В ЯНАО проводят исследования, которые будут интегрированы в мировую науку

24 ноября 2021Обновлено: 23 ноября 2021

Серьезные изменения строительной и дорожной отраслей и пересмотр генпланов городов ожидаются на Ямале. Ученые первой в России лаборатории криологии Земли и геотехнической безопасности разработают новые стандарты строительства дорог, мостов и зданий в условиях Арктики. Это позволит обеспечить прорывное развитие экономики ЯНАО.

Пересмотреть технологии проектирования, строительства и эксплуатации капитальных объектов и инфраструктуры в условиях вечной мерзлоты заставил рост их повреждений и разрушений. Уникальная для научных разработок площадка создана на Ямале в рамках национального проекта «Наука и университеты».

Научная группа под руководством доктора технических наук Анатолия Шуваева состоит из семи человек, скоро присоединятся еще двое. Эксперимент с применением новой технологии начали в конце лета на дороге, ведущей на полигон ТБО вблизи окружной столицы. На опытном участке использовали цементно-грунтовую смесь и водоотталкивающие присадки, благодаря которым вода при таянии не проступает на поверхность и не разрушает дорожное полотно. Еще одна инновация – отсутствие щебня – не только не дает проседать грунту, но и позволяет в три раза удешевить строительство и эксплуатацию дорог по сравнению с традиционными технологиями. Учёные установили датчики, чтобы удаленно контролировать влажность, температуру и другие показатели грунта.

Также согласовывается вопрос о мониторинге участков трассы Салехард – Надым, где произошли изменения дорожного полотна. Эксперты дадут заключение о причинах этих разрушений.

Вечная мерзлота значительно отличается от грунтов средней полосы России, поэтому новая технология очень актуальна для Арктического региона, отметила замдиректора департамента внешних связей ЯНАО, начальник отдела науки Мария Атамас. Дороги в условиях Крайнего Севера разрушаются быстрее, из-за чего округу приходится тратить огромные суммы на реконструкцию и ремонты.

– В следующем году будет построен ещё один опытный участок. Если эксперимент покажет хорошие результаты, можно будет говорить о внедрении в условиях Арктики новой, более надежной и долговечной технологии строительства. Это произойдет не ранее, чем через два года. Именно столько будет идти мониторинг. На 2022 год запланирована разработка системы автоматизированного мониторинга протяженных линейных объектов, в том числе магистральных газопроводов и других объектов, связанных с инфраструктурой ТЭК. На данный момент подобных технологий не существует, – сообщила заместитель руководителя департамента.

Узнают секреты вечной мерзлоты

Проектировать объекты в высоких широтах сложно: отсутствует прогноз по климату и таянию мерзлоты, соответственно, в проекты невозможно заложить запас надежности и долговечности. В связи с этим сектор криосферы новой лаборатории параллельно изучает процессы потепления. Ямальский научный центр изучения Арктики начал заниматься этим вопросом целенаправленно с 2019 года, когда ЯНАО вошел в Западно-Сибирский межрегиональный научно-образовательный центр, созданный в рамках федерального проекта «Интеграция». Исполнителем проекта НОЦ «Прогноз деградации мерзлоты и технология автоматизированного контроля несущей способности мёрзлых грунтов под объектами капитального строительства» выступает департамент внешних связей ЯНАО. Еще один проект направлен на создание и внедрение ресурсосберегающих технологий при строительстве инженерных сооружений в Арктике.

– Задача лаборатории состоит в том, чтобы не только определить потенциально полезные для Арктики наработки, но и обеспечить строительство и апробацию экспериментальных участков и полигонов. Необходимо показать, как созданные конструкции поведут себя в условиях нестабильных грунтов, болот или вечной мерзлоты, – отмечает Мария Атамас.

Чтобы защитить дома от разрушений, требуется изучить процессы, происходящие в мерзлых грунтах. Для этого в районе жилых зданий бурят скважины, куда опускают термометрические датчики для передачи информации на удалённый сервер. Такими системами геотехнического мониторинга сейчас оборудованы десять зданий в Салехарде и Новом Уренгое. Еще несколько объектов планируется подключить в 2022 году в самых северных населенных пунктах Ямальского района. В перспективе – расширить системы мониторинга, так как геологических стационаров недостаточно. Планируется увеличить и количество фоновых скважин в окрестностях населенных пунктов.

Карбоновый полигон поможет сократить вредные выбросы

Лаборатория будет испытывать и новые технологии декарбонизации, направленные на снижение выброса парниковых газов. Полигон «Семь лиственниц» недалеко от Лабытнанги запустят в 2022 году. Проект уже утвержден Минобразования, сейчас решается вопрос финансирования. С помощью специального оборудования ученые определят углеродный баланс экосистем и смогут управлять процессами выделения и поглощения углерода, которые непосредственно влияют на изменение климата.

Ямальский полигон войдёт в международную систему исследовательских стационаров углеродного баланса и качества воздуха. Почти двухсотметровая вышка позволит изучать сотни квадратных километров. В северной Евразии установка с подобным охватом есть только в Зотино Красноярского края, оператором которой выступает Институт леса. Еще один полигон планируется на трансекте ТюмГу на Диксоне. Таким образом вся Сибирь попадет под наблюдение.

На базе «Семи лиственниц» создадут центр для испытания технологий сокращения углеродного следа в промышленно развитых регионах Арктики и Субарктики. Это будет первый карбоновый полигон в России, с помощью которого ученые смогут проверить эффективность инициатив по сокращению загрязнения атмосферы. К проекту планируется привлечь предприятия ТЭК.