Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys

Localized groundwater outflow and layered freezing of them in forms of large ice clusters on the surface creates specific conditions for energy and mass exchange in the «atmosphere–soil–lithosphere» system. In winter, the soil temperature profile is essentially deformed due to heat emission by the a...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Ice and Snow
Main Authors: V. Alekseev R., В. Алексеев Р.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: IGRAS 2015
Subjects:
Ice
Online Access:https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88
id ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/13
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Ice and Snow (E-Journal)
op_collection_id ftjias
language Russian
topic Cryogenic phenomena;hydrothermal ground movement;aufeis processes;aufeises (icings);pingo;thermokarst;ground ice
Бугры пучения;криогенное движение грунтов;криогенные явления;наледи;наледные процессы;подземный лёд;термокарст
spellingShingle Cryogenic phenomena;hydrothermal ground movement;aufeis processes;aufeises (icings);pingo;thermokarst;ground ice
Бугры пучения;криогенное движение грунтов;криогенные явления;наледи;наледные процессы;подземный лёд;термокарст
V. Alekseev R.
В. Алексеев Р.
Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
topic_facet Cryogenic phenomena;hydrothermal ground movement;aufeis processes;aufeises (icings);pingo;thermokarst;ground ice
Бугры пучения;криогенное движение грунтов;криогенные явления;наледи;наледные процессы;подземный лёд;термокарст
description Localized groundwater outflow and layered freezing of them in forms of large ice clusters on the surface creates specific conditions for energy and mass exchange in the «atmosphere–soil–lithosphere» system. In winter, the soil temperature profile is essentially deformed due to heat emission by the aufeis layer of water at its freezing that forms a specific thermocline layer. Deformation of the temperature profile, gradually decreasing, moves down the cross-section and disappearing at the interface between frozen and thawed rocks. Magnitude and number of the temperature deviations from a «normal» state depends on the heat storage of the aufeis-forming waters and on the number of outflows at a given point. The thermocline formation changes conditions of freezing for underlying ground layers together with mechanism of ice saturation of them, and that results in formation of two-layer ice-ground complexes (IGC) which differ drastically from cryogenic features in adjacent parts of the valley. Analysis of genetic characteristics and relation of components of the surface and subsurface layers allowed identification of seven types of the aufeis IGC: massive-segregation, cement-basal, layered-segregation, basal-segregation, vacuum-filtration, pressureinjection, and fissure-vein. Yearly formation and destruction of aufeises and subsurface ices is accompanied by a sequence of particularly hazardous geodynamical phenomena, among which the most important are winter flooding of territories, layered freezing of water, ground heaving, thermokarst, and thermoerosion. Combination of these processes may cause a rapid (often unexpected) reconfiguration of channels of both surface and subsurface runoff, abrupt uplifts and subsidences of the surface, and decompaction and «shaking-up» of seasonally thawing and seasonally freezing rocks, which may create exceptionally unfavorable conditions for construction and operation of engineering structures. Aufeis plots of river valleys are the most «hot» points of the permafrost zone. A ...
format Article in Journal/Newspaper
author V. Alekseev R.
В. Алексеев Р.
author_facet V. Alekseev R.
В. Алексеев Р.
author_sort V. Alekseev R.
title Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
title_short Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
title_full Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
title_fullStr Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
title_full_unstemmed Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
title_sort ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys
publisher IGRAS
publishDate 2015
url https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13
https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88
genre Ice
permafrost
Thermokarst
термокарст*
genre_facet Ice
permafrost
Thermokarst
термокарст*
op_source Ice and Snow; Том 55, № 1 (2015); 69-88
Лёд и Снег; Том 55, № 1 (2015); 69-88
2412-3765
2076-6734
undefined
op_relation https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13/141
Алексеев В.Р. Наледи как фактор долинного морфолитогенеза // Региональная геоморфология Сибири. Иркутск: изд. ИГСиДВ СО РАН, 1973. С. 89–134.
Алексеев В.Р. Парагенез наледей и подземных льдов // МГИ. 1989. Вып. 65. С. 81–86.
Алексеев В.Р. Ландшафтная индикация наледных явлений. Новосибирск: Наука, 2005. 364 с.
Алексеев В.Р. Влияние наледей на развитие русловой сети (наледный руслогенез) // Лёд и Снег. 2013. No 4 (123). С. 95–106.
Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 463 с.
Гасанов Ш.Ш. Инъекционные льды (строение, механизм образования и закономерности распространения) // Материалы VIII Всесоюз. междувед. совещания по геокриологии (мерзлотоведению): Вып. 2. Общая, теоретическая и историческая геокриология. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1966. С. 139–153.
Горбунов А.П., Ермолин Е.Д. Рельефообразующая роль наледей Тянь-Шаня и Памира // Наледи Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1981. С. 160–166.
Горелик Я.Б., Колунин В.С. Физика и моделирование криогенных процессов в литосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал «Гео», 2002. 317 с.
Дейкин Б.Н. Методика исследования и расчет характеристик инъекционных льдов на наледных участках речных долин // Гляциол. исследования в Сибири. Иркутск: изд. Ин-та географии СО РАН, 1985. С. 146–158.
Климовский И.В. Наледи и инъекционные льды долины р. Буордах (хр. Улахан-Чистай) // Геокриол. и гидрогеол. исследования в Якутии. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1978. С. 118–125.
Колосков К.Н., Корейша М.М. Наледи северного склона Момского хребта // Тр. ПНИИИС: Вып. 36. Геокриол. исследования при инженерных изысканиях. М.: Стройиздат, 1975. С. 124–134.
Колосов Д.М. О наледных явлениях как геоморфологическом процессе // Проблемы физич. географии. Т. VI. М.: Изд-во АН СССР, 1938. С. 125–134.
Колотаев В.Н. Процесс формирования крупных наледей подземных вод (на примере Муруринской наледи) // Вопросы гидрологии суши: Докл. конф. молодых ученых и специалистов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. C. 37–45.
Корейша М.М. Формирование инъекционного льда в русловых отложениях наледных участков долин рек хр. Сунтар-Хаята // Материалы к науч.техн. конф. Апрель, 1969. М.: изд. ПНИИИС, 1969. С. 121–123.
Кравченко В.В. Гидротермические движения грунтов под наледными массивами // Гляциология Восточной Сибири. Иркутск: изд. Ин-та географии СО РАН, 1983. C. 53–64.
Кравченко В.В. Изучение гидротермических движений грунтов под наледями на перемерзающих реках // Геокриол. прогноз при строительном освоении местности. М., 1985. C. 86–88.
Кренделев Ф.П. Барханы и ледяные бугры Чарской котловины // Природа. 1983. No 2. С. 58–66.
Петров В.Г. Наледи на Амуро-Якутской магистрали. Л.: Изд-во АН СССР и н.-и. автодорожного ин-та НКПС СССР, 1930. 177 с.
Подъяконов С.А. Наледи Восточной Сибири и причины их возникновения // Изв. РГО. 1903. Т. 39. С. 305–337.
Преображенский В.С. Барханы и гидролакколиты Чарской котловины // Природа. 1961. No 5. С. 93–95.
Романовский Н.Н. О геологической деятельности наледей // Мерзлотные исследования: Вып. XIII. М.: Изд-во МГУ, 1973. C. 66–89.
Романовский Н.Н. Подземные воды криолитозоны. М.: Изд-во МГУ, 1983. 231 с.
Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы. М.: Изд-во МГУ, 1993. 336 с.
Романовский Н.Н., Афанасенко В.Е., Корейша М.М. Динамика и геологическая деятельность гигантских наледей Селенняхской тектонической впадины // Вестн. МГУ. Геология. 1973. No 6. С. 52–74.
Румянцев Е.А. Физико-климатические условия и динамика образования Керакской наледи на Забайкальской железной дороге // Тр. ХабИИЖТа: Вып. 18. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 1964. С. 93–120.
Русанов Б.С. Гидротермические движения земной поверхности. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 226 с.
Санников С.А. Изучение инъекционных льдов наледных полян (на примере Забайкалья) // Методика и техника геокриол. исследований. Новосибирск, 1988. С. 134–145.
Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 190 с.
Стругов А.С. Взрыв гидролакколита (Читинская область) // Природа. 1955. No 6. С. 117.
Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды СевероВостока СССР. Новосибирск: Наука, 1974. 164 с.
Фельдман Г.М. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах. Новосибирск: Наука, 1988. 258 с.
Фельдман Г.М., Борозинец В.Е. Возможный механизм образования крупных ледяных включений в дисперсных грунтах // Региональные геокриол. исследования в Восточной Азии. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1983. С. 19–28.
Фотиев С.М. К вопросу о роли наледей в формировании морфологии наледных участков речных долин // Геокриол. условия Западной Сибири, Якутии и Чукотки. М.: Наука, 1964. С. 111–114.
Швецов П.Ф., Седов В.П. Гигантские наледи и подземные воды хребта Тас-Хаяхтах. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1941. 81 с.
Шепелев В.В. Родниковые воды Якутии. Якутск: Книж. изд-во, 1987. 128 с.
Шестернев Д.М., Верхотуров А.Г. Наледи Забайкалья. Чита: изд. ИПРЭК СО РАН, 2006. 213 с.
Carey K.L. Icings Developed from Surface Water and Ground Water. Hanover, New Hampshire: Corps of Engineers. U.S. Army, Cold Regions Research and Engineering laboratory, 1973. May. 67 p.
French H.M. The Periglacial Environment. Ljngman. London and New York, 1976. 309 p.
Olszewski Antoni. Icings and geomorphological significance exemplfild from Oscar II Landand Prins Karls Forland // Acta Universitetis Nicolai Copernici. Geographia XVI. Nauki Matematyczno-Przyrodnicze, 1982. Zeszyt 51. P. 91–122.
Pollard W.H, Franch H.M. Seasonal frost mound occurrence North Fork Pass, Ogilvie Mountains, Northern Yulon, Canada // Fourth Intern. Conf. July 17–22, 1983. Organized by University of Alaska and National Academy of Scienсe. National Academy Press. Washington, 1983. P. 1000–1004.
https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13
doi:10.15356/2076-6734-2015-1-69-88
op_rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).
op_rightsnorm CC-BY
op_doi https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88
container_title Ice and Snow
container_volume 55
container_issue 1
container_start_page 69
op_container_end_page 88
_version_ 1766027940586323968
spelling ftjias:oai:oai.ice.elpub.ru:article/13 2023-05-15T16:37:38+02:00 Ground ice and hydrothermal ground motions on aufeis plots of river valleys Подземные льды и гидротермическое движение грунтов на наледных участках речных долин V. Alekseev R. В. Алексеев Р. 2015-03-25 application/pdf https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13 https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88 rus rus IGRAS https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13/141 Алексеев В.Р. Наледи как фактор долинного морфолитогенеза // Региональная геоморфология Сибири. Иркутск: изд. ИГСиДВ СО РАН, 1973. С. 89–134. Алексеев В.Р. Парагенез наледей и подземных льдов // МГИ. 1989. Вып. 65. С. 81–86. Алексеев В.Р. Ландшафтная индикация наледных явлений. Новосибирск: Наука, 2005. 364 с. Алексеев В.Р. Влияние наледей на развитие русловой сети (наледный руслогенез) // Лёд и Снег. 2013. No 4 (123). С. 95–106. Билибин Ю.А. Основы геологии россыпей. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 463 с. Гасанов Ш.Ш. Инъекционные льды (строение, механизм образования и закономерности распространения) // Материалы VIII Всесоюз. междувед. совещания по геокриологии (мерзлотоведению): Вып. 2. Общая, теоретическая и историческая геокриология. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1966. С. 139–153. Горбунов А.П., Ермолин Е.Д. Рельефообразующая роль наледей Тянь-Шаня и Памира // Наледи Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1981. С. 160–166. Горелик Я.Б., Колунин В.С. Физика и моделирование криогенных процессов в литосфере. Новосибирск: Изд-во СО РАН, Филиал «Гео», 2002. 317 с. Дейкин Б.Н. Методика исследования и расчет характеристик инъекционных льдов на наледных участках речных долин // Гляциол. исследования в Сибири. Иркутск: изд. Ин-та географии СО РАН, 1985. С. 146–158. Климовский И.В. Наледи и инъекционные льды долины р. Буордах (хр. Улахан-Чистай) // Геокриол. и гидрогеол. исследования в Якутии. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1978. С. 118–125. Колосков К.Н., Корейша М.М. Наледи северного склона Момского хребта // Тр. ПНИИИС: Вып. 36. Геокриол. исследования при инженерных изысканиях. М.: Стройиздат, 1975. С. 124–134. Колосов Д.М. О наледных явлениях как геоморфологическом процессе // Проблемы физич. географии. Т. VI. М.: Изд-во АН СССР, 1938. С. 125–134. Колотаев В.Н. Процесс формирования крупных наледей подземных вод (на примере Муруринской наледи) // Вопросы гидрологии суши: Докл. конф. молодых ученых и специалистов. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. C. 37–45. Корейша М.М. Формирование инъекционного льда в русловых отложениях наледных участков долин рек хр. Сунтар-Хаята // Материалы к науч.техн. конф. Апрель, 1969. М.: изд. ПНИИИС, 1969. С. 121–123. Кравченко В.В. Гидротермические движения грунтов под наледными массивами // Гляциология Восточной Сибири. Иркутск: изд. Ин-та географии СО РАН, 1983. C. 53–64. Кравченко В.В. Изучение гидротермических движений грунтов под наледями на перемерзающих реках // Геокриол. прогноз при строительном освоении местности. М., 1985. C. 86–88. Кренделев Ф.П. Барханы и ледяные бугры Чарской котловины // Природа. 1983. No 2. С. 58–66. Петров В.Г. Наледи на Амуро-Якутской магистрали. Л.: Изд-во АН СССР и н.-и. автодорожного ин-та НКПС СССР, 1930. 177 с. Подъяконов С.А. Наледи Восточной Сибири и причины их возникновения // Изв. РГО. 1903. Т. 39. С. 305–337. Преображенский В.С. Барханы и гидролакколиты Чарской котловины // Природа. 1961. No 5. С. 93–95. Романовский Н.Н. О геологической деятельности наледей // Мерзлотные исследования: Вып. XIII. М.: Изд-во МГУ, 1973. C. 66–89. Романовский Н.Н. Подземные воды криолитозоны. М.: Изд-во МГУ, 1983. 231 с. Романовский Н.Н. Основы криогенеза литосферы. М.: Изд-во МГУ, 1993. 336 с. Романовский Н.Н., Афанасенко В.Е., Корейша М.М. Динамика и геологическая деятельность гигантских наледей Селенняхской тектонической впадины // Вестн. МГУ. Геология. 1973. No 6. С. 52–74. Румянцев Е.А. Физико-климатические условия и динамика образования Керакской наледи на Забайкальской железной дороге // Тр. ХабИИЖТа: Вып. 18. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 1964. С. 93–120. Русанов Б.С. Гидротермические движения земной поверхности. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 226 с. Санников С.А. Изучение инъекционных льдов наледных полян (на примере Забайкалья) // Методика и техника геокриол. исследований. Новосибирск, 1988. С. 134–145. Соколов Б.Л. Наледи и речной сток. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 190 с. Стругов А.С. Взрыв гидролакколита (Читинская область) // Природа. 1955. No 6. С. 117. Толстихин О.Н. Наледи и подземные воды СевероВостока СССР. Новосибирск: Наука, 1974. 164 с. Фельдман Г.М. Передвижение влаги в талых и промерзающих грунтах. Новосибирск: Наука, 1988. 258 с. Фельдман Г.М., Борозинец В.Е. Возможный механизм образования крупных ледяных включений в дисперсных грунтах // Региональные геокриол. исследования в Восточной Азии. Якутск: изд. ИМЗ СО РАН, 1983. С. 19–28. Фотиев С.М. К вопросу о роли наледей в формировании морфологии наледных участков речных долин // Геокриол. условия Западной Сибири, Якутии и Чукотки. М.: Наука, 1964. С. 111–114. Швецов П.Ф., Седов В.П. Гигантские наледи и подземные воды хребта Тас-Хаяхтах. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1941. 81 с. Шепелев В.В. Родниковые воды Якутии. Якутск: Книж. изд-во, 1987. 128 с. Шестернев Д.М., Верхотуров А.Г. Наледи Забайкалья. Чита: изд. ИПРЭК СО РАН, 2006. 213 с. Carey K.L. Icings Developed from Surface Water and Ground Water. Hanover, New Hampshire: Corps of Engineers. U.S. Army, Cold Regions Research and Engineering laboratory, 1973. May. 67 p. French H.M. The Periglacial Environment. Ljngman. London and New York, 1976. 309 p. Olszewski Antoni. Icings and geomorphological significance exemplfild from Oscar II Landand Prins Karls Forland // Acta Universitetis Nicolai Copernici. Geographia XVI. Nauki Matematyczno-Przyrodnicze, 1982. Zeszyt 51. P. 91–122. Pollard W.H, Franch H.M. Seasonal frost mound occurrence North Fork Pass, Ogilvie Mountains, Northern Yulon, Canada // Fourth Intern. Conf. July 17–22, 1983. Organized by University of Alaska and National Academy of Scienсe. National Academy Press. Washington, 1983. P. 1000–1004. https://ice-snow.igras.ru/jour/article/view/13 doi:10.15356/2076-6734-2015-1-69-88 Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой авторские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , что позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Редакция журнала будет размещать принятую для публикации статью на сайте журнала до выхода её в свет (после утверждения к печати редколлегией журнала). Авторы также имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). CC-BY Ice and Snow; Том 55, № 1 (2015); 69-88 Лёд и Снег; Том 55, № 1 (2015); 69-88 2412-3765 2076-6734 undefined Cryogenic phenomena;hydrothermal ground movement;aufeis processes;aufeises (icings);pingo;thermokarst;ground ice Бугры пучения;криогенное движение грунтов;криогенные явления;наледи;наледные процессы;подземный лёд;термокарст info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion 2015 ftjias https://doi.org/10.15356/2076-6734-2015-1-69-88 2022-12-20T13:30:09Z Localized groundwater outflow and layered freezing of them in forms of large ice clusters on the surface creates specific conditions for energy and mass exchange in the «atmosphere–soil–lithosphere» system. In winter, the soil temperature profile is essentially deformed due to heat emission by the aufeis layer of water at its freezing that forms a specific thermocline layer. Deformation of the temperature profile, gradually decreasing, moves down the cross-section and disappearing at the interface between frozen and thawed rocks. Magnitude and number of the temperature deviations from a «normal» state depends on the heat storage of the aufeis-forming waters and on the number of outflows at a given point. The thermocline formation changes conditions of freezing for underlying ground layers together with mechanism of ice saturation of them, and that results in formation of two-layer ice-ground complexes (IGC) which differ drastically from cryogenic features in adjacent parts of the valley. Analysis of genetic characteristics and relation of components of the surface and subsurface layers allowed identification of seven types of the aufeis IGC: massive-segregation, cement-basal, layered-segregation, basal-segregation, vacuum-filtration, pressureinjection, and fissure-vein. Yearly formation and destruction of aufeises and subsurface ices is accompanied by a sequence of particularly hazardous geodynamical phenomena, among which the most important are winter flooding of territories, layered freezing of water, ground heaving, thermokarst, and thermoerosion. Combination of these processes may cause a rapid (often unexpected) reconfiguration of channels of both surface and subsurface runoff, abrupt uplifts and subsidences of the surface, and decompaction and «shaking-up» of seasonally thawing and seasonally freezing rocks, which may create exceptionally unfavorable conditions for construction and operation of engineering structures. Aufeis plots of river valleys are the most «hot» points of the permafrost zone. A ... Article in Journal/Newspaper Ice permafrost Thermokarst термокарст* Ice and Snow (E-Journal) Ice and Snow 55 1 69 88