payday loans
Главная Научная деятельность Региональные отделения
Русский          English

Якутское отделение

Chzan1

 

 


Руководитель
– главный научный сотрудник Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН, действительный член Российской инженерной академии (РИА), доктор технических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации и Республики Саха (Якутия) Чжан Рудольф Владимирович.
Он является одним из ведущих специалистов в области инженерного мерзлотоведения, автором более 150 научных трудов, в том числе трех монографий, соавтором 10 патентов, 2 сборников практических рекомендаций.

 

Якутское отделение Российской инженерной академии (РИА) ведет свою историю с 1991 г., когда под руководством директора Института мерзлотоведения СО РАН (г. Якутск), д.т.н. Р.М. Каменского было организовано Северо-Восточное отделение РИА, которое в 2006 г. было реорганизовано в Якутское отделение РИА. Отделение ведет научные исследования и разработки в области естественных и технических наук. Деятельность Якутского отделения РИА всегда была ориентирована на решение крупных научных, прикладных и инновационных  задач, возникающих при освоении природных ресурсов в криолитозоне. Эти задачи охватывают основные производственные отрасли России и Республики Саха (Якутия) – строительство, транспорт, добычу газа, нефти, алмазов, гидроэнергетику и водное хозяйство, горную промышленность и т.д.

 

Yakutsk1

Заседание рабочей группы Якутского регионального отделения РИА.
г. Якутск, май 2015 г.
В центре – руководитель Якутского регионального отделения РИА Р.В. Чжан


Устойчивое экономическое и социальное развитие страны во многом зависит от осуществления федеральных мега-проектов, реализуемых на территории Республики Саха (Якутия) и сопредельных территориях. Это:  проекты  Южно-Якутского гидроэнергетического комплекса; Талаканского нефте-газо-конденсатного месторождения; Эльконского уранового месторождения,  железорудных и угольных месторождений Южной Якутии; алмазоносных рудников «Мир», «Интернациональный», «Айхал»,  «Удачный», «Нюрбинский» в Западной Якутии; нефтепровод «Восточная Сибирь – Тихий океан»; железные дороги «Улак-Эльга» и «Томмот-Кердем-Якутск» и др. Успешная реализация этих проектов связана с безаварийной эксплуатацией различных инженерных сооружений. Учитывая, что специфика мерзлых грунтов определяется динамикой их свойств в зависимости от температуры, давления и других факторов,  геокриологический мониторинг и прогноз являются важным и необходимым в оценке устойчивости сооружений в условиях потепления климата.

Вот некоторые из них, в которых ЯО РИА принимает непосредственное участие.

В области газо-нефтяной тематики были проведены, а на ряде объектов продолжаются в рамках мониторинговых программ, исследования на севере Красноярского края (ЗАО «Ванкорнефть» (г. Красноярск) ­­­– « Геокриологический мониторинг на Ванкорском месторождении»); в Восточной Сибири по трассе трубопроводной системы «Восточная Сибирь – Тихий океан» (ООО «Стройрезерв» (г. Москва)«Организация и проведение мониторинга геотермической среды, водных объектов, поверхностных вод и донных отложений в период строительства трубопроводной системы «Восточная Сибирь-Тихий океан (участка Алдан-Тында, Тында-Сковородино)»); в Якутии (ОАО «Сахатранснефтегаз» – «Геотермические исследования на Среднетюнгском ГКМ»).

В области горно-гидротехнической тематики это объекты Центральной и Западной Якутии, и Магаданской области. Созданы системы геокриологического мониторинга на подземных рудниках «Интернациональный» и «МИР», на каскаде Вилюйских ГЭС и гидротехнических сооружениях  ГОКов в Западной Якутии. Эти системы представляют собой комплекс расчетных и прогнозных программ по регулированию режима замораживания свайного основания в соответствии с данными термометрических наблюдений по скважинам. Использование систем геотермического контроля позволит оперативно управлять мерзлотными условиями оснований, что обеспечит устойчивость сооружений.

Yakutsk2

Интерпретация системы геотермического контроля подземного рудника «МИР»
в Западной Якутии


На основании мониторинговых исследований на Аркагалинской ГРЭС ОАО «Магаданэнерго» показана возможность многолетней успешной работы низконапорных гидроузлов в криолитозоне, плотины которых изначально были запроектированы по мерзлому варианту (с мерзлым противофильтрационным ядром), но при эксплуатации перешли в талое состояние. Этот факт имеет принципиальное значение, так как позволяет пересмотреть СНиП по проектированию гидроузлов этого класса. Сформулированы определяющие понятия и требования, относящиеся к низконапорным гидротехническим сооружениям на многолетнемёрзлых основаниях, на основе которых составлены рекомендации по их проектированию, строительству и эксплуатации. Рекомендации могут быть использованы при создании новых и реконструкции существующих гидроузлов водохозяйственного и мелиоративного назначения в криолитозоне.

В ходе работ по созданию федерального криохранилища семян растений (Якутск, территория Института мерзлотоведения СО РАН), введенного в 2012 г., был решен ряд задач проектирования, строительства и эксплуатации подземных инженерных сооружений в толще многолетнемерзлых пород. Реализованы новые патентные разработки по использованию ресурсов естественного холода применительно к проблеме создания криобанков биологических материалов, обладающих повышенной устойчивостью, экономичностью (минимальной энергозатратностью при эксплуатации) и стабильностью температурно-влажностного режима на долгосрочный период. Получен патент РФ по способу длительного хранения семян.

Уникальность данного сооружения состоит в том, что это первое в России подземное сооружение, специально построенное для долговременного хранения семян растений в толще вечной мерзлоты. Для поддержания необходимой температуры внутри криохранилища впервые в мире используется только естественный холод. Для циркуляции хладагента здесь не применяются ни насосы, ни компрессоры, ни вентиляторы – только естественная конвекция холодного атмосферного воздуха в зимнее время. Разработан способ аккумулирования холода  и отвода тепла в летнее время для стабилизации температуры в криохранилище.

В области автомобильного и железнодорожного строительства исследования проводились в Якутии, Читинской и Амурских областях. Объектами исследований явились федеральные автомобильными дорогами «Амур» и «Амга», и железная дорога «Томмот – Якутск» (Амуро-Якутская ж/д магистраль). По Федеральной автодороге «Амур» в правительство РФ была представлена аналитическая записка состояния дороги, в которой были вскрыты геокриологические причины потери устойчивости её на отдельных участках. Амуро -Якутская железнодорожная магистраль взята под полное научное сопровождения мониторинга.

Был проведен комплекс работ по оценке изменения геокриологических условий и районирование прилегающей к строящейся железной дороге «Томмот-Кердем» территории по степени опасности развития криогенных и других деструктивных процессов», а также мониторинг состояния насыпи, выемок, искусственных сооружений и прилегающей к железной дороге Томмот – Кердем территории.

Оценены результаты многолетних наблюдений за тепловым состоянием горных пород в слое годовых теплооборотов на нарушенных участках в районе трассы железнодорожной магистрали Чокурдах – Нижний Бестях.

На основе результатов теоретических исследований проведено инженерно-геокриологическое районирование для северной зоны Амуро-Якутской железнодорожной магистрали (М 1:2000000), выявившее шесть типов условий с нумерацией в порядке возрастания льдистости и степени выветрелости грунтов (I-VI).

В области фундаментостроения в криолитозоне проведенные исследования позволили для свайных фундаментов зданий и  сооружений, возводимых в условиях островного, прерывистого и сплошного распространения многолетнемерзлых грунтов с допущением их оттаивания в процессе эксплуатации составлены рекомендаций по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений на оттаивающих и талых грунтах Магаданской области.

Составлены рекомендации по проектированию зданий и сооружений на пространственных вентилируемых фундаментах на промежуточном слое (подсыпке) в районах вечномерзлых грунтов. Рекомендации предназначены для статических расчетов, расчета температурного режима вечномерзлых грунтов оснований, которые используются в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего заданного периода эксплуатации здания или сооружения, а также для конструирования и технологии устройства пространственных вентилируемых фундаментов.

Для главного корпуса Якутской ТЭЦ на основании многолетнего геокриологического мониторинга даны практические рекомендации по повышению устойчивости отдельных частей здания.

Впервые в криолитозоне под строительство домов была использована пойма р. Лена. Инженерная подготовка этой территории ведется с помощью создания искусственных оснований методом гидронамыва. Первая очередь, созданного более 20 лет назад (202 квартал) показал принципиальную возможность строительства на поймах сибирских рек. Была намыта вторая очередь – 203 квартал. Однако, несмотря на успешный эксперимент, где был заложен первый принцип использования грунтов основания (мерзлое состояние грунтов основания), в процессе эксплуатации он не выдерживается. Поэтому в результате комплексных натурных исследований был сделан принципиальный вывод о возможности применения второго принципа строительства (талое состояние).  В ООО "РДР Групп" передан отчет  НИР «Стационарные мерзлотно-гидрогеологические наблюдения за состоянием намывных и подстилающих грунтов основания инженерных сооружений в 203 квартале г. Якутска и разработка мероприятий по эффективной их эксплуатации», в котором обосновывается не традиционный для этих инженерно-геокриологических условий принцип строительства, а именно – талый.

В области космофизических исследований и аэрономии создан новый современный прибор для измерения интенсивности космических лучей - сцинтилляционный мюонный телескоп, позволяющий производить непрерывную регистрацию интенсивности КЛ из 13 различных направлений в диапазоне энергий 2-300 ГэВ. Три однотипных телескопа установлены в шахте на уровнях 7, 20 и 40 м водного эквивалента и запущены в режим опытной регистрации.

Yakutsk3
Общий вид сцинтилляционного мюонного телескопа

 

В исследованиях солнечных космических лучей важной характеристикой является их энергетический спектр – зависимость числа регистрируемых частиц от энергии. При энергиях менее 1 Гигаэлектроновольта (ГэВ) эти сведения получают из наблюдений на спутниках и космических ракетах, а при более высоких энергиях – из наблюдений наземной аппаратурой. В последнем случае требуется особая методика пересчета показаний приборов в энергетический спектр. Создана методика, которая минимизирует возникающие ошибки. Анализ, проведенный в 2014 г., показал, что ошибка в определении энергии частиц составляет 10-20 МэВ, что обеспечивает высокую точность метода.

В Правительственные структуры РФ и РС (Я) и другие организации переданы экспертные заключения на следующие материалы:

  • В Межведомственный Совет по присуждению премий Правительства РФ в области науки и техники за 2015 год передано экспертное заключение на  работу  АК «АЛРОСА» (ОАО) «Создание и широкомасштабное промышленное внедрение систем подземной разработки алмазных месторождений в экстремальных условиях криолитозоны Якутии»;
  • В комиссию по Государственным премиям Республики Саха (Якутии) в области науки и техники за 2014 г. передано экспертное заключение на работу «Разработка и внедрение инновационных технологий инженерной подготовки оснований способом намыва для строительства на пойменных территориях в криолитозоне», выдвигаемую на соискание Государственной премию РС(Я) в области науки техники за 2014 год им. Г.И Чиряева;
  • «Ситуационный план по ликвидации аварийных разливов нефти на подводном переходе магистрального нефтепровода ВСТО через р. Лену»;
  • «Оценка запасов подземных вод с целью водоснабжения приемо-сдаточного пункта трубопровода Верхнечонского нефтегазоконденсатного месторождения».
  • В УСК «Мост» (г.г. Москва - Новосибирск) были переданы материалы по мерзлотно-гидрогеологическому и инженерно-геокриологическому обоснованию возможности строительства совмещенного железнодорожного и автомобильного тоннеля через р. Лену в районе пос. Табага.

Члены РИА  принимают активное участие в работе следующих научно-технических, общественных и других советах, рабочих группах и комиссиях: Совет при Президенте Республики Саха (Якутия) по науке и научно-технической политике; Высший инженерный совет РС(Я); научно-технический совет Министерства строительства, промышленности и строительных материалов РС(Я); научно-технический совет управления по мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения Министерства сельского хозяйства РС(Я); научно-технический совет Министерства охраны природы РС(Я); научно-технический совет Ленского бассейнового водного управления; научно-технический совет при главе городского округа «Город Якутск»; общественный экологический совет при министерстве охраны природы РС(Я) и др.

Ведется большая работа по популяризации науки и инженерных достижений – издается научно-популярный журнал «Наука и Техника в Якутии», главным редактором которого является чл.-корр. РИА, д.г.-м.н., проф. Шепелёв В.В.

   Yakutsk4-1Yakutsk4-2

Журнал «Наука и техника в Якутии» № 1 и 2 за 2014 г.

 

Крупным событием для инженерной геокриологической науки в 2014 г. было проведение X юбилейного Международного симпозиума по инженерному мерзлотоведению «Инженерно-геокриологические проблемы адаптации природно-технических систем к изменению климата» (21-28 августа 2014 г., г. Харбин, Хэйлунцзян, Китай), одним из организаторов которого был Институт мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН. В работе симпозиума приняли участие свыше 300 ученых из 6 стран (Россия, Китай, США, Канада, Япония, Турция), в том числе 21 сотрудник института.

Yakutsk5

Члены делегации Института мерзлотоведения им. П.И. Мельникова СО РАН
на X Международном симпозиуме по инженерному мерзлотоведению «Инженерно-геокриологические проблемы адаптации
природно-технических систем к изменению климата» (21-28 августа 2014 г., г. Харбин, Хэйлунцзян, Китай).

 

На симпозиуме было отмечено, что приоритетным в ближайшие годы будет решение следующих проблем:

1) развитие фундаментальных теоретических и методических основ  оценки трансформации вещественного состава, строения и свойств мерзлых, промерзающих и протаивающих горных пород с учетом ритмичности  климата и техногенного влияния на окружающую среду;

2) совершенствование теории надежности геотехнических систем в криолитозоне в условиях изменяющегося климата; совершенствование фундаментостроения на основе применения инновационных материалов и ресурсосберегающих технологий;

3) разработка и испытание новых конструкций фундаментов на многолетнемёрзлых засолённых грунтах для инженерных сооружений (трубопроводов, автомобильных и железных дорог, линий электропередачи, гидротехнических и др.)  в арктических и субарктических областях криолитозоны;

4) разработка фундаментальных и прикладных основ проектирования и строительства полифункциональных криохранилищ в мерзлых толщах.

Перечень других перспективных направлений деятельности в 2015-2016 гг.:

1) совершенствование технологии и приборной базы для дистанционного инженерно-геокриологического мониторинга природно-технических систем в криолитозоне;

2) участие в разработке национальных и международных стандартов инженерно-геокриологических исследований кинетики и механики криогенных процессов и их взаимодействие с техническими системами;

4) совершенствование нормативной базы инженерно-геокриологических изысканий с учетом стадий проектирования инженерных сооружений;

5) создание мобильных комплексов для проведения экспресс-исследований физико-механических и теплофизических свойств мерзлых и протаивающих грунтов в полевых условиях;

6) международный обмен опытом между инженерами-мерзлотоведами, проведение тематических рабочих совещаний, приглашение иностранных специалистов для стажировки и чтения курсов лекций, проведение научных экскурсий и т.д.

Yakutsk6-1  Yakutsk6-2  Yakutsk6-3

Труды симпозиума опубликованы в трех научных журналах:
«Journal of Glaciology and Geocryology», «Sciense in Gold and Arid Regions»
и «Journal of Engineering of Heilongjiang University».

 

За последние три года членами отделения опубликованы три монографии, свыше 30 статей в журналах из списка ВАКа, сборники рекомендаций, главы в монографиях. Получено 11 патентов на изобретения и полезные модели. Разработаны: «Способ  хранения семян с использованием естественного холода» – способ круглогодичного поддержания в подземных сооружениях отрицательной температуры более низкой, чем температура окружающих мерзлых грунтов путем использования холода атмосферного воздуха; «Устройство для охлаждения вечномерзлых грунтов», предназначенное для замораживания талых и охлаждения мерзлых грунтов основания сооружений холодом атмосферного воздуха; «Геокриогенный охладитель для жидкостей и газов»; «Устройство для стабилизации температуры в закрытых помещениях», предназначенное для круглогодичного поддержания высокой отрицательной температуры на основе использования теплоты фазовых переходов воды; создана методика, минимизирующая ошибки при исследованиях солнечных космических лучей.

Yakutsk7-1  Yakutsk7-2  Yakutsk7-3

Результаты исследований опубликованы в коллективной монографии «Низконапорные гидроузлы криолитозоны Якутии: рекомендации по проектированию и строительству», «Рекомендациях по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений на оттаивающих и талых грунтах Магаданской области», «Рекомендациях по проектированию и устройству поверхностных пространственных вентилируемых фундаментов на промежуточном слое в районах вечной мерзлоты» (Якутск, 2012 г.).

Члены Якутского регионального отделения РИА приняли активное участие в подготовке и проведении II Съезда инженеров Якутии (г. Якутск, 30-31 октября 2014 г.).

 

Yakutsk8 

Yakutsk9

Открытие II съезда инженеров Якутии
(в президиуме – первый Президент Якутии М.Е. Николаев и Председатель Высшего инженерного Совета РС(Я) В. Н. Басыгысов)

 

Yakutsk10

Первый Президент Якутии М.Е. Николаев во время выступления
на II съезде инженеров Якутии

Yakutsk11

На выставке детского творчества