Большое количество заторфованных грунтов на территории Российской Федерации, особенно в Арктической зоне, обуславливает необходимость изучения их температурного режима и теплофизических свойств. В этой работе приводятся экспериментальные данные по определению пористости, теплопроводности и количества незамерзшей воды песчаных грунтов с различной степенью содержания торфа. Экспериментальные исследования проводились на образцах с нарушенной структурой, которые были представлены слаборазложившимся торфом, среднезернистым речным песком и их различными смесями. Установлено, что степень заторфованности влияет на такие физические величины, как пористость, теплопроводность и количество незамерзшей воды. Для талых заторфованных песчаных грунтов при увеличении степени заторфованности значение пористости увеличивается. Как для талых, так и для мерзлых заторфованных песчаных грунтов теплопроводность с увеличением степени заторфованности уменьшается. При этом теплопроводность для мерзлых грунтов выше, чем для талых. Количество незамерзшей воды также зависит от степени заторфованности грунта и при ее увеличении уменьшается. Измеренные теплофизические свойства заторфованного песчаного грунта могут быть использованы при моделировании температурного режима в зоне распространения мерзлых и талых торфяных грунтов.
The large amount of peaty soils on the territory of the Russian Federation, especially in the Arctic zone, necessitates the study of their temperature regime and thermophysical properties. The paper presents the results of an experimental study of the thermal conductivity and amount of unfrozen water in sandy soils with varying degrees of peat content. Experiments were carried out on samples with a damaged structure, which were represented by slightly decomposed peat, medium-grained river sand and their various mixtures. It has been established that the degree of peat content affects such physical values as porosity, thermal conductivity and the amount of unfrozen water. For thawed peaty sandy soils, as the degree of peat content increases, the porosity value increases. For both thawed and frozen peaty sand soils, thermal conductivity decreases with increasing degree of peat content. Moreover, the thermal conductivity for frozen soils are higher than for thawed soils. The amount of unfrozen water also depends on the degree of peat in the soil and decreases as it increases. The measured thermophysical properties of peaty sand soil can be used to model the temperature regime in the area of frozen and thawed peat soils.

В настоящей статье содержатся данные по характеру, уровню изученности территорий, на которых находится северо-восточная часть Республики Саха, которые потенциально являются нефтегазоносными. В 1979-1992 гг. в Тастахском прогибе, Зырянской впадине проводилась сейсморазведка нефти, газа компанией АО "Якутскгеофизика". В состав разреза Тастахского прогиба входят толщи терригенных пород литологического невыдержанного состава. Его мощность составляет 2,5-4,5 км. В работе описаны по неоген-четвертичным, юрско-меловым отложениям отражающие горизонты. Кроме того, в ходе выполнения исследований было установлено, что имеющиеся в Томпонской впадине нижнемеловые отложения делятся Томпорукско-Китчанской зоной надвиговых разделений позднемелового этапа активизации Верхояно-Колымской области. Верхнеюрские вулканогенно-осадочные породы, нижнемеловые угленосные отложения содержатся в Зырянской впадине в 6 и 5 тыс. м соответственно. Настоящая статья содержит возможность по выделению на временных отрезках, интерпретации осадочных синхронных комплексов прогибов, впадины, шельфа. Сейсморазведочные материалы на данных территориях имеют качество, которое можно перерабатывать. Очевидность необходимости данной процедуры появляется во время дискуссий по теме геологического развития, строения горно-складчатой Верхояно-Колымской области, а также шельфа, который примыкает к ней. Указанные данные являются подтверждением наличия нефти и газа на этих территориях. Выполнение работы происходило с научным оборудованием ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН по гранту ө 13.ЦКП.21.0016.
This article contains data on the nature and level of study of the territories in which the north-eastern part of the Sakha Republic is located, which are potentially oil and gas bearing. In 1979-1992, seismic exploration of oil and gas was carried out in the Tastakh trough, the Zyryanka depression by JSC Yakutskgeofizika. The section of the Tastakh trough includes strata of terrigenous rocks of lithological unconstrained composition. Its capacity is 2.5-4.5 kilometers. The paper describes reflecting horizons based on Neogene-Quaternary, Jurassic-Cretaceous deposits. In addition, during the research, it was found that the Lower Cretaceous sediments present in the Tompon depression are divided by the Tomporuk-Kitchan zone of thrust divisions of the Late Cretaceous stage of activation of the Verkhoyano-Kolyma region. Upper Jurassic volcanogenic sedimentary rocks, Lower Cretaceous coal-bearing deposits are contained in the Zyryanka depression at 6 and 5 thousand meters, respectively. This article contains an opportunity for the allocation of time intervals, interpretation of sedimentary synchronous complexes of deflections, depressions, shelf. Seismic materials in these territories have a quality that can be recycled. The evidence of the need for this procedure appears during discussions on the topic of geological development, the structure of the mountain-folded Verkhoyano-Kolyma region, as well as the shelf that adjoins it. These data are confirmation of the presence of oil and gas in these territories. The work was carried out with the scientific equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center ҺYakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciencesһ under grant No. 13.TsKP.21.0016. Support was received in the form of funds under the State Assignment from the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. 122011100158-1.

В данной статье рассмотрены возможности метода георадиолокации при решении инженерно-геокриологических задач на участках горных работ россыпного месторождения криолитозоны. Представлена методика проведения георадарных измерений в условиях действующего месторождения с учетом тех мест, где непрерывное профилирование затруднительно. Ее особенность заключается в проведении измерений угловым георадиолокационным сканированием (УГС) в отдельных точках для оценки геокриологических условий массива горных пород. Рассмотрены особенности георадиолокационных волновых полей геокриологического разреза. Предложены интерпретационные признаки, позволяющие выделять сигналы, отраженные от границ мерзлые - талые породы. Установлено, что сигналы-отражения от талых пород обнаруживаются по повышению значений их амплитуд и смещению центральной частоты спектра в низкочастотную область по сравнению с характеристиками сигналов, полученных при зондировании на участках мерзлых пород. Представлены результаты геокриологических исследований на территории Северной части Якутской алмазоносной провинции методами георадиолокации и бурения. В соответствии с предложенными интерпретационными признаками выполнен анализ волновых полей, а для подтверждения интерпретации использована информация более десяти скважин: на пяти скважинах выявлены талые породы. На основе данных георадиолокации, по семи профилям, построена карта распространения талых горных пород на глубинах 1,5-5,9 м по участку исследований.
This article considers the capabilities of the ground-penetrating radar (GPR) method in solving engineering geocryological problems at sites of placer mining operations in the permafrost zone. The methodology of conducting GPR measurements in the conditions of an active deposit is presented, taking into account those areas where continuous profiling is difficult. Its peculiarity lies in conducting measurements by angular GPR scanning (AGS) at individual points to assess the geocryological conditions of the rock mass. The features of the GPR wave fields of the geocryological section are considered. Interpretative characteristics are proposed that allow distinguishing signals reflected from the boundaries of frozen-thawed rocks. It has been established that reflection signals from thawed rocks are detected by an increase in their amplitude values and a shift of the central frequency of the spectrum to the low-frequency area compared to the characteristics of signals obtained when probing frozen rock areas. The results of geocryological studies in the Northern part of the Yakutsk diamondiferous province using GPR and drilling methods are presented. In accordance with the proposed interpretation features, wave fields were analyzed, and information from more than ten wells was used to confirm the interpretation: thawed rocks were detected in five wells. Based on the GPR data, a map of thawed rock distribution at depths of 1.5-5.9 m across the study area was constructed using seven profiles. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (topic No. 0297-2021-0020, of the unified state information system for recording research, development and technological work for civil purposes No. 122011800086-1) and the program of activities of the scientific and educational center “NORTH: Territory of Sustainable Development” for technological project No. 4: “Technologies for efficient and comprehensive extraction of useful components from mineral raw materials” using the equipment of the Center for Collective Use of the Federal research center ҺYakut Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciencesһ, grant No. 13. Center for collective use 21.0016.

В статье рассматривается потенциальное воздействие строительства и эксплуатации Эльгинского угольного комплекса (ЭУК) на гидрохимическое состояние поверхностных вод региона. Открытая разработка Эльгинского угольного месторождения в ходе развития ЭУК производится на водоразделе р. Мулам и Алгома, входящих в гидрографическую сеть р. Учур. В ходе полевых работ 2012-2019 гг. отбор проб воды для анализа выполнен в двух районах: на правых притоках р. Алгома и на оз. Большое Токо. По данным анализа отобранных проб выявлен новый гидрохимический состав водных объектов на основе общепринятых в РФ методик. Во всех пробах превышены предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного значения (ПДКрх), кроме оз. Большое Токо. Выявленные изменения носят предположительно сезонный характер. Сток на притоках Алгомы и Мулам в зимний период полностью прекращается или уменьшается до исчезающе малых величин. Для выявления закономерностей формирования качественного состояния водных объектов в зоне воздействия открытой добычи угля в условиях многолетнемерзлых пород необходимы дальнейшие систематические наблюдения в период после достижения проектной плановой добычи высококачественного угля, ориентированного для экспорта. Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации ө FWRS-2021-0014.
The article examines the influence of the Elga Coal Complex (ECC) on the hydrochemical state of surface waters. Open-pit mining of the Elga coal deposit takes place on the watershed of the Mulam and Algoma rivers, which are part of the hydrographic network of the Uchur river. During field work in 2012-2019, water samples for analysis were taken in two areas: on the right tributaries of the Algoma river and Bolshoye Toko Lake. Based on the analysis of selected samples, a new hydrochemical composition of water bodies was identified based on generally accepted methods in the Russian Federation. All samples had exceeded the maximum permissible concentrations for water bodies of fishery importance (MPCf), except for Lake Bolshoye Toko. The identified changes are presumably seasonal. In winter the flow on the tributaries of the Algoma and Mulam completely stops or decreases to vanishingly small values. To identify patterns in the formation of the qualitative state of water bodies in the zone affected by open-pit coal mining in permafrost conditions, further systematic observations are required until the planned production of high-quality coal oriented for export is achieved. The work was carried out within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. FWRS-2021-0014.

Кратко изложены физические свойства воздуха и воды как носителей тепловой энергии, применяемые или учитываемые при разработке устройств и технологий использования природных тепловых ресурсов. Представлены разработанные охлаждающие и нагревательные установки и технологии, в которых используется тепловая энергия воздуха и воды. Показано, как изменением конструкции достигнуто повышение надежности воздушного термосифона, используемого для локального охлаждения грунтов оснований сооружений. Приводится технология аккумулирования холода атмосферного воздуха в массиве мерзлых грунтов, вмещающих подземные сооружения, более десяти лет успешно используемая для управления температурным режимом Федерального криохранилища семян растений в г. Якутске, в котором впервые в мире используются только природные ресурсы холода. Излагаются технология создания подземного аккумулятора холода атмосферного воздуха путем замораживания воды и использования теплоты фазового перехода ее для охлаждения жидкостей и газов, а также результаты опытных испытаний. Показана эффективность использования теплоты фазового перехода воды для отопления некоторых видов производственных помещений. Описывается способ снижения выталкивающего воздействия морозного пучения грунтов на свайные фундаменты путем нагревания промерзающих пучинистых грунтов теплотой фазового перехода воды.
The physical properties of air and water as carriers of thermal energy, used or taken into account in the development of devices and technologies for the use of natural thermal resources, are briefly stated. The developed cooling and heating devices and technologies that use the thermal energy of air and water are presented. It is shown how the change in the design achieved an increase in the reliability of the air thermosiphon used for local cooling of the soils of the foundations of structures. The technology of accumulating cold atmospheric air in an array of frozen soils containing underground structures, which has been successfully used for more than 10 years to control the temperature regime of the Federal Cryostorage of Plant Seeds in Yakutsk, in which only natural cold resources are used for the first time in the world, is given. The technology for creating an underground accumulator of cold atmospheric air by freezing water and using the heat of its phase transition to cool liquids and gases, as well as the results of experimental tests, are described. The efficiency of using the heat of the phase transition of water for heating some types of industrial premises is shown. A method for reducing the buoyant effect of frost heaving of soils on pile foundations by heating freezing heaving soils with the heat of the phase transition of water is described.

Изучены материалы отчетов и публикаций по сейсмогеологической характеристике Анабаро-Оленекской структурной зоны, шельфов моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря. Выполненная работа направлена на уточнение, детализацию и повышение достоверности дальнейших исследований, предварительно актуализированных в процессе научного изучения материалов геологоразведочных работ прошлых лет. Рассмотрены геологические факторы, влияющие на распределение средних и интервальных скоростей сейсмических отражающих волн осадочного чехла. Для всей территории исследователями установлено увеличение пластовых и средних скоростей в осадочном чехле по мере увеличения его мощности. Такая зависимость обычна для континентальной части платформы. В шельфовых отложениях северных морей Якутии скоростная зависимость определяется тектоническими и магматическими факторами, которые становятся определяющими для хребта Гаккеля, Гипербореи и Новосибирско-Чукотской структурной зоны. В западной части моря Лаптевых поверхность консолидированной коры соответствует поверхности кристаллического фундамента архейско-нижнепротерозойского возраста. На остальной территории, в волновом сейсмическом поле, фундаментом является асинхронная акустическая граница поверхности метаморфизованных и дислоцированных толщ, имеющих возрастной интервал от рифея до палеогена. Наблюдаемая сложная волновая картина и различные варианты привязки сейсмических отражающих горизонтов, на взгляд авторов, в большей мере обусловлены структурно-тектоническими особенностями эволюции и взаимодействия Сибирской платформы, Гипербореи, Верхояно-Колымской складчатой области, Арктического плюма, Новосибирско-Чукотской структурно-тектонической зоны. Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования РФ ө 122011100158-1 с использованием научного оборудования ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН в рамках гранта ө 13.ЦКП.21.0016.
The materials of reports and publications on the seismogeological characteristics of the Anabar-Olenek structural zone, the shelves of the Laptev Sea and the East Siberian Sea have been studied. The work performed is aimed at clarifying, detailing and increasing the reliability of further research, previously updated in the process of scientific study of geological exploration materials of past years. The geological factors affecting the distribution of average and interval velocities of seismic reflection waves in the sedimentary cover are considered. For the entire territory, researchers have established an increase in reservoir and average velocities in the sedimentary cover as its thickness increases. This dependence is typical for the continental part of the platform. In the shelf deposits of the northern seas of Yakutia, the velocity dependence is determined by tectonic and magmatic factors, which become decisive for the Gakkel Ridge, Hyperborea, and the Novosibirsk-Chukotka structural zone. In the western part of the Laptev Sea, the surface of the consolidated crust corresponds to the surface of the Archean-Lower Proterozoic crystalline basement. In the rest of the territory, in the wave seismic field, the foundation is the asynchronous acoustic boundary of the surface of metamorphosed and dislocated strata with an age interval from the Riphean to the Paleogene. The observed complex wave pattern and various options for seismic reflector binding, in the opinion of the authors, are largely due to the structural and tectonic features of the evolution and interaction of the Siberian platform, Hyperborea, the Verkhoyansk-Kolyma folded region, the Arctic plume, the Novosibirsk-Chukotka structural-tectonic zone. The work was carried out with financial support within the framework of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation No. 122011100158-1 using the scientific equipment of the Center for Shared Use of the Federal Research Center ҺThe Yakut Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciencesһ within the framework of grant No. 13.TsKP.21.0016.

Один из способов получения информации о криогенном состоянии горных пород методом георадиолокации основан на анализе осей синфазности сигналов, отраженных от локальных объектов. На изображениях георадиолокационных радарограмм подобные оси синфазности представлены гиперболическими кривыми. На основе их локализации и уточнения формы определяется скорость прохождения электромагнитной волны в среде. Для уточнения формы гиперболической кривой в разработанном алгоритме были использованы методы на основе преобразования Хафа. Для оптимизации производительности алгоритма введены ограничения размерностей исходного и аккумуляторного пространств. Границы исходного пространства были определены на основе проведенных ранее исследований по обнаружению гиперболических осей синфазности сигналов. Размерность пространства Хафа была уменьшена на основе априорных знаний о возможной допустимой скорости прохождения электромагнитных волн в среде. В результате работы созданного программного обеспечения вычисляются скорость распространения электромагнитной волны в пространстве выше локального объекта и вещественная часть комплексной относительной диэлектрической проницаемости, что дает возможность определить электрофизические свойства среды. Тестирование разработанного алгоритма было проведено на результатах полевых георадиолокационных измерений и синтетических данных. Точность результатов работы алгоритма составила 98,6 %, что указывает на адекватность его применимости для исследований льда в слоях многолетнемерзлых горных пород.
One of the ways to obtain information about the cryogenic state of rocks by GPR is based on the analysis of the in-phase axes of signals reflected from local objects. On the images of GPR radargrams, similar in-phase axes are represented by hyperbolic curves. On the basis of their localization and refinement of the form, the speed of passage of an electromagnetic wave in the medium is determined. To refine the shape of the hyperbolic curve in the developed algorithm, methods based on the Hough transform were used. To optimize the performance of the algorithm, restrictions on the dimensions of the original and accumulator spaces are introduced. The boundaries of the original space were determined on the basis of previous studies on the detection of hyperbolic axes of common-mode signals. The dimension of the Hough space was reduced on the basis of a priori knowledge of the possible allowable speed of electromagnetic waves in the medium. As a result of the work of the created software, the speed of propagation of an electromagnetic wave in space above the local object and the real part of the complex relative permittivity are calculated, which makes it possible to determine the electrophysical properties of the medium. Testing of the developed algorithm was carried out on the results of field georadar measurements and synthetic data. The accuracy of the results of the algorithm was 98.6 %, which indicates the adequacy of its applicability for studying ice in permafrost layers.

Бассейн р. Вилюй расположен на территории Западной Якутии, наиболее освоенной и промышленно развитой части Якутии, имеющей важное экономическое и стратегическое значение для России. Регион является центром алмазодобывающей промышленности РФ, где разрабатываются коренные и россыпные месторождения алмазов, расположен каскад ГЭС на р. Вилюй и Вилюйское водохранилище. Это влечет экологические и социальные проблемы, негативно воздействуя на все компоненты природной среды. При исследовании различных аспектов состояния природной среды необходимо изучение устойчивости северных ландшафтов к техногенному воздействию и изучение гидробиологического состояния водных экосистем, в частности состояния альгофлоры водотоков. Проведена оценка степени устойчивости ландшафтов территории бассейна р. Вилюй к техногенному воздействию по мерзлотным и биоклиматическим показателям. Выявлено, что северотаежные редколесные и маревые ландшафты обладают преимущественно слабой степенью устойчивости, среднетаежные - средней степенью устойчивости. Наиболее неустойчивыми по всем показателям явились горно-тундровые ландшафты, характеризующиеся наиболее холодными и влажными условиями. Проведено исследование современного гидробиологического состояния рек бассейна Вилюя, в результате которых определено низкое развитие фитопланктона и фитоперифитона в р. Ирелях, М. Ботуобуйа и в верхнем течении р. Вилюй, состоящего из однообразного видового состава диатомовых и зеленых водорослей. Максимальная средняя численность водорослей варьирует от 82290 кл/л до 20700 кл/л, наибольшая биомасса отмечена на одном участке и составляет 1,58 мг/л. Индекс биоразнообразия по Шеннону - Уиверу варьирует по точкам отбора проб по течению р. Вилюй от 0,19 бит/экз. и 1,00 бит/экз. до 2,40 бит/экз. По санитарно-биологической характеристике выявлены массовые виды - индикаторы сапробности воды, что говорит о III-м классе чистоты воды, определенной как умеренно загрязненная. Таким образом, состояние альгофлоры находится под влиянием техногенной нагрузки от предприятий алмазодобычи и энергетики. Работа выполнена по госзаданию по теме "Растительный покров криолитозоны таежной Якутии: биоразнообразие, средообразующие функции, охрана и рациональное использование" (код научной темы: FWRS-2021-0023; номер госрегистрации в ЕГИСУ: АААА-А21-121012190038-0) и в рамках проекта государственного задания (ө FWRS-2021-0014) программы по приоритетному направлению ПФНИ РФ на долгосрочный период (2021-2030 гг.).
The Basin of the Vilyui river is located on the territory of Western Yakutia, one of the most developed and industrialized parts of Yakutia, which is of great economic and strategic importance for Russia. The region is the center of the diamond mining industry of the Russian Federation, where primary and alluvial diamond deposits are developed, a cascade of hydroelectric power stations is located on the river Vilyui. This causes environmental and social problems, negatively affecting all components of the natural environment. It is necessary to study the stability of northern landscapes to technogenic impact and study the hydrobiological state of aquatic ecosystems, in particular, the state of the algoflora of watercourses. As a result of studying the degree of stability of landscapes in the basin of the river Vilyui to technogenic impact on permafrost and bioclimatic indicators, the degree of their resistance is determined. It was revealed that, according to the permafrost characteristics, the northern taiga open forest and haze landscapes are defined as predominantly weakly resistant, the middle taiga as medium resistant. The most unstable in terms of bioclimatic indicators were mountain-tundra landscapes, characterized by the coldest and most humid conditions. As a result of studies of the current hydrobiological state of the rivers in the basin of the river Vilyui determined the low development of phytoplankton and phytoperiphyton in the river Irelyakh, M. Botuobuya and in the upper reaches of the river Vilyui, consisting of a monotonous species composition of diatoms and green algae. The maximum average number of algae varies from 82290 cells/l to 20700 cells/l, the highest biomass was noted in one area and is 1.58 mg/l. The Shannon-Weaver biodiversity index varies by sampling points along the river. Vilyuy from 0.19 bits / copy. and 1.00 bits/copy. up to 2.40 bits/copy. According to the sanitary-biological characteristics, mass species-indicators of water saprobicity were identified, which indicates the III class of water purity, as moderately polluted. Thus, it was determined that the state of phytoplankton and phytoperiphyton is under the influence of the technogenic load of diamond mining and hydropower enterprises.The work was carried out according to the state assignment on the topic “Vegetation cover of the permafrost zone of the taiga Yakutia: biodiversity, habitat-forming functions, protection and rational use” (scientific topic code: FWRS-2021-0023; draft state task (No. FWRS-2021-0014) of the program in the priority area of the PFNI RF for the long-term period (2021-2030).

В монографии рассматриваются проблемы численного моделирования тепло влажностного режима в многолетнемерзлых грунтах. Рассмотрен вопрос восстановления неизвестных параметров в зоне фазового перехода при решении некорректных обратных задач теплопроводности. Правильное определение функции количества незамерзшей воды позволяет корректно описать тепловлажностный режим промерзаюшего-протаивающего мерзлого грунта и провести расчет напряженно-деформированного состояния конструкции при циклических воздействиях внешней среды. Книга предназначена для мерзлотоведов, аспирантов, студентов вузов и всех специалистов, интересующихся освоением и развитием районов распространения многолетней мерзлоты