Моделирование деформаций русел, сложенных мёрзлыми породами, при повышении температуры окружающей среды

Аннотация

Работа посвящена исследованию влияния речного потока и повышения температуры воды на деформации береговых склонов, сложенных многолетнемёрзлыми породами с включением пластов льда. Методы исследования – лабораторное и математическое моделирование. Лабораторные эксперименты показали, что при повышении температуры воды и воздуха изменения в структуре лабораторного аналога многолетнемёрзлого грунта вызывают деформации русла даже без волнового воздействия, т.е. при стационарном режиме течения и неразмывающих скоростях водного потока. В связи с этим возникла необходимость усовершенствования разработанной ранее модели деформации русла с целью учёта долгопериодных изменений структуры грунта при повышении температуры воды. В основу трёхмерной математической модели термоэрозии береговых склонов рек, протекающих в районах развития многолетней мерзлоты, и её верификации положены результаты лабораторных экспериментов в гидравлическом лотке. Анализ результатов математического и лабораторного моделирования показал, что русловые деформации рек, протекающих в криолитозоне, значительно отличаются от деформаций русел, сложенных грунтами, не подверженными влиянию фазового перехода «вода–лёд», и могут наблюдаться даже при неразмывающих скоростях водного потока.