная вариабельность высотного положения волноприбойных ниш на откосе (от 33,89 до 37,82 м БС). Общий объем массы грунта, заключенный над волноприбойной нишей между поверхностью откоса и вертикальной плоскостью, касательной к самой глубокой точке ниши, в пределах участка работ составляет 743,88 м3

О техногенной деградации речных систем в Восточном Приазовье: гидрографический аспект

А.В. Погорелов — 2024-09-30

Актуальность работы. Исследуемая территория включает бассейны рек Бейсуг, Челбас, Албаши, Ясени, Ея, Чубурка общей площадью более 23 тыс. км2 с суммарной длиной водотоков 7,66 тыс. км. Непрерывная техногенная деградация этих рек вследствие нарушения дренажа многочисленными перегораживающими сооружениями, распашки и перепланировки поверхности водосборов ведет к утрате реками своего водно-ресурсного потенциала. Гидрографические аспекты деградации указанных речных систем до сих пор слабо изучены. Цель исследования. Получение количественных оценок трансформации речных систем на базе гидрографических характеристик (длина водотоков, зарегулированность рек, распаханность водосборов и др.) за последние десятилетия (1999–2021 гг.) для последующей интерпретации в увязке с региональными водно-балансовыми изменениями. Методы исследования. Геоинформационные технологии применены при обработке материалов дистанционного зондирования Земли, а также при картографировании. Векторизация контуров частных водосборов и водно-эрозионной сети осуществлялась с помощью инструментов пространственного анализа в среде ГИС. Положение перегораживающих сооружений на реках определялось по данным спутниковых снимков с избирательной верификацией при проведении полевых работ (2018–2024 гг.). Распознавание типов земной поверхности / землепользования выполнено на спутниковых снимках посредством автоматизированной классификации. Результаты работы. На водосборах обнаружено около 3 тыс. перегораживающих сооружений со средней плотностью 0,13 ед./км2. Техногенные преобразования речных систем характеризуются изменениями структуры землепользования, сокращением длины водотоков и уменьшением густоты водно-эрозионной сети. Суммарная длина водотоков в исследуемых водосборах сократилась на 1618 км или на 17,4 %. Площадь сельскохозяйственных полей в отдельных бассейнах сократилась от 1,2 % (Бейсуг) до 4,7 % (Челбас). Повсеместно на водосборах низшего порядка выявлены «отмирания» верхних участков речной и балочной сети и нарушения дренированности территории. Динамика речной сети свидетельствует о неуклонной водохозяйственной деградации рек в Восточном Приазовье.

Юбилей Владислава Борисовича Заалишвили

В.Б. Заалишвили — 2024-09-30

Юбилей Юрия Константиновича Чернова

В.Б. Заалишвили — 2024-09-30