Роль трансформации нефтяного загрязнения в изменении свойств грунтов слоев сезонного оттаивания и сезонного промерзания

Глава 2. Характеристика объектов и методика моделирования изменения глубин сезонного оттаивания и сезонного промерзания под влиянием нефтяного загрязнения.

В качестве объектов исследования были выбраны районы с разными типами сезонного оттаивания и промерзания в 2-х нефтегазоносных провинциях: Западной Сибири и Европейском севере. Для Европейского севера были выбраны районы п. Хоседа-Хард и с. Усть-Уса. В Западной Сибири были выбраны районы г. Уренгой и г. Тарко-Сале. В качестве объектов исследования промерзающих грунтов были выбраны район г. Ханты-Мансийск и район г. Ухта. Сходность природных условий определила общность условий формирования ММП обоих выбранных регионов. Однако различия в величинах теплопотоков, большая мягкость современного климата Европейского Севера России определяют различия в распространении климатических и геокриологических зон. Выбранные районы характеризуются различными типами распространения многолетнемерзлых пород: от прерывистого для районов Западной Сибири до массивно-островного и редкоостровного - для районов Европейского Севера. Также выбранным районам Западной Сибири характерны более устойчивые типы сезонного оттаивания: длительно-устойчивый и полупереходный, для районов Европейского Севера - полупереходный и переходный. Выбор площадок исследования был обусловлен тем, что выбранные районы находятся в крупных нефтегазоносных провинциях и через них проходят магистральные нефтепроводы.

Для сравнения результатов проводимых расчетов с результатами полевых наблюдений изменения глубины сезонного оттаивания под влиянием нефтяного загрязнения была проведена серия аналогичных расчетов и для района г. Фэйрбэнкс на Аляске, где многолетнемерзлые породы относятся в основном, к прерывистому типу распространения ММП.

При нефтяном загрязнении теплофизические свойства пород слоя сезонного оттаивания или промерзания постоянно изменяются во времени, что определяет нестационарность теплофизического процесса. В связи с этим расчет глубин сезонного оттаивания и промерзания грунтов по приближенным формулам становится не корректным. Для этой цели необходимо использовать численные методы расчета, которые позволяют оценить динамику процесса оттаивания и промерзания с изменяющимися во времени и пространстве теплофизическими свойствами грунтов, а также учетом изменения альбедо поверхности при нефтяном загрязнении через изменение температуры поверхности грунтов. Данные расчеты реализованы с помощью программы <Тепло>.

При постановке задачи по моделированию изменения глубин сезонного оттаивания и сезонного промерзания под влиянием нефтяного загрязнения и его трансформации выбраны следующие факторы оценки: 1) изменение альбедо поверхности грунтов; 2) изменение глубины проникновения нефти и степени загрязнения грунтов во времени; 3) изменение теплофизических свойств грунтов как при загрязнении нефтью, так и при ее трансформации; 4) удаление растительного покрова.