Файл: Павлов, А. В. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей.pdf

проводили через 3—5 суток. На всех площадках периодически через 5—20 дней механическим щупом или шурфовкой изме­ ряли глубину протаивания. На площадках 1—3 установили микроиспарители (площадь 120 см2, а высота 25 см).

Основные разновидности покрывающих на площадках по­ род: влажные (w—13%) и переувлажненные (ш=22—24%) галеч­ ники, влажные (w=25—36%) и переувлажненные (w = 70— 100%) суглинки.

3.Теплообмен протаивающих мерзлых пород

сатмосферой в естественных условиях

Впроцессе освоения Куларского золотоносного района было нарушено естественное термомеханическое равновесие в мерзлых горных породах, проявлением которого служат термокарст и солпфлюкция.

При снятии растительного покрова на склонах происходит интенсивное обрушение сравнительно устойчивого в естествен­ ных условиях поверхностного слоя пород. В результате глубина сезонного протаивания увеличивается, что приводит к вытаи­ ванию жильных льдов и оттаиванию сильнольдистых много­ летнемерзлых пород. Уже через один-два года осадка поверх­ ности вследствие вытаивания льдов п стока избыточной влаги (а частично и грунтовой суспензии) составляет 1,0—1,5 м. Ско­ рость движения фронта обрушения достигает нескольких

десятков метров в год. Со временем условия стока ухудшаются н процесс обрушения постепенно затухает. На участках с переотложенными породами мох с редким кустарником сменяет луговая растительность.

На поверхности площадки 1 между отдельными кочками наблюдались выходы суглинистых пород, что свидетельствует о некотором смещении пород вниз по склону, хотя горные рабо­

91

Т а б л и ц а 26

баланса в этот период (51 % от потока суммарной радиации) объясняется низким альбедо поверхности и малой величиной эффективного излучения, которые со временем (июль—август) возрастают. В соответствии с изменением во времени отноше­ ния RIQC уменьшается и величина qJQc . Площадка 1 была расположена на склоне южной экспозиции, а площадка 2 — северной. Цель теплобалансовых наблюдений на них — вы­ явить влияние ориентации склонов на тепловой режим пород.

Актинометрические приборы при наблюдениях устанавли­ вали на стационарных стойках параллельно преимуществен­ ному уклону поверхности. Такое расположение датчиков дает наилучшую информацию об условиях радиационного обмена склона с атмосферой.

Поток прямой радиации на поверхность склона определялся

гДе (?пр — поток прямой радиации на поверхность, перпендику­ лярную лучам Солнца, h© — высота Солнца в момент наблю­ дений.

Высота Солнца для горизонтальной поверхности рассчиты­ валась по формуле (Кондратьев, 1956)

где ф — широта, град; 6© — склонение Солнца, град; т — часо­ вой угол Солнца, г; т=т© — 12 ч; т© — истинное солнечное время.

92

Величина т определяется зависимостью

Высота Солнца относительно поверхности склона рассчиты­ валась по формулам (III.2) и (III.3), в которые вводилась ши­ ротная поправка на угол наклона склона (аск). Для склона южной экспозиции (р = фг—аск> Для склона северной экспози­ ции ф=фг + а ск, для горизонтальной поверхности ф = фг. При расчетах использовались номограммы Набокова.

Результаты наблюдений на склонах различной ориентации {табл. 27) показывают, что измеренные величины потоков сум-

марной радиации на склон северной экспозиции хорошо соот­ ветствуют рассчитанным по формуле К. Я. Кондратьева (умень­ шение пропорционально cos а). В июне поток суммарной ради­ ации на склон северной экспозиции был на 6, а в июле на 5% меньше, чем на горизонтальную поверхность.

На склоне южной экспозиции поток суммарной радиации в июне на 9, а в июле на 3% превышал поток на горизонтальную поверхность.

С изменением Qc меняются также потоки прямой и рассе­ янной радиации на склоны разной экспозиции.

Разница альбедо поверхностей площадок была довольно значительной. Так, на площадке 2 она составила в среднем 13%, площадке 1 — 16% и площадке 3 — 21%.

Величина радиационного баланса поверхности хорошо коррелируется с потоком суммарной радиации и альбедо поверх­

93

ности. При сравнении тесноты связи наблюденных значений R —Qc и /эф —Qc оказалось, что эффективное излучение лучше коррелирует с суммарной радиацией, чем радиационный ба­ ланс. При обработке пар значений / Эф —Qc , полученных в ре­ зультате экспериментальных наблюдений на площадках 1—4,6 методом наименьших квадратов, выяснилось, что угловой мно­ житель а в формуле / Эф = «QC— b существенно зависит от высоты Солнца в момент наблюдения. Поэтому разбивка была сделана с последующей обработкой пар / Эф —Qc по пятпградусным ин­ тервалам высоты Солнца (Tig).

Считая, что а + 1 —А = а ъ получим

R = a 1Qc—b.

Для Кулара

для Верхоянска

94