Лаборатория подземных вод и геохимии криолитозоны

Лаборатория подземных вод и геохимии криолитозоны - Институт мерзлотоведения СО РАН

Руководство и кадровый состав

Заведующий лабораторией - к.г.-м.н. Л.А. Гагарин.

Состав лаборатории - 26 сотрудников (11 научных сотрудников, в том числе 3 доктора наук, 4 кандидата наук, и 15 инженерно-технических работников).

История лаборатории

Лаборатория подземных вод была создана 17 августа 1964 года. Создание ее было обусловлено необходимостью постановки целенаправленных исследовательских работ по изучению гидрогеологических особенностей, охраны и использования подземных вод криолитозоны. В разные годы лабораторию возглавляли д.г.-м.н. О.Н. Толстихин (1964-1972), к.г.-м.н. В.В. Климочкин (1972-1977), д.г.-м.н. В.В, Шепелев (1977-1983; 1995-2005), д.г.-м.н. Н.П. Анисимова (1983-1989), к.г.н. В.М. Пигузова (1990-1995), к.г.-м.н. Н.А. Павлова (2006-2021), к.г.-м.н. Л.А. Гагарин (с 2022 по настоящее время).

Основные направления исследований

  • Изучение закономерностей формирования, распространения, режима и ресурсов различных типов подземных вод криолитозоны, особенностей их использования и охраны от истощения и загрязнения.
  • Исследование взаимодействия подземных вод с мерзлыми породами и поверхностными водами в естественных и техногенно нарушенных условиях.
  • Совершенствование методики мерзлотно-гидрогеологических исследований при проведении инженерных изысканий в криолитозоне и для разработки природоохранных мероприятий.
  • Разработка научно-методических основ для составления специальных мерзлотно-гидрогеологических карт разного масштаба и назначения.
  • Изучение роли гидрогеологических факторов в формировании и динамике криогенных ландшафтов.
  • Изучение закономерностей миграции и концентрации химических элементов в природных мерзлотных ландшафтах.
  • Исследование особенностей рассеяния и концентрации химических элементов на техногенных объектах (промышленных, сельскохозяйственных и селитебных).

Важнейшие научные результаты

  • Основано и развито новое направление в мерзлотоведении – криогидрогеохимия, изучающее особенности формирования химического состава подземных вод и льдов криолитозоны с учетом геокриологических, гидрогеодинамических, геоморфологических, геологических и геотермических условий.
  • Составлены Гидрогеологическая карта Якутии, Карта мерзлотно-гидрогеологического районирования Восточной Сибири и Карта надмерзлотных вод РС(Я) (масштаб 1:2 500 000); цифровая Гидрогеологическая карта Центральной Якутии масштаба 1:1 000 000.
  • Выявлены основные закономерности распространения и режима наледей, выяснена их гидрогеологическая роль и предложена методика расчета естественных ресурсов подземных вод по наледным показателям.
  • Исследованы геокриологические условия формирования надмерзлотных вод, основные закономерности их распространения, особенности питания и разгрузки.
  • Установлены особенности эволюции засоленных зон с надмерзлотными криопэгами в зависимости от изменчивости климата и условий водообмена. Изучено влияние техногенных криопэгов на температуру и засоленность вмещающих пород.
  • Изучена годовая и многолетняя динамика термосуффозионных процессов в Центральной Якутии и образуемых ими провальных форм рельефа.
  • Сформулированы научные открытия: «Явления криогенного солевого рассеяния рудных компонентов» (совместно с учеными ВСЕГЕИ, Томского политехнического института, ЦНИИОлова); «Явления избирательной адсорбции органических веществ на металлах и оксидах – эффект Нечаева» (совместно с учеными Днепропетровского химико-технологического института).
  • Разработан способ геохимических поисков рудных месторождений, залегающих под ледниками.
  • Разработан способ поисков скрытых и глубокопогребенных месторождений золота по криогенным геохимическим ореолам.
  • Предложен метод поисков рудных месторождений полезных ископаемых по снежному покрову. Предложен способ оценки степени техногенного загрязнения территории по снежному покрову.
  • Изучены особенности гипергенной миграции и концентрации токсичных элементов и соединений в компонентах мерзлотных ландшафтов (атмосферные осадки, поверхностные воды, грунты, породы).
  • Для Центральной и Восточной Якутии установлен положительный тренд повышения кислотности миграционных и депонирующих природных сред (атмосферные осадки, поверхностные воды, грунты), обусловленный региональным потеплением климата и увеличением концентрации диоксида углерода в атмосфере.
  • Исследованы особенности миграции фтора в снежном покрове бассейнов крупных рек Восточной Сибири - Лены, Ангары и Нижней Тунгуски.
  • Изучено влияние поверхностно-активных веществ на прочностные свойства мерзлых грунтов.
  • Исследованы физико-химические особенности миграции химических элементов и соединений в мерзлых грунтах на урбанизированных территориях.
  • Уточнена роль природных факторов во внутригодовой и многолетней изменчивости стока малых рек криолитозоны в условиях меняющегося климата.
  • Усовершенствована методика картирования наледей с помощью дистанционного зондирования Земли

Результаты внедрения

  • Разработано руководство по предотвращению от замерзания водозаборных и режимных гидрогеологических скважин с помощью греющего кабеля.
  • Составлено методическое пособие по изучению наледей подземных вод при производстве гидрогеологических и инженерно-геологических работ.
  • Разработаны рекомендации по проведению мерзлотно-гидрогеохимических исследований в комплексе инженерно-строительных изысканий в криолитозоне.
  • Для инженерной защиты г. Якутска от подтопления надмерзлотными водами и развития опасных криогенных процессов рекомендованы новые конструкции дренажных устройств.
  • Разработаны разделы «Гидрогеология» для Схем комплексного использования и охраны водных объектов (СКИОВО) рек бассейнов моря Лаптевых и ВосточноСибирского моря (реки Лена, Анабар, Оленек, Алазея, Яна, Индигирка).
  • Разработан способ восстановления нефтезагрязненных грунтов с давними сроками загрязнения в условиях криолитозоны.
  • Разработан способ очистки природных вод из подземных источников от соединений лития при получении воды хозяйственно-питьевого назначения, а также воды для нужд пищевой промышленности и сельского хозяйства воды.

Международные связи

Лаборатория имеет многолетние тесные связи с японскими учеными из университетов г. Нагоя и Хоккайдо, Национального института полярных исследований (г. Токио), университета г. Мие, Института изучения окружающей среды (г. Цукуба), а также из Геофизического института университета Аляски (г. Фэрбенкс, США), Шведского метеорологического и гидрологического института (г. Норчёпинг, Швеция), Северо-восточного университета лесного хозяйства (г. Харбин, КНР), Северо-западного института окружающей среды и ресурсов КАН (г. Ланьчжоу, КНР), Институтом геоэкологии и географии МАН (г. Улан-Батор, Монголия) проводя с ними совместные экспедиционные исследования по различным международным научным программам.