永冻土地区的环境

工业项目的合理选址、区域基础设施的优化发展、安全经济的建设、保护正在开发的区域不受危险地质和冻土过程的影响以及环境保护，必须首先建立在了解冻土环境形成和发展的基础上。显然，合理发展的方案必须根据国家区域规划和设计方案来制定，a)在国家发展总体规划的发展层面(全联盟、部门和共和国的发展和生产配置方案等)。在区域规划层面，当区域规划的方案(项目)提供了国家经济项目(采矿、发电、工业中心、城市和定居点)的选址时，(c)在特定工业和其他企业的设计层面，当制定出合理利用地质环境的特定项目时。这包括保护和环境保护措施，保证安全施工，为人类活动和生活条件提供必要的舒适，保护地质环境免受有害技术影响(第三阶段)。显然，在制定合理利用地质环境的计划的不同阶段，必须保持决策的连续性。

在第一阶段，必须根据现有的国家地质、工程地质和地质水文地图和其他资料，制定合理利用、控制和保护区域地质环境的综合方案。在区域规划方案(项目)编制过程中，合理利用和保护地质环境规划的具体规定，需要对所开发区域进行地质水文地质勘察等专项工程。有必要在此基础上，根据区域发展规划编制环境保护措施规划。第三阶段是在工程地质调查资料的基础上，进行保护和环保项目的详细开发。

合理利用地质环境的主要挑战之一是保证建筑的可靠性。如上所述，两种可供选择的原则被用于在冻土层中作为基础的施工多年冻土地区．要选择其中的哪一种，不仅需要有关正在开发地区的工程地质条件的资料，而且还需要有关结构的资料。没有后者，在大多数情况下，构建原则的选择问题是无法解决的。但是，人们可以就一项或另一项原则在小规模工程-地质制图方面的主要用途提出一些建议。因此，在低温富冰区和高度富冰区(含冰量大于0.2-0.4，含冰物较多)宜按第1原则施工。在地震活动频繁的地区，优先考虑第一个原则，因为使用第二个原则会增加抗震设计和建设成本。它是适合使用的冻土根据第二原则，在硬岩和低融化固结地层发育的地区。在有永久冻土岛的地区，可以同时使用第一和第二项原则。

因此，冻土的分布和年平均温度，第四纪前岩石的主要复合体，第四纪沉积物的“成因”类型和冰含量，该地区宏观地形的成因类型和地震活动，考虑到多年冻土区内积累的建设经验，可以选择建设原则(图19.1)。原理图显示了以下区域:1)只使用地基作为结构基础的第一原则;2)主要使用第一种原则，但也可以使用第二种原则;3)主要采用第二种原则，但也可以采用第一种原则;4)只使用第二个原则。

显然，所给出的地图由于其粗略的性质，不能就构造原则的选择提供一个明确的答案;但是，它指导研究人员在永久冻土区的每个部分选择一种或其他原则的可行性。

多年冻土区地下水的合理利用包括解决地下水的污染和枯竭问题。地下水资源的枯竭发生在从地球内部抽取的数量超过自然(或人工)补充的过程中，以及地下水补充和补充时

图19.1。根据地面作为基础的使用原则显示永久冻土区的示意图:1 -原则一;2 -主要是原则一，但原则二也可以遵循;3 -主要是原则II，但原则I可以遵循;4 -仅适用于原则II;5 -永久冻土极限。

图19.1。根据地面作为基础的使用原则显示永久冻土区的示意图:1 -原则一;2 -主要是原则一，但原则二也可以遵循;3 -主要是原则II，但原则I可以遵循;4 -仅适用于原则II;5 -永久冻土极限。

水文地质结构破坏了补给条件。对于那些水-热制度对外部影响最敏感的永久冻土地区，后者是最有可能和最危险的。如果遵守某些合理使用规则并采取一些措施，多年冻土地区的地下水枯竭是可以防止的。首先，有必要保持深层地下水补给区域的解冻。它们是辐射热、水下、渗流和地面渗透融区．它们的冻结可能是由于一个地区的工业发展造成的，包括植被减少、积雪清除和巩固，或在道路建设期间在塔顶上建立人工覆盖物等。其次，必须防止勘探矿床及其开发后留下的矿井开口(孔洞和竖井)排放深层地下水。最后，必须组织人工补充地下水，包括一系列旨在增加含水层、复合体和整个水文地质构造的地下水量的措施。

保护多年冻土地区的地下水不受污染规定了一系列措施，目的在于防止、保持(或改善)其质量和消除技术负荷的不利影响。首先，地下水自然污染保护能力的评价应在揭示防止污染物进入地下水流域的保护因素的基础上进行。在这种情况下，必须分析曝气带、地表以下第一围水层和含水层的水动力隔离。对于多年冻土区，由于多年冻土区是一个完整的围水层，地下水的补给、排泄和流动都是通过多年冻土区进行的，因此有必要分析多年冻土区的特征和地层分布。

这些结构位于连续多年冻土对技术影响不太敏感;位于岛状和断续多年冻土带内，降水-辐射信号广泛发育的构造最为敏感。人们可以建议为每一种水文地质构造建立专门用途的水保护区，在这些区域内必须采取一系列旨在保护地下水的措施。在整个永久冻土区和水保护区内，防止地下水枯竭和污染的保护应以保持系统“地表条件-冻土-地下水”的自然热力学平衡为目标。

许多发达地区的经验表明，保护地下水不受污染比消除其后果更容易。这意味着地下水保护问题早在开发的第一阶段就出现了，为了解决这一问题，有必要在永久冻土的每个区域内进行各种地质水文地质调查，包括调查、预测和特殊目的的制度观察。

在多年冻土区的工业/经济发展过程中，涉及到广大地区。在这些区域内，整个复杂的自然环境被破坏。这种对自然条件的破坏通常不仅延伸到正在施工的场地，而且还延伸到整个基础设施建设区域(通道、电力线路、服务线路等)。植物群落的自然恢复进展非常缓慢，有些根本无法恢复。因此，早在经济活动开始之前，就有必要不仅对工程进行评估地质条件并对其变化进行预测，同时还制定了旨在恢复(恢复)受干扰部分的措施。

为此目的，采用了生物再培养的方法。生物再植包括人工创造各种类型、目的和生产力的植被覆盖。在多年冻土区内进行生物再种植可以解决以下问题:a)减少或预防与季节性急剧增加相关的覆盖技术扰动的后果地面解冻深度;B)稳定沙堤防水和作用风蚀；C)在卫生和美观方面创造符合居民要求的绿色景观;D)恢复动物生存的必要条件。

由于多年冻土区的自然气候条件不同，生物再生的方法也各不相同。在土壤植被被完全破坏的地区或在人工堤防上使用的主要方法是播草、石灰预处理种植灌木和施用矿物肥料有机肥料．在水分条件良好和草皮破坏程度适中的情况下，在许多情况下，可以将这些方法限制为施用矿物肥料和强制性石灰预处理，以便在进行平整后恢复植被覆盖。适合生物再植的植物种类必须具备抗寒能力强、长时间能形成牢固的草皮覆盖层、生长速度快、一年生果、萌发能力较高、自然界数量多等多种形态特征。在北方定居点，防止水土流失和植树的有效方法是种植本地柳树嫁接。植物，尤其是从其他地区带到这里的植物，要想安全越冬，最基本的条件是有相当厚的积雪。冬季，在人工复种区域内，不得加固或清除积雪;在有风吹的区域，应采取促进积雪积累的措施。

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