Аннотация

Цель: разработка нового критерия оценки тепловой эффективности снежной мелиорации с помощью уплотнения снежного покрова и оценка эффективности зимней мелиорации для увеличения влагоемкости снежного покрова. 

Материалы и методы. Исследован тепловой поток на поверхности мерзлого грунта при наличии снежного покрова с различным термическим сопротивлением; предложен метод оценки влияния снежной мелиорации на запасы влаги в снежном покрове. 

Результаты. Показано, что для большинства случаев, представляющих практический интерес, при вычислении удельного теплового потока от грунта в атмосферу при наличии снежного покрова на поверхности конвективной составляющей в коэффициенте теплопередачи можно пренебречь. Предложен показатель тепловой эффективности зимней мелиорации в криолитозоне путем уплотнения снежного покрова, основанный на изменении начального удельного теплового потока для достижения заданной температуры поверхности грунта до и после уплотнения снега. Обосновано новое научное положение о количественной связи степени изменения удельного теплового потока с коэффициентом уплотнения снежного покрова. Предложен простой способ количественной оценки влияния снежной мелиорации на изменение степени влагоемкости снежного покрова. 

Выводы. Установлено, что степень увеличения теплового потока на поверхности грунта при уплотнении снежного покрова прямо пропорциональна квадрату коэффициента уплотнения и не зависит от теплофизических свойств грунта и снега. Снежная мелиорация путем регулирования степени трамбования снега позволяет добиться эффекта как в зоне многолетней мерзлоты для восстановления нарушенных термокарстом сельскохозяйственных земель, так и для увеличения запасов влаги в снежном покрове при использовании зимней мелиорации в лесостепной зоне. В среднем для характерных условий земледелия в лесостепной зоне снежная мелиорация позволяет увеличить удельный снегозапас (м³/га) на момент начала таяния снежного покрова почти в два раза.

doi: 10.31774/2712-9357-2025-15-2-245-269

Для цитирования

Анализ эффективности снежной мелиорации земель / А. Ф. Галкин, М. Н. Железняк, А. Ф. Жирков, Н. А. Плотников // Мелиорация и гидротехника. 2025. Т. 15, № 2. С. 245–269. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2025-15-2-245-269.

Список литературы

1. Шульгин А. М. Снежная мелиорация и климат почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 70 с. 

2. Железняк И. И., Саркисян Р. М. Методы управления сезонным промерзанием грунтов в Забайкалье. Новосибирск: Наука. 1987. 128 с.

3. Оптимизация технологии строительства зимних дорог / Е. Ж. Асанкожоев, Э. С. Караев, П. Ю. Третьяков, Л. С. Ничипорук // Инженерный вестник Дона. 2022. № 5(89). С. 473–482. EDN: HXWLIJ.

4. Ашпиз Е.С., Савин А.Н. Сооружение нового и стабилизация эксплуатируемого земляного полотна в условиях распространения многолетнемерзлых грунтов северного широтного хода // Современные исследования трансформации криосферы и вопросы геотехнической безопасности сооружений в Арктике: сб. тр. конф. г. Салехард, 3–12 нояб. 2021 г. Салехард, 2021. С. 27–29. DOI: 10.7868/9785604610848004. EDN: OSXUJM.

5. Лабыкин А. А., Кручинин И. Н., Ахтямов Э. Р. Разработка требований к уплотненному снежному покрову зимних лесных дорог // Деревообрабатывающая промышленность. 2023. № 2. С. 10–19. EDN: JIQCDN.

6. Борисов В. А., Акинин Д. В., Паюл А. Д. Изменения плотности снега при cжимающей нагрузке // Resources and Technology. 2021. Т. 18, № 3. С. 77–91. DOI: 10.15393/j2.art.2021.5843. EDN: LMQJYF.

7. Scientific and human errors in a snow model intercomparison / C. Menard, R. Essery, G. Krinner, C. Brutel-Vuilmet [et al.] // Bulletin of the American Meteorological Society. 2021, Vol. 201, no. 1. Р. E61–E79. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-19-0329.1. EDN: MSKHVJ.

8. Перльштейн Г. З. Водно-тепловая мелиорация мерзлых пород на Северо-Востоке СССР. Новосибирск: Наука. 1979. 304 с.

9. Гаврильев П. П., Угаров И. С., Ефремов П. В. Особенности использования льдистых пахотных земель в Центральной Якутии в условиях изменения климата // Наука и образование. 2009. № 4. С. 63–65. EDN: KYXTSZ.

10. Жирков А. Ф., Сивцев М. А. Оценка возможности восстановления защитного слоя в условиях Центральной Якутии // Мониторинг в криолитозоне: сб. докл. Шестой конф. геокриологов России с участием рос. и зарубеж. учен., инж. и специалистов. г. Москва, 14–17 июня 2022 г. М.: КДУ, Добросовет, 2022. С. 444–450. EDN: CLXENR.

11. An Assessment of the Possibility of Restoration and Protection of Territories Disturbed by Thermokarst in Central Yakutia, Eastern Siberia / A. Zhirkov, M. Sivtsev, V. Lytkin, A. Kirillin, A. Séjourné, Z. Wen // Land. 2023. Vol. 12, no. 1. 17 р. DOI: 10.3390/land12010197. EDN: CSHWRO.

12. Особенности снегонакопления и параметры снежного покрова на Эльконском горном массиве / А. Р. Кириллин, М. Н. Железняк, А. Ф. Жирков, И. Е. Мисайлов, А. Г. Верхотуров, М. А. Сивцев // Вестник Забайкальского государственного университета. 2020. Т. 26, № 7. С. 62–76. DOI: 10.21209/2227-9245-2020-26-7-62-76. EDN: FOCISC.

13. Павлов А. В. Мониторинг криолитозоны. Новосибирск: Гео, 2008. 225 с.

14. Котляков В. М., Сосновский А. В. Оценка термического сопротивления снежного покрова по температуре грунта // Лёд и снег. 2021. Т. 61, № 2. С. 195–205. DOI: 10.31857/S2076673421020081. EDN: XPBXXL.

15. Галкин А. Ф., Железняк М. Н., Жирков А. Ф. Расчет температуры поверхности дорожного полотна // Успехи современного естествознания. 2022. № 11. С. 124–129. DOI: 10.17513/use.37939. EDN: NZGKRZ.

16. Панов В. И. Потери снега на ветро-метельную сублимацию и снос в открытых и лесомелиорированных агроландшафтах степной зоны // Научно-агрономический журнал. 2016. № 2(99). С. 10–12. EDN: XBVVRB.

17. Панов В. И. Потери атмосферных осадков с незащищенных полей в степном засушливом субрегионе, их существенное снижение и стабилизация гидроресурсного потенциала земледелия созданием лесомелиорированных (лесоаграрных) бассейновых агроэколандшафтов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 2-2. С. 472–478. EDN: WZTWLZ.

18. Кулик К. Н., Барабанов А. Т., Панов В. И. Оптимизация снегораспределения и влагообеспеченности в контурных полезащитно-стокорегулирующих лесных полосах и в лесомелиорированных ландшафтах // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 2. С. 58–61. EDN: ORGSOP.

19. Осокин Н. И., Сосновский А. В., Чернов Р. А. Коэффициент теплопроводности снега и его изменчивость // Криосфера Земли. 2017 .Т. 21, № 3. С. 60–68. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2017-3(60-68). EDN: YPTHAJ.

20. Дюнин А. К. В царстве снега. М.: URSS. 2021. 168 с.