История гидрологического исследования Ямала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный университет

Факультет географии и геоэкологии

Курсовая работа

«История гидрологического исследования Ямала»

Выполнила: Мысина Анна, студентка

2 курса кафедры

гидрологии суши

Руководитель: Потапова Т.М.

Санкт-Петербург

2013

Содержание

Введение

Глава I. Физико-географические особенности полуострова Ямал

1) Геолого-геоморфологические особенности

2) Климат

3) Гидрографическая сеть. Водный и ледовый режим рек

4) Растительность

5) Почвы

Глава II. История освоения полуострова и природопользование

1) До XIX века

2) Современные региональные особенности природопользования

Глава III. История гидрологического исследования Ямала. Гидрологическая изученность

1) Стационарные наблюдения. Состояние метеорологической и гидрологической сети

2) Экспедиционные исследования. История

Глава IV. Важнейшие результаты исследований. Гидрография

1) Данные исследований Западно-Сибирской экспедиции ГГИ

2) Данные экспедиции «Ямал-Арктика 2012»

Заключение

Приложения

Введение

Выбор темы моего исследования объясняется тем, что полуостров является одним из важнейших стратегических нефтегазоносных районов России и занимает 1 место по разведанным запасам газа. В настоящее время на самом полуострове и на шельфе Карского моря в экстремальных климатических условиях открыто 11 газовых и 15 нефтегазоконденсатных месторождений. Откачка газа уже ведется с Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения, остальные находятся еще в разработке. По данным 2009 года разведанные запасы газа составляют 16 трлн кубометров [8].

Сохранение уникальной природы Ямала требует обеспечения безопасной эксплуатации месторождений, основанной на изучении геоботанических, геоморфологических и гидрометеорологических особенностей этой территории.

Несмотря на интенсивное хозяйственное освоение Ямала, гидрометеорологическая изученность его территории относительно невысока. Стационарная метеорологическая и гидрологическая сеть севера Тюменской области в 1,5 раза реже, чем в Якутии и в 2 раза реже, чем в районе Колымы. Большая часть водных объектов полуострова фактически не изучена, поскольку постоянные наблюдения ведутся только на юге и только на средних реках, в течение последних 10 лет. Помимо этого, на территории Ямала отсутствует стационарная гидрологическая сеть на озерах и болотах [4].

В связи с этим целью моей работы явилась оценка гидрологической и гидрохимической изученности территории Ямала в ретроспективном плане от первых сведений в начале 20 века до нашего времени.

При этом были поставлены следующие задачи:

1) Составление физико-географического описания полуострова

2) Описание истории освоения ресурсов и природопользования на Ямальской земле

3) Хронологическая оценка гидрологической и гидрохимической изученности полуострова

4) Описание современного состояния гидрографической сети

5) Экспериментальная оценка геохимического состава торфяно-болотных почв восточной части Ямала (по материалам экспедиции «Ямал-Арктика 2012»)

Глава I. Физико-Географические особенности полуострова Ямал

1. Геолого-геоморфологические особенности

Территория Ямало-Ненецкого АО расположена на Западно-Сибирской низменности, в основе которой лежит Западно-Сибирская плита. В пределах плиты докембрийский цоколь покрывает мощный осадочный чехол (4-8км) - югорско-кайнозиский. [2] Осадки накапливались, благодаря постепенному прогибанию территории к северу. По подошве плитного комплекса выделяют такие тектонические структуры, как: Ямало-Гыданская синеклиза, Гыданское поднятие, Месояхский мегавал и другие. [2]

Почти вся Западно-Сибирская низменность покрыта примерно 200-метровым слоем рыхлых отложений четвертичного периода. Наиболее распространены на данной территории морские отложения позднего мела и палеогена. Запасы нефти данной местности как раз и содержатся в раннемеловых песчанно-алевритных отложениях. Особенностью является двухъярусное строение разреза. Нижний слой занимают мощные слои глин, которые являются морскими отложениями и, как следствие, обычно засоленными. Сверху их перекрывают в основном маломощные слои песков и супесей, имеющих континентальное происхождение. Также для всей низменности характерны мощные слои торфа - до 5-6 м. [2]

Большая часть территории - низменные террасируемые равнины морского, лагунно-морского и озерно-аллювиального происхождения с большим количеством термокарстовых озер. На полуострове Ямал большую площадь занимают пластовые подземные воды, которые доходят до 40м по мощности. Низменные острова Белый, Шокальского, Олений, Вилькицкого, Сибирякова сложены, в основном, мел-четвертичными отложениями и заняты зоной арктических тундр. Южнее идут ландшафты типичных и южных тундр.[2]

Во время передвижения береговой линии полуострова Ямал к северу ( примерно 30-40 тыс. млн лет назад) морские отложения начали замерзать в интенсивных темпах. Тогда на полуострове сформировалась поверхность третьей морской террасы (равнины). По данным комплексных научных и экспедиционных исследований 1991-1998 гг., проведенных совместно ведущими специалистами ГГИ и МГУ, третья морская терраса охватывает около 40% площади полуострова. [9] В северной части Ямала она распространена больше и имеет максимальные абсолютные отметки высот: 90-95м. [9] При этом крупные останцы террасы служат водоразделами для рек Се-Яха, Морды-Яха, Надуй-Яха и др. Третья морская терраса изобилует разными по строению озерами и озерными котловинами. Рельеф равнины связан с термоденудационными процессами: вытаиванием обширных залежей льда и мерзлых горизонтов пород. Рельеф водоразделов представлен относительно плоской поверхностью с мохово-лишайниково-кустарничковым микроландшафтом, местами заторфованной, что в сумме способствует аккумуляции талых и дождевых вод и растягивает время действия поверхностного стока и эрозии. [9]

Водоразделы и поймы рек соединяют пологие задернованные склоны, протяженностью до нескольких километров и уклонами в 1-3?. Большая часть полуострова представлена поймами рек. Также встречаются и участки с крутыми и обрывистыми берегами, высота уступа которых достигает 18 м. Такие участки наблюдались, например, на реке Се-Яха и связаны в основном с подмывом реками и озерами останцов третьей морской террасы. Для суглинистых склонов характерны разномасштабные явления оползней-сплывов - участков крупных подвижек оттаявшего слоя грунта, которые образуют обширные зоны понижения рельефа, переходящие в валы, вздутия и натеки вниз по склону. Этот процесс формирует специфический моренный и холмисто-западинный рельеф на полуострове. [9]

Толща верхнеплейстоценовых морских отложений характеризуется присутствием мощного слоя подземных льдов, который залегает на глубине 2-10 м и имеют мощность до 50 м. [9]

Подводя итог по геолого-геоморфологическим особенностям полуострова Ямал, можно сказать, что рельеф и геологическое строение территории сформировались в условиях морской аккумуляции осадков в эпоху плейстоцена и перестройки рельефа под влиянием флювиальной и термодунудационной обработке поверхности в голоцене. В результате сформировался современный рельеф полуострова, характеризующийся ярусностью и большим разнообразием покровных отложений:

o больше 60% площади полуострова занято аллювиальными отложениями голоцена

o 40% составляют отложения, имеющие фрагментарное распространение:

§ Морские отложения верхнего плейстоцена

§ Аллювиальные отложения верхнего плейстоцена

§ Озерные отложения голоцена

§ Делювиально-солифлюкционные отложения

§ Современные эоловые отложения [9]

Сложность геолого-геоморфологической обстановки на полуострове вместе с особенностями климата и гидрологическими условиями определяют развитие эрозионных процессов на Ямале.

· Криолитологическое строение

На полуострове Ямал многолетнемерзлые породы имеют сплошное распространение, кроме зон под озерами с глубиной больше 2 м (некоторые озера месторождения Бованенково). Под малыми водотоками и водоемами Ямала верхняя поверхность мерзлых пород находится на глубине нескольких десятков метров.

В северной части полуострова температура мерзлых пород может достигать -7, -10?C. [10] Наиболее низкие температуры характерны для торфяников, наиболее высокие - в песчаных отложениях. Разница температур торфа и песков в одном районе может достигать 3-4?C. На полуострове глубина сезонного протаивания не превышает 1м [10], при чем в торфяниках она минимальна, а максимальные значения наблюдаются в песчаных отложениях.

На севере Ямала широко распространены синкриогенные четвертичные отложения (Рис.2), мощность которых может достигать 15-20 м. Они отличаются высокой льдистостью: объемная льдистость торфа может достигать значений 80-90%, а супесчано-глинистых отложений от 30 до 80%. [2] В разрезах береговых уступов большую часть занимают эпикриогенные породы, представленные в основном глинами и суглинками. [2]

Поскольку для Ямала характерно, в основном, монолитное строение мерзлых пород, широкое распространение получили повторно-жильные льды, многолетние бугры пучения и другие образования. В пределах тундровых равнин и торфяников существуют благоприятные условия для морозобойного растрескивания грунтов с формированием повторно-жильных льдов. В связи с изменениями условий теплообмена на поверхности почвы, характерными для полуострова, термокарстовые явления получили большое распространение на Ямале и значительно влияют на облик современного рельефа полуострова. [2,10]

· Отступание берегов и другие криогенные процессы

Геоморфологические процессы на морских арктических побережьях России чрезвычайно опасны для жилых поселков, а также всех технических и линейных сооружений. Необоснованная застройка береговой зоны вызывает угрозу эксплуатации береговых объектов и сооружений вплоть до опасных техногенных катастроф. Примером этому случат многолетние наблюдения на научных станциях береговой полосы. Также печальным примером является необоснованное строительство посёлка и промышленных баз для месторождения Харасавэй на северо-западе полуострова Ямал. Обустройство жилой и промышленной зоны проводилось без предварительных исследований и планирования природоохранных мероприятий. Вся инфраструктура расположена в береговой зоне непосредственно на первой и третьей морских террасах. После создания жилых и промышленных объектов естественная поверхность была почти полностью нарушена, что привело к резкой активизации криогенных процессов таких, как термоабразия и оврагообразование (скорость до 10-30 м/год). [5] В результате под строительство пришлось выделять все новые и новые площадки, что еще больше активировало криогенные процессы. Сейчас вся территория месторождения им подвержена, и попытки поддержания работоспособности инфраструктуры приводит к большим затратам на противостояние деформации поверхности и обеспечение устойчивости сооружений. Попытки добычи песчаных отложений с береговой зоны для использования в качестве строительного материала также дало толчок новой волне термоабразии, так как нарушило взаимодействие море-суша. Интенсивное отступание берега явилось причиной переноса некоторых важных сооружений (гидрометеостанция, мачта радиорелейной связи и т.д.) [6]

С 1978 г. Институт криосферы Земли СО РАН проводит комплексные исследования динамики морских побережий на северном Ямале в районе метеостанции Марре-Сале. Наблюдения за разрушением берегов Западного Ямала проводились в разное время в районе мысов Бурунный, Харасавей, Марре-Сале и на участке строящегося перехода газопровода через Байдарацкую губу [5].Результатом наблюдений стали следующие выводы:

· По данным метеостанции Марре-Сале, дата разрушения ледового покрова мало меняется со временем, а дата образования ледового покрова смещается к более поздним срокам. Соответственно увеличивается продолжительность безледного, динамически активного периода. Следует отметить, что увеличение продолжительности безледного периода приходится на осень - время осенних штормов, когда происходит наиболее сильное разрушение берегов. Длительность безледного периода с 1970 по 2010 г. возросла в среднем на 20 дней. [7]

· Влияние климата на разрушение морских берегов сказывается опосредованно, через изменение синоптической обстановки в регионе, полей атмосферного давления и ветров и соответствующих параметров ветрового волнения на море. Также была выявлена тесная связь скорости разрушения морских берегов Карского моря с суммарной энергией ветровых волн. [7]

· Приведены результаты многолетнего мониторинга динамики морских берегов Западного Ямала:

ь средняя многолетняя скорость отступания берега в районе Марре-Сале составляет около 1,7 м/год, максимальная - 3,3 м/год, а минимальная - 0,5 м/год. Отмечена многолетняя цикличность в изменении скорости отступания берегов во времени.

ь Установлено, что величина деформаций пляжа и подводного берегового склона на участках развития термоэрозионных берегов достигает 0,7 м и может иметь разный знак.

ь Получены первые количественные оценки максимальных деформаций морских аккумулятивных поверхностей, которые достигают 0,3 м.[7]

Помимо береговых процессов существует проблема ледового выпахивания на шельфе Карского моря. Морское дно Байдарацкой губы страдает от экзарационной деятельности морских льдов. По результатам исследований дна губы гидролокаторами с боковым обзором было выявлено, что на дне наблюдаются глубокие борозды и валы шириной до 50 м и глубиной до 2 м. Ледовое выпахивание чрезвычайно опасно для эксплуатации подводных газопроводов, а в частности для перехода газовых магистралей, планируемого через Байдарацкую губу. [6]

Основными криогенными склоновыми процессами, характерными для полуострова Ямал, являются солифлюкция и криогенные сплывы. Наименее изученными являются криогенные сплывы, хотя они представляют максимальную угрозу при хозяйственном освоении полуострова. По данным обобщения и анализа материалов полевых наблюдений ВНИИГАЗа в рамках программы «Ямал», были изучены механизм, основные элементы морфологии и динамика сплывов, была выявлена их качественная неоднородность. [9] Помимо этого были изучены оползни-сплывы (посткриогенные) и термокары. Огромное влияние на рельеф полуострова также оказывают овражная эрозия и термоэрозионные процессы, изучение которых также проводилось в рамках программы «Ямал». Результатом комплексных исследований видов и факторов эрозии явилась монография «Эрозионные процессы центрального Ямала» под редакцией А.Ю.Сидорчука и А.В. Баранова.

2. Климат

Суровый климат Ямала обусловлен его широтой, влиянием близости морей и южнее расположенного материка. Б.П. Алисов на схеме климатического районирования определил климат полуострова, как холодный и влажный, причем северная часть Ямала относится к атлантической части арктического пояса, а южная - субарктического. [9]

Фактором, определяющим характерные особенности климата, Ямала являются продолжительные периоды полярного дня и полярной ночи, которые формируют своеобразие природопользования в регионе, а также влияют на радиационный баланс и его составляющие. Длительность световых дней повышает приток суммарной годовой солнечной радиации. На арктическом побережье он составляет 2500-3000 МДж/м?. Отраженная радиация также увеличивается за счет ледового и снежного покровов. Радиационный баланс положителен до 6 месяцев в году (с апреля по сентябрь), отрицательная часть приходится на октябрь-март. [2]

Циркуляция атмосферы в холодный период года обеспечивает поступление на полуостров западных и юго-западных воздушных масс. Для центрального района Арктического побережья, в котором находится Ямал, характерен континентальный климат с очень холодными зимами и прохладным коротким летом. Адвекцию тепла в зимнее время обеспечивают воздушные массы, находящиеся к западу и юго-западу от Ямала, которые могут вызывать значительный рост температуры и относительной влажности воздуха при сильных вторжениях. Центры таких циклонов находятся над районом северной части Баренцева моря, и их образуется около 10 за зиму. Затем, в их тылу образуется адвекция холода, приходящая из центра Арктики. Зимой большое влияние оказывают холодные воздушные массы, приходящие с устойчивого Сибирского антициклона, который способствует выхолаживанию воздуха над полуостровом и формирует температурные инверсии. В среднем, температура января колеблется между -22 -- -25?С. Суровость климата обуславливают низкие температуры и относительно высокая скорость ветра (5-6 м/с в среднем и часто выше 15 м/с). Зимнее время года занимает примерно 8-9 месяцев. В прибрежных районах температура воздуха оказывается под влиянием отепляющего воздействия моря и рек, в результате чего зимняя температура этих районов оказывается на 6-8? выше, чем в центральной части полуострова.[9,2].

Весной происходит очень медленное нарастание тепла, поскольку альбедо поверхности остается высоким и часто повторяется пасмурная погода. Переход через нуль радиационного баланса наблюдается только в мае. Средняя температура июля составляет +3 -- +9?С. К осени приход солнечной радиации быстро уменьшается, и радиационный баланс оказывается ниже нуля уже в сентябре. В итоге, вегетационный период на Ямале длится всего 45-46 дней. [9]

Для атмосферной циркуляции теплых месяцев года на Ямале характерна также высокая циклоническая активность, которая вызывает частую смену воздушных масс. Самым теплым для полуострова является воздух, приходящий со Средней Сибири, а холодным - формирующийся над центральной Арктикой, способный понижать температуру на территории Ямала до отрицательных значений даже в самый разгар лета. Преобладающими в летнее время являются ветра северных направлений, имеющие 50% повторяемость.[9]

Анализируя данные метеорологических станций полуострова Ямал (мыс Харасавэй, Марре-Сале, Тамбей, Се-Яха), представленные в монографии «Эрозионные процессы центрального Ямала» под редакцией А.Ю. Сидорчука и А.В. Баранова, можно сделать вывод, что сезонный ход температуры на полуострове выражен достаточно четко: зимой температура воздуха убывает к северо-востоку, а в летнее время температура на восточном берегу на десятые доли градуса выше, чем на западном, за счет большей континентальности климата восточного побережья. Суточный ход, напротив, выражен достаточно слабо, а зимой он практически отсутствует. [9]

Парциальное давление водяного пара, характеризующее влажность воздуха, зимой не одинаково распределено по полуострову: на западном побережье наблюдается более высокое, чем на восточном. Летом наблюдается похожая картина.

Высокая повторяемость циклонической погоды создает условия значительной облачности в теплое время года, а зимой она, как и циклоны, несколько ниже.

Полуостров Ямал находится в зоне избыточного увлажнения. Среднее количество осадков за год колеблется около 300 мм. [9] Осадки на западном берегу полуострова преобладают в течение всех месяцев года, а в центральной части максимальные различия характерны для осеннего периода.

Снежный покров на полуострове наблюдается в среднем в течение 8,5 месяцев. Период со второй половины ноября по январь характеризуется большей повторяемостью циклонов, за счет чего по сравнению с другими месяцами для него характерна наибольшая интенсивность роста высоты снега. В феврале наблюдается ослабевание роста снежного покрова, а максимальную высоту он набирает к середине апреля - первой декаде мая. Плотность снега, как и высота, увеличивается в течение зимы, и максимальна перед началом таяния снега. Запас воды в снегу, вследствие зависимости от этих факторов, имеет наибольшее значение в этот же период. [9]

Для полуострова характерны явления тумана и метели. Туманы наблюдаются в основном летом, чаще всего в июле. Они появляются за счет адвекции тепла при вторжении холодных воздушных масс, приходящих с Арктики. Метель может наблюдаться в любой месяц года, кроме июля. Максимум дней с метелью (13-15) приходится на декабрь и январь. (Данные со станции Марре-Сале)[9]

3. Гидрографическая сеть. Водный и ледовый режим рек

Гидрологическая сеть полуострова Ямал хорошо развита в связи с избыточным увлажнением и повсеместным распространением многолетнемерзлых пород, определяющим значение коэффициента стока, близкое к единице. Густота речной сети варьирует от 0,4 км/км? в южной части полуострова до 0,9км/км?.[10] Большее число рек полуострова протекает в широтном направлении. Основной водораздел проходит с севера на юг, восточнее оси полуострова. Реки западной части впадают в Байдарацкую губу или сразу в Карское море, а восточной - в Обскую губу. Наиболее крупные реки: Юрибей (длина - 450 км, S водосбора - 9800 км?), Морды-Яха (300 км, 7250 км?), Харасавэй (300 км, 3510 км?), Надуй-Яха (300 км, 2075 км?). [9]

Реки полуострова относятся к типично равнинному типу, сильно меандрируют. Долины рек широкие, днища плоские и заболоченные, борты невысокие (10-40 м). Для рек Бованенковского ГКМ (Морды-Яха, Надуй-Яха, Сеяха) характерны случаи межбассейнового перехвата стока, что объясняется фрагментарным характером водоразделов в низовьях рек. Основными водоразделами бассейнов служат останцы III-ей морской террасы. Поскольку они не имеют сплошного характера, в половодье происходит межбассейновое перемещение масс. В результате русла пойменных проток хорошо развиты, что усложняет определение основной реки при исследованиях. [9]

Для большинства рек Ямала, впадающих в море характерен дельтовый тип устьевой области. Они имеют в основном лопастной характер и блокируются морскими косами. [9]

Рекам Ямала свойственен западно-сибирский тип водного режима: пологое весеннее-летнее половодье и низкая осеннее-зимняя межень. Гидрограф половодья имеет обычно один максимум. Чем крупнее река, тем плавне очертания гидрографа стока. При выходе воды на пойму наблюдается заполнение аккумулирующих емкостей. Период высоких уровней рек Ямала незначителен по продолжительности - 2-3 суток, до 5 суток в годы с высокими снегозапасами. Во время летней межени уровень воды в нижнем течении рек определяется скорее уровнем моря, чем величиной расхода воды. [9,2]

Ледовые явления на реках Ямала начинаются с устойчивым переходом через нуль температуры воздуха примерно в середине октября. Замерзание воды происходит быстро и почти одновременно по всей длине реки. Когда реки Ямала очищаются ото льда (конец июня) прибрежные воды Карского моря еще находятся подо льдом, поэтому воды разливается по поверхности ледяного покрова моря и промывает в нем каналы.[9,2]

Территория полуострова сильно заболочена (до 35% от площади). [1] По данным экспедиции ГГИ для равнин Ямала типичны полигональные болота. В северной части полуострова они приурочены, в основном, к речным долинам и морским побережьям, в южной - к водораздельным поверхностям, а также встречаются вокруг крупных озер и хасыреях (днищах спущенных озер). Морфологической особенностью полигональных болот является сетчатая структура поверхности, возникшая в результате морозобойного растрескивания мерзлых торфо-грунтов на отдельные многоугольные блоки. Часто в центрах полигонов встречаются валики, мочажины и озерки. [1]

Полуостров Ямал отличается также и обилием озер, 80% которых - внутриболотные. Распределение озер по территории неравномерное - относительно крупные озера расположены в центре полуострова. Территории месторождения Харасавэй насчитывает 13 внутриболотных озер, площадью примерно до 3 км? и средней глубиной 1, 3 м, а на территории Бованенковского ГКМ в бассейне реки Сеяха расположено 69 внутриболотных и 8 водно-эрозионных озер. [1]

4. Растительность

Все физико-географические особенности Ямала отражаются в растительном покрове. За счет большой протяженности с севера на юг наблюдается зональное расчленение биоты.

На севере полуострова расположены кустарничково-травяно-лишайниково-моховые арктические тундры. Центральная часть представлена кустарничково-моховыми северными тундрами, юг полуострова -- ерниково-мохово-лишайниковыми. [13]

Для структуры растительного покрова является определяющим жизненные формы растений. Деревья как жизненная форма наблюдаются только на юге полуострова и представлены в основном лиственницей, елью, березой. В зоне южных тундр крупные кустарники представлены в основном ольховником. Для типичных тундр существенную роль играют виды рода ивы и ерника. В целом для Ямала типичны многолетние травы (мятлики, зубровка альпийская, вейники, осоки и пушицы и т.п.) [3,9]

Помимо бедного видового состава, специфическим набором жизненных форм для растительности полуострова характерна низкорослость, сближенность ярусов, мозаичность и комплексность. Все эти черты определяют малую устойчивость растительного покрова Ямала.

Растительность Ямала играет стабилизирующую роль, особенно мохово-лишайниковый покров. По его состоянию можно судить о состоянии всего ландшафта. На Ямале существует проблема угнетения мхов и лишайников от неумеренного выпаса оленей. Также на полуострове не только в результате антропогенного вмешательства, но и в силу естественно-исторических причин (частого затопления территории морем на протяжении четвертичного периода) отмечается повышенная ранимость растительного покрова в сочетании с его слабой восстановительной способностью.

Таким образом, растительность Ямала является отражением физико-географических особенностей полуострова и представляет собой слабо устойчивые сообщества, находящиеся в нестабильном положении и подвергающиеся постоянным естественным и антропогенным нарушениям. [9]

5. Почвы

Почвенный покров Ямала изучен довольно слабо, несмотря на активные исследования по охране природы последних десятилетий. Для почв Ямала характерна слабая выраженность и малая мощность почвенного профиля, высокая кислотность, бедность азотом и минеральными солями. [9]

По данным экспедиций ВНИИГАЗ в рамках программы «Ямал» особенностями почвообразования являются равнинность территории, формирование почвы на многолетнемерзлых породах, развитие кустарничково-лишайниковых тундр на песчаных и супесчаных отложениях, затрудняющих дренаж почвы и способствующих оглеению; нечеткие переходы между подзонами тундры. [9]

Основные типы мерзлотных почв по современной классификации:

1) глееземы типичные и железистые

2) Торфяно-глееземы типичные

3) Подбуры иллювиально-железистые, иллювиально-гумусовые, глееватые, оподзоленные

4) Дерновые альфегумусовые

5) Аллювиальные дерновые типичные, болотные торфяно-глеевые типичные

6) Торфяные олиготрофные типичные и деструктивные [9]

Особенностью почв Ямала является присутствие высокой доли пылевой фракции, что является одной из причин повышенной мутности водотоков и водоемов Ямала.

Глава II. История освоения полуострова и природопользование

1. до XIX века

Территория Ямальской тундры и лесотундры была заселена самодийскими племенами, предками современных ненцев в конце первого века нашей эры. На севере полуострова они соседствовали с народом морских зверобоев Сихиртя, обучившим их охоте на моржа, нерпу и других морских млекопитающих. Этот промысел велся вплоть до 30-40х годов XX века. Сейчас моржи на побережье встречаются очень редко. Одновременно с морским промыслом ненцы охотились на морскую дичь и вылавливали рыбу в устьях рек и озерах. Ненцы, кочевавшие в бассейнах рек Харасавэй и Мордыяха, за лето заготавливали рыбу на всю зиму. Зимой велась охота на куропатку и песца. Объемы промыслов были умеренными, пока они шли для собственного потребления, позже, когда стали продавать и обменивать продукцию, объемы промыслов существенно возросли, вследствие чего часть продукции портилась, уничтожались молодые особи. Основная продукция сбывалась на ярмарки в Обдорске (будущем Салехарде) и Березове. Нерациональная охота и рыболовство привели к тому, что уже в XVIII веке в Березовском крае не осталось ни одного соболя и бобра. [2]

Промысловое хозяйство ненцев и других народов Ямала существенно изменяло свой характер во времени. В конце XVIII - начале XIX века основным промыслом ненцев была пушнина, позже на первое место выходит рыболовство. Только к началу XX века главной отраслью хозяйства становится оленеводство. Периодически повторяющиеся эпидемии нанесли огромный урон его развитию. Так прошедшая в 1911 году вспышка сибирской язвы стала причиной смерти 70000 домашних оленей, когда всего их к этому времени на Обском Севере насчитывалось 473000. [2] До этого эпидемии с массовой гибелью животных проходили еще с 1847 по 1852 года, в 1863 (50000 оленей погибло), в 1872 (23000 оленей), 1896.

Поскольку до XX века наблюдалась высокая заселенность территории Ямала местными жителями, то не удавалось создать большие промысловые базы, организовать крупное «колониальное хозяйство».[2] Поэтому масштаб заселения территории Ямала и Гыдана профессиональными приезжими промысловиками был гораздо меньше, чем, например, на Таймыре, который имел гораздо больше свободной незаселенной территории. Промысловые точки на Ямальской земле располагались только там, где или население невелико, или вообще отсутствует. Первыми из них были о.Шокальского, залив Гыдаям (северо-запад Гыдана), то есть самые северные точки. Южнее строились фактории (Дровяная, Тамбей, Хасейнто и др.), в которых собиралась продукция промысла местного населения (шкуры, рыба) в обмен на необходимые товары. При этом промысловики сами регулировали объем и территорию промысла, и это не приводило к опасным экологическим изменениям.

Существенное воздействие на традиционное хозяйство Ямала оказало преобразование в 1928 году Комитета Северного Морского пути, основанного А. Колчаком в 1919 году, в торгово-промышленно-транспортный комбинат, перед которым лежала задача организации крупного зверобойного и рыбного промысла. На севере Ямала работали научно-промысловые экспедиции, которые разведывали крупные рыболовные и охотничьи угодья. Так были основаны о. Шокальского, Сибирякова и север Ямала и Гыдана.[2]

В 20-30 гг. XX века произошло переселение из южной в северную часть Ямала некоторых народов, так как в это время создавались многочисленные поселки, организовывались полярные станции, где можно было подзаработать на заготовке дров и сдаче мяса, например, на о. Белом. Этот процесс происходил в голодные годы, и переселялись в основном бедняки, не имеющие достаточно оленей для прокормления семьи. Они вели охоту на гусей и уток, а главным объектом охоты стал дикий северный олень. Сами сотрудники полярных станций также интенсивно занимались охотничьим промыслом, добывали оленей, белых медведей, нерп, песцов, дичь. Такая массовая охота привела к тому, что за 1935-1947 оленье стадо уменьшилось с 4000 голов до 300. [2]

Обнаруживалось локальное воздействие на природную среду ближайших окрестностей полярных станций при строительстве маяков, дорог, плотин, узколинейных железных дорог. Из побережья изымались тонны песка и гальки, для утепления зданий снималась почва вместе с растительным покровом с обширных территорий, что активировало термокарстовые и эрозионные процессы, вызывающие просадки и образующие овраги. Особенно большие проблемы, связанные с этим возникли в 40-е гг. Строительство переходов между зданиями вызывали увеличение сугробов, которые при таянии способствовали заболачиванию территории полярных станций, а также разжижению грунта под давлением. В итоге, территория полярных станций, а также факторий напоминала антропогенную пустыню с полностью нарушенным почвенным и растительным покровом. [2]

В 30-40 гг. некоторые природные изменения были связаны с социальными процессами. Уходя от коллективизации, многие крупные оленеводы Надымского и Тазовского районов стали переселяться на северный Ямал. Изменение путей кочевок повело за собой увеличение нагрузок на пастбища. После войны большинство ненецкого населения перекочевало обратно на юг. Возможно, это было связано с естественным местным похолоданием климата в эти годы. В результате на о. Белом стадо диких оленей восстановилось до 2000 голов. [2]

2. Современные региональные особенности природопользования

В настоящее время главной отраслью хозяйства Ямало-Ненецкого автономного округа является добыча и транспортировка газа и нефти. В отраслевой структуре промышленного производства округа максимум приходится на топливную промышленность - 96,1%, на электроэнергетику - 2,3%, на прочие - 1,6%. [2]

На полуострове Ямал тундра вместе с растительным покровом уже претерпела огромные изменения и нарушения в структуре в связи с хозяйственной деятельностью человека. Особенно сильна антропогенная нагрузка в районе «кустов» скважин, где почва и воды сильно загрязнены нефтепродуктами, металлоломом, буровыми растворами и строительным мусором. В итоге растительный покров на этих территориях полностью уничтожен и, следовательно, активируются процессы термокарста, солифлюкции, дефляции, термоэрозии и оползней-сплывов. Так как обустройство новых газовых месторождений Ямала не останавливается, то негативное воздействие на природную среду будет только возрастать.

Обустройство газовых месторождений ведется такими крупными предприятиями, как Уренгойгазпром (Угенгойское месторождение), Надымгазпром (Медвежье), «Ямбурггаздобыча» (Ямбургское) и др. Ямбургское и Уренгойское месторождения соединены с Новым Уренгоем автомобильной и железной дорогами. В скором времени будет закончено строительство дорог Новый Уренгой - Тазовское ГКМ и Надым - Салехард, в результате чего все крупные северные населенные пункты Тюменской области получат круглогодичное наземное сообщение. [2]

Современное освоение месторождений Ямала является уже третьим этапом в жизни региона. На втором этапе в конце 70-х осваивалось месторождение Харасавэй, в конце 80-х были построены промбазы Бованенковского ГКМ, поселок Ямальск близ Нового порта, поселки компрессорных станций на краях подводного перехода проектируемого газопровода через Байдарацкую губу, началось строительство дороги Обская-Бованенково. На третьем этапе на полуостров доставлено тысячи тонн разнообразного оборудования.

В настоящее время для промышленного освоения подготовлено четыре месторождения -- Бованенковское, Харасавэйское, Крузенштерновское и Новопортовское. В 2006 году «Газпром» приступил к промышленному освоению Бованенковского ГКМ и строительству магистрального газопровода, а в августе 2012 года началась добыча газа. Помимо этого, на полуострове планируется строительство завода по сжижению газа (проект компании «Новатэк» «Ямал СПГ») Также в поселке Сабетта на восточном побережье полуострова в этом году планируется строительство арктического порта, основное назначение которого - перевалка сжиженного природного газа который будет вырабатываться на заводе по сжижению газа в самом поселке. [12]

Помимо газового промысла на Ямале активно развивается рыбная промышленность. Рыбные завод в Новом Порту ежегодно добывает до 1400 тонн, и ежегодно объемы вылова увеличиваются. Новопортовскому заводу принадлежит крупнейшее в России подземное хранилище рыбы. [2]

Добыча пушнины ведется частным образом, а затем собирается коммерсантами. Для оленеводов, помимо мяса и рыбы, это основной источник доходов. Оленеводство к началу XXI века находится в неплохом состоянии. По численности доминируют домашние олени, число которых сильно выросло. Сохраняются также и оленеводческие совхозы: «Панаевский» (с.Панаевск), «Байдарацкий» (п.Белоярский), «Яр-Салинский» (с.Яр-Сале), «Арктический» (п.Сёяха). [2]

Глава III. История гидрологического исследования полуострова. Гидрологическая изученность

1. Стационарные наблюдения. Состояние метеорологической и гидрологической сетей

Несмотря на то, что на Ямале ведется хозяйственное освоение уже более 30 лет, он слабо изучен в гидрометеорологическом отношении. Метеостанций, на которых ведутся постоянные наблюдения всего 11, и продолжительность этих наблюдений составляет меньше 80 лет. Помимо этого, все метеостанции находятся на побережье и, следовательно, испытывают влияние моря, что делает не репрезентативными данные по осадкам, температуре воздуха и запасе воды в снегу. Эти данные могут применяться в гидрологических расчетах, но только в первом приближении. [9]

На полуострове Ямал в данное время работают только 2 водомерных поста: Новый Порт и Се-яха. Эти посты расположены на устьевых участках рек, которые впадают в Обскую губу, и, следовательно, данные об уровне воды и ледовых явлениях отражают режим скорее Обской губы, чем данные самих рек вне зоны подпора. [1]

Несмотря на высокую заозеренность и заболоченность полуострова гидрологическая сеть на озерах и болотах полностью отсутствует. До 1990 г. на территории этого края работал лишь один водомерный пост и один болотный пост, расположенные на озере Нумто.[1]

Состояние гидрологической сети в настоящее время ставит под вопрос качество гидрологических обоснований строительства и эксплуатации газовых и нефтяных месторождений. Нехватка данных стационарных гидрологических наблюдений приводит к невозможности использования рекомендованного СНиПом (СП 33-101-2003 и СНиП 2.01.14-83) метода аналогии для выявления режима неизученных водных объектов, поскольку территория Ямала обладает достаточно специфическими физико-географическими условиями. Также не применимо для ямальской территории использование формул гидрологических характеристик, созданных для рек с другими физико-географическими особенностями. В эти формулы входят параметры, которые необходимо рассчитать применительно к территории Ямала, но для этого нужно иметь хотя бы короткие ряды данных наблюдений за гидрологическим режимом, которые получают в основном при экспедиционных исследованиях. В этом случае, при наличии метеорологических данных за многолетний период, можно определить параметры для расчета гидрологического режима водных объектов. [1]

2. Экспедиционные исследования. История

Экспедиционные исследования рек и озер полуострова Ямал начались с середины XVIII века, когда в 1734-1742 гг. «Великая Северная экспедиция» впервые обследовала побережья и устьевые участки рек полуострова. [1]

Первые профессиональные гидрологические исследования Ямала были проведены Ю.И. Кушелевским в середине XIX в., Б.М. Житковым в 1912 г., В.П. Кальяновым и В.П. Евладовым в 1930-е гг. Б.М. Житков получил первые сведенья по гидрологии полуострова на основе кратковременных наблюдений. Завершением описательного этапа исследования Ямала можно считать составление топографической карты в масштабе 1:10000000 в 1926-1936 гг. [1,9]

Во время начала хозяйственного освоения Ямальской земли наблюдения на реках полуострова были кратковременными и эпизодическими. Они проводились различными организациями и в основном нацелены на обоснование строительства поселений, промышленных комплексов, дорог, мостов и газопроводов. [1,9]

В 1971-72 года были проведены масштабные гидрологические исследования ААНИИ

Последующие гидрологические изыскания проводились различными научно-исследовательскими и проектными институтами в основном в связи с проектированием железной дороги Обская-Харасавэй. В частности в 1987 году были проведены гидрометрические наблюдения на реках Бованенковского газоконденсатного месторождения Киевским филиалом Союздорпроекта.[9]

С 1978 г. Институт криосферы Земли СО РАН проводит комплексные исследования динамики морских побережий на северном Ямале в районе метеостанции Марре-Сале. [7]

Большой вклад в изучение озер полуострова внес институт «Сибрыбпром», изучив в основном крупные озера, перспективные по рыбным запасам. [1]

В 90-е гг. специальные исследования гидрологического режима и эрозионных процессов проводились экспедициями ВНИИГАЗ, МГУ и ГГИ. Основным районом работ были водные объекты Бованенковского и Харасавэйского ГКМ.

С 1982 по 1993 Западно-Сибирская экспедиция ГГИ проводила режимные наблюдения на полуострове. Экспедицией изучены реки, озера и болотные массивы полуострова.[9]

В 1991-1998 года ВНИИГАЗ в рамках проекта «Ямал» проводил комплексные исследования геологии, рельефа и эрозионных процессов, почв и растительности в районе месторождения Бованенково. Результаты исследований экспедиций представлены в монографии «Эрозионные процессы центрального Ямала» под редакцией А.Ю. Сидорчука и А.В.Баранова. В моей работе эта монография была основным источником информации для пунктов геолого-геоморфологического строения, почв и растительности Ямала.

Последней комплексной экспедицией, проходившей в августе 2012 года, была экспедиция «Ямал-Арктика» на судне «Профессор Молчанов», которая исследовала реки, озера и болота труднодоступных районов полуострова (север и северо-восток). [14]

геоморфологический геохимический ямал природопользование

Глава IV. Важнейшие результаты исследований. Гидрография

В своей работе я представляю последние и наиболее важные результаты гидрографического и гидрохимического исследований полуострова Ямал.

1. Западно-Сибирская экспедиция ГГИ

В 1986-1993 года в центральной части Ямала на Бованенковском, Харасавэйском и Новопортовском стационаре были проведены исследования экспедиции отдела наносов и отдела болот ГГИ. Схема расположения стационаров представлена на рисунке 3 приложения. В результате этой экспедиции были получены следующие данные:

1. По климату:

o Безморозный период длится 2,5-3 месяца

o Переход температуры через нуль происходит в первой половине июня и в сентябре.

o В центральной части Ямала за год выпадает 300-350 мм осадков, из них 100-150 приходятся на теплый период года. Максимальное месячное количество осадков приходится на сентябрь, минимальное - на январь (10-15мм).

o На водосборах центрального Ямала к началу таяния снежного покрова скапливается 200-250 мм снега (с учетом испарения). Из-за сильных ветров и значительных перепадов высот наблюдается неравномерное распределение снега по территории месторождения. К окончанию зимы происходит аккумуляция воды в оврагах (около 25% запаса воды в снегу). [9]

2. По геоботаническому районированию:

o Полуостров Ямал расположен в зоне северных лишайниковых и моховых тундр. Особенностью территории является широкое распространение полигональных болот. [9]

3. По криогенно-эрозионным процессам:

o Благодаря сплошному распространению многолетней мерзлоты для Ямала характерна слабая инфильтрация в почвенный слой. При снеготаянии и интенсивных жидких осадках имеет место линейный размыв, который гораздо интенсивнее плоскостного.

o Несмотря на однообразный плоский рельеф полуострова, речная и овражно-балочная сеть обладает высокой густотой, из-за влияния эрозионных и криогенных процессов. По результатам исследований выяснилось, что 108 малых водосборов в районе Бованенковского месторождения имеют густоту овражно-балочной сети от 1 до 11,9 км/км?. Максимальный влагозапас в снеге в оврагах почти в 5 раз больше, чем на приводораздельных поверхностях.

o Экспедция ГГИ выявила региональную зависимость между высотой снега в оврагах (H, см) и плотностью снежного покрова (P, г/см?):

P = 0,033H + 0,34 [11]

o Отдел болот ГГИ разработал методику, которая позволяет по запасам снега равнинной части водосбора оценить влагозапас в снеге в овражных частях и на водосборе в целом. [9]

4. Характеристика болот Ямала:

o Полигональные болота являются зональным типом для полуострова, поскольку занимают около 30% площади Ямала.

Наибольшее распространение они имеют на террасах рек и в приозерных котловинах.

Характеристикой поверхности полигональных болот является сетчатая структура: многоугольные блоки (полигоны), возникающие из-зРазмещено на http://www.allbest.ru/

а морозобойной трещиноватости грунтов. Размеры полигонов колеблются от 5 до 50 м, а глубина и ширина трещин между ними - от 0,1 до 2 м. В некоторых трещинах может наблюдаться промерзание торфа (ледяные клинья), которые прорезают всю торфяную залежь до подстилающих грунтов. Эти ледяные клинья увеличиваются в размерах, благодаря заполнению трещин водой в теплое время года, которая расширяет их при замерзании. [10]

o 70% всех болот полуострова составляют талые болота.

Талые болота характеризуются 4-мя типами микроландшафтов:

1) Травяные

Размещено на http://www.allbest.ru/

2) Мохово-травяные

3) Травяно-кустарничковые

4) Мохово-травяно-кустарничковые

1,2 и 4 типы встречаются в отрицательных формах рельефа, а на водоразделах можно встретить только мохово-травяные болота.

На болотах центрального Ямала Размещено на http://www.allbest.ru/

мощность торфяной залежи колеблется от 0,1 до 1,2 м.

5. Гидрография. Особенности стока:

o На малых реках и ручьях 80-90% годового стока проходит в период половодья. Процесс формирования стока воды и наносов на территории Ямала имеет свою специфику:

При таянии и снега и в период половодья из-за ветрового снегопереноса наблюдается постоянное перераспределение снега по водосбору.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Следствием низких радиационных возможностей, объясняемых географической широтой полуострова, и незначительного протаивания деятельного слоя почв является сравнительно небольшие потери стока воды.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сток наносов максимален в период половодья, особенно высокие величины в районе техногенных нарушений на водосборе. Размещено на http://www.allbest.ru/

o В 1990 г. была составлена карта среднего многолетнего стока половодья с учетом овражности водосборов (Рис.4.), составленных двумя способами: по данным полевых наблюдений ГГИ (измеренных расходов) и по данным СНиП 2.01.14-83 (данные с метеостанций) [1,9] В итоге, согласно первому способу для севера полуострова характерен слой 220-250 мм, для центра и юга - 190-220 мм. По расчетам метеостанций на севере Ямала слой стока колеблется между 120-140 мм, в центре - между 140-160 мм, в южной части - между 160-180 мм. Большая точность признается за данными, полученными непосредственно при полевых наблюдениях (измерении расходов воды), поскольку метеостанции расположены на побережье и являются нерепрезентативными для расчета значений центра полуострова. [1,9]

o Подробнейшим образом исследованы малые реки стационаров и внутриболотные озера, выявлены закономерности водного, ледового и режима рек, озер, а также теплового режима болот.

6. Гидрохимия

Силами Западно-Сибирской экспедиции Государственного гидрологического института (ГГИ) проведена оценка водного режима наиболее крупных рек, озер и болот на территории Бованенковского и Харасавейского месторождений [1,9]. Регулярные гидрохимические исследования начали проводиться на Ямале Западно-Сибирской экспедицией ГГИ в период 1987-1993гг. Обобщенные данные водного и гидрохимического режима, представленные в монографии [1], позволяют выявить следующие особенности химического состава исследованных вод (полученные экспедицией данные представлены в таблице 1 приложения):

a) Характеристика гидрохимии малых рек Ямала

Для относительно крупных рек (Харасавей, Сеяха) характерны воды малой минерализации, как правило, не превышающей 100 мг/л, нейтральная и слабощелочная реакция рН и пониженные содержания растворенного кислорода (до 2-4 мг/л) в конце зимней межени. Отличительным признаком речных вод Ямала является относительно высокая мутность (до 98 мг/л), которая обусловлена повышенными концентрациями растворенного кремния (0,2-2,4 мг/л) и общего железа (до 5,5 мг/л). Влияние полигональных болот на химический состав исследованных вод проявляется в повышенном содержании органического вещества естественного происхождения, выражающемся в увеличении цветности и окисляемости воды в паводковые периоды, что приводит к снижению самоочищающей способности озерных и речных вод Ямала. [1]

b) Характеристика гидрохимии внутриболотных озер Ямала

Наблюдения 1989-1990г. проводились на озерах, сильно отличающихся по гидрографическим параметрам: от болотных неглубоких озер с площадью до 0,01км? до озер с глубиной 4 м и площадью до 5,3 км? (оз.Пятамя-То на территории Бованенковского ГКМ). Следствием этого явились большие различия в гидрохимическом составе исследованных озер.

Оз.Трофимское (Новопортовский стационар) содержит все гидрохимические признаки болотных озер: кислую реакцию среды (phРазмещено на http://www.allbest.ru/

=5,2), повышенную цветность, повышенное содержание общего железа и аммонийного азота, ультрамалую минерализацию (до 7мг/л) и сульфатно-натриевый состав, характерный для болотных вод.

Малое озеро Нябылава-То (Бованенковский стационар) имеет абсолютно другой характер гидрохимии: хлоридно-натривые воды, слабощелочные (phРазмещено на http://www.allbest.ru/

=7,5), с повышенной мутностью и минерализацией. Болота оказывают незначительное влияние на озеро, поскольку цветность и содержание общего железа небольшое.

Типичными для полуострова являются многочисленные озера Харасавэйского и Бованенковского ГКМ, небольшие по площади. Для вод исследованных озер характерен гидрокарбонатно-натриевый состав, слабощелочная реакция (Бованенковское) и слабокислая (Харасавэйское).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Величина БПК всех озер на момент исследования соответствовала градации чистых озер. Болотные воды оказывают незначительное влияние на гидрохимический состав озер: наблюдается только невысокая цветность (10-75 град) и повышенное содержание общего железа и аммонийного азота, характерное для территории полуостров в целом.

Особенностью всех водных объектов Ямала является недонасыщенность кислородом, даже в летний период (до 85% насыщения) [1]

c) Влияние почвенного покрова на химический состав вод

Спецификой почвенного покрова полуострова является преобладание суглинистых почв, которые оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на качество воды рек и озер Ямала. Положительным является увеличение ph воды вследствие гидролиза алюмосиликатов, которое нейтрализует кислые болотные воды. Но при этом происходит вынос кремниевых коллоидов из глинистых пород, приводящий к повышению мутности воды и, как следствие, к замедлению фотохимического окисления техногенных органических веществ и к снижению самоочищающей способности воды рек и озер. [1]

d) Влияние хозяйственного освоения территории

Важно отметить, что гидрохимические наблюдения, проводившиеся на Ямале в 1987-1991 г.г., когда на территории месторождений преимущественно осуществлялись геологоразведочные работы, показали, что даже на первоначальной стадии хозяйственного освоения, происходил целый ряд отрицательных изменений химического состава поверхностных вод полуострова. К ним относятся эпизодические всплески концентраций нефтеуглеводородов (НУ) в речных водах (до 8 ПДК в реке Се-яха), выраженное увеличение содержаний НУ в придонных горизонтах озер (до 12ПДК в озере Нейто), а также повышенные по ПДК концентрации тяжелых металлов (кадмия - до 33 ПДК, меди - до 27 ПДК). В отдельных реках были зарегистрированы значения БПК5 до 4,5 мгО/л, что соответствует градации загрязненных вод. Из изложенного можно сделать вывод о том, что даже эпизодические воздействия, связанные с бурением скважин, строительством и эксплуатацией дорог, могут вызывать изменения содержаний загрязняющих веществ, которые длительное время в условиях многолетней мерзлоты, не подвергаясь распаду за счет окисления, сохраняются в речных и озерных водах, ухудшая их качество и усиливая напряженную экологическую ситуацию в регионе. [1]