Статья: История изучения метелевого переноса снега: международные аспекты и вызовы (2025)

Для сохранения устойчивости зданий и сооружений во время строительства и в течение всего срока службы необходимо обеспечение несущей способности грунтовых оснований. Расчет сопротивления грунта основания нагрузкам в соответствии с СП 22.13330.2016 ведется на основании показателей сцепления и угла внутреннего трения. При этом данные показатели согласно п. 5.3.9 СП 22.13330.2016 должны определяться по ГОСТ 12248-2020. Авторами данной статьи ранее были отмечены недостатки методик полевых и лабораторных испытаний прочностных свойств грунтов, рекомендованных в вышеуказанном ГОСТ, что приводит к существенным ошибкам в измерении показателей сцепления и угла внутреннего трения. В данной статье проведена количественная оценка влияния погрешности измерения удельного сцепления на 1 кПа и угла внутреннего трения на 1 градус при расчете сопротивления грунта основания R, определяемого по методике расчета оснований по деформациям (п. 5.6 СП 22.13330.2016), а также при расчете вертикальной составляющей силы предельного сопротивления

В статье излагаются результаты расчета интенсивности смыва почвы вследствие водной эрозии на водосборе балки площадью 135000 м2. Предложена методика расчета смыва почвы, основанная на использовании свойств цезия-137 чернобыльского происхождения маркировать почву разной степени смытости. Расчетные уравнения, основу которых составили удельная активность цезия-137 (предиктант), площадь сбора и профильная кривизна (предикторы) разработаны для одиннадцати частных микроводосборов (расчетных участков). Предложена точечная карта интенсивности смыва почвы для изучаемого водосбора. Максимальные значения смыва на карте достигают более 20 тонн/га в год. Приводятся данные по интенсивности доставки смытого почвенного материала с водосборной поверхности ложбины в балку (1,5–2,0 тонн/га в год). Превышение в 20 раз точечных значений интенсивности смыва почвы над интенсивностью смыва почвы со всего водосбора свидетельствует о необходимости проведения дополнительных исследований по уточнению местоположения участков внутрисклоновой аккумуляции смываемого почвенного материала. Места аккумуляции маркируются отрицательными значениями профильной кривизны. В дальнейших исследованиях предполагается в зоны аккумуляции включать участки склоновой поверхности, расположенные в местах с положительными, но невысокими значениями профильной кривизны. Практическое значение исследования – землепользователи впервые получили карту пространственного распределения участков разной интенсивности протекания водной эрозии на малом водосборе в бассейне верхней Оки.

Математическое моделирование гидрологического режима необходимо при обосновании инженерных мероприятий с целью защиты от наводнений, оценка русловых процессов – при обосновании инженерных мероприятий по обеспечению устойчивости русел рек. При нарушении устойчивости русел рек могут происходить значимые размывы русла и берегов рек, что может являться угрозой безопасности расположенных вблизи объектов. Поэтому оценка устойчивости русел рек и возможных размывов является актуальной задачей, решение которой осуществляется с использованием методов математического моделирования. В качестве исходных данных для моделирования используются результаты гидрологических наблюдений стока и уровенного режима рек, а также гидрометрических измерений координат поперечных сечений на исследуемом расчетном участке и характеристики влекомых наносов. В статье рассмотрен метод математического моделирования гидрологического режима рек с использованием системы уравнений неустановившегося движения воды. В результате математического моделирования неравномерного движения воды определяются уровни воды в реке и средние в живых сечениях скорости течения, с использованием которых выполняется расчет местных продольных скоростей течения воды. Приведена характеристика метода оценки русловых процессов, включая устойчивость русла реки и его возможный размыв с использованием результатов расчетов местных продольных скоростей течения и характеристик гранулометрического (механического) состава влекомых наносов. Показаны зависимости для определения допускаемых (неразмывающих) скоростей течения с учетом корректива Кориолиса (кинетической энергии) и расчетные формулы для определения прогнозных величин вертикальных (глубинных) деформаций, обусловленных движением гряд влекомых наносов. Результаты исследований с использованием предложенных методов приведены на примерах математического моделирования гидрологического режима на участках рек Беларуси. По результатам исследований разработаны рекомендации по обеспечению устойчивости русла для исследуемых участков рек.

На многих водотоках криолитозоны наблюдается прекращение стока в зимний период из-за их промерзания до дна на перекатах или на большом протяжении. Изучение характеристик бессточных периодов актуально в связи с вопросами организации бесперебойного водоснабжения, эксплуатации зимников и ледовых переправ. Также исследования по этой теме расширяют имеющиеся знания о реакции средних и малых водосборов, расположенных в зоне многолетней мерзлоты, на климатические изменения. Целью данного исследования является анализ изменений продолжительности стока и других гидрологических характеристик рек Центральной Якутии в условиях изменения климата. В качестве объектов исследования рассматривались 8 перемерзающих рек Центральной Якутии с площадью водосборов от 20,3 до 11 600 км². Выполнялась оценка трендов во временных рядах гидрологических и метеорологических характеристик, а также проводился корреляционный анализ для выявления связи между изменением характеристик продолжительности и объёма стока и температурными условиями и количеством осадков на водосборе. Выявлено, что на 7 реках из 8 годовой слой стока растёт, в половине случаев статистически значимо. Практически на всех рассмотренных водотоках наблюдается незначимое увеличение периода стока (на 1,3–4,8 дней/10 лет), обусловленное смещением на более раннее время даты начала стока весной и более поздним его окончанием осенью. Изменение даты начала стока вызвано ростом температуры воздуха в апреле и мае. На время окончания стока в большей степени влияют осадки тёплого периода на одних реках и температурные условия осенью и в начале зимы – на других. Также на 7 объектах присутствует тренд к смещению на более раннее время даты прохождения максимального суточного расхода воды за год (статистически значимый – на трёх постах). На одной реке выявлено увеличение длительности летнего пересыхания.

В настоящей статье представлены результаты оценки поступления химических компонентов с дождями и их выноса с речными водами в контрастных условиях увлажненности водосборов. Анализ выполнен на основе натурных данных, полученных в летне-осенний период 2014–2022 гг. на водосборах ручьев, формирующих сток реки четвертого порядка. Основываясь на рассмотрении взаимосвязи концентраций химических компонентов и расхода воды, в работе обсуждаются актуальные вопросы возможных причин разной динамики и характера поведения растворенных веществ во время экспорта из наземных экосистем в ручьи. Атмосферные осадки исследуемой территории представляют собой маломинерализованные слабокислые растворы, основным компонентом которых является растворенный органический углерод. Во влажные годы поступление суммы минеральных компонентов было выше, чем в относительно сухие на 18 %, органических – на 44 %. Речные водосборы отличаются набором ландшафтообразующих факторов и проявляют разную чувствительность к условиям увлажнения. Отличия в поведении растворенных веществ в ручьях обусловлены сезонными изменениями гидрометеорологических условий и смешением различных источников поступления воды. В водах всех изучаемых ручьев растворенные формы углерода и сульфаты определены как наиболее динамичные и чувствительные к гидрологическим изменениям, а хлориды, калий, кремний и фосфор демонстрируют статичность и отсутствие достоверной связи с водностью. Различный характер поведения растворенных веществ в ручьевых водах соседних бассейнов установлен для нитратного азота, алюминия, железа и марганца, основным источником которых является почвенно-растительный блок, а также для кальция, магния и натрия, поступающих, преимущественно, с почвенно-грунтовыми водами. Показано, что наибольшие концентрации растворенных минеральных компонентов наблюдаются в сезоны с пониженной водностью, органических – с повышенной. При этом в многоводные годы экспорт минеральных растворенных веществ увеличивается на 14–67 %, растворенного органического углерода на 24–100 % по сравнению со среднемноголетним значением. Основную долю выносимых минеральных компонентов составляют растворимые формы кальция, кремния и неорганического углерода. Вне зависимости от увлажнения наибольший вклад минеральных компонентов в сток главной реки вносят воды притока третьего порядка, водосбор которого подстилается горными породами основного и среднего состава. Из бассейна с высокой долей площади коренных хвойных лесов экспортируется наибольшее количество растворенного органического углерода (0,1–2,0 т/км2) и нитратов (0,1–0,2 тN/км2) за сезон. Установлено, что в ручьях второго порядка, почвы которых формируются на устойчивых к внешним воздействиям коренных породах преимущественно кислого состава, растворенные формы органического углерода преобладают над неорганическими. В водах ручья третьего порядка незначительное доминирование растворенного органического углерода выявлено только в годы повышенной водности.