Аннотация: Предметом исследований являются природные и техногенные курумы (глыбовые скопления скальных пород). Целью работы был анализ основных литературных источников, в которых опубликованы результаты исследований по формированию теплового режима скальных отвалов (курумов). Ретроспективный период составил более 50 лет. Рассмотрены отечественные и зарубежные источники информации. Выбраны для анализа наиболее представительные, в которых опубликованы результаты исследований, имеющих теоретическую ценность и практическую значимость. Анализ показал, что по многим важным аспектам формирования теплового режима природных и техногенных курумов, все авторы исследований, проведенных в различных регионах и в разные периоды времени, независимо друг от друга, пришли к одинаковым выводам. Это свидетельствует о надежности и объективности полученных результатов. В качестве метода исследований использовался аналитический обзор научных статей, в которых опубликованы материалы исследований по формированию теплового режима как собственно курумов, так и их грунтовых оснований. Рассмотрены курумы зоны многолетней и островной мерзлоты. Выполнен аналитический обзор литературных источников, содержащих теоретические и практические результаты исследований по формированию теплового режима природных и техногенных курумов. Результаты анализа позволяют сделать следующие основные выводы. 1. Любые виды, природных и техногенных курумов приводят к прогрессирующему охлаждению основания, на котором они находятся. 2. При взаимодействии с породным основанием техногенный курум работает как активная тепловая защита, изменяя свое термическое сопротивление в течение годового цикла. 3. При моделировании процесса теплового взаимодействия техногенного курума вполне допустимым является рассмотрение курума как теплозащитного слоя, термическое сопротивление которого зависит от эффективного коэффициента теплопроводности, изменяющего свое значение при изменении знака температуры атмосферного воздуха. На основании анализа результатов опубликованных работ сделаны выводы о возможности ряда упрощений при построении расчетных моделей для прогноза и управления тепловым режимом мерзлых оснований техногенных курумов.

Ключевые слова: скальные породы, источник, литература, анализ, курумы, тепловой режим, криолитозона, прогноз, моделирование, грунт

Abstract: The subject of research is natural and man-made kurums (blocky accumulations of rocks). The purpose of the work was to analyze the main literary sources, in which the results of research on the formation of the thermal regime of rock dumps (kurums) were published. The retrospective period of the research extends for more than 50 years. Domestic and foreign sources of information are considered. The most representative ones have been selected for analysis, in which the results of research with theoretical value and practical significance have been published. The analysis showed that on many important aspects of the formation of the thermal regime of natural and man-made kurums, all the authors of studies conducted in different regions and at different time periods, independently of each other, came to the same conclusions. This indicates the reliability and objectivity of the results obtained. An analytical review of scientific articles was used as a research method, in which research materials on the formation of the thermal regime of both the kurums themselves and their soil bases were published. The kurums of the permafrost and island permafrost zones are considered. An analytical review of literary sources containing theoretical and practical results of research on the formation of the thermal regime of natural and man-made kurums is carried out. The results of the analysis allow us to draw the following main conclusions. 1. Any types of natural and man-made kurums lead to progressive cooling of the base on which they are located. 2. When interacting with the rock base, the technogenic kurum works as an active thermal protection, changing its thermal resistance during the annual cycle. 3. When modeling the process of thermal interaction of technogenic kurum, it is quite acceptable to consider the kurum as a heat-protective layer, the thermal resistance of which depends on the effective coefficient of thermal conductivity, which changes its value when the sign of atmospheric air temperature changes. Based on the analysis of the results of the published works, conclusions are drawn about the possibility of a number of simplifications in the construction of computational models for forecasting and controlling the thermal regime of frozen bases of technogenic kurums.

Keywords: modeling, forecast, rock formations, source, literature, analyze, kurums, thermal mode, cryolithozone, the ground

Аннотация: Исследование направлено на повышение точности геофизических исследований антропогенного металлического загрязнения с использованием цифровых моделей рельефа (ЦМР). На примере Норильского полигона, расположенного в непосредственной близости к террикону шлаковых отвалов никелевого завода был апробирован метод комплексного изучения среды на основе данных ЦМР, полученных с помощью беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), для проведения детального геоморфологического анализа исследуемой территории. Также применялись геофизические методы естественного поля (ЕП) и частотного зондирования для выявления зон возможного распространения металлического загрязнения, а также характера и пространственного положения прогнозируемых мерзлых толщ. Основное внимание уделено преимуществам интеграции геофизических методов с ЦМР и производными картографическими материалами для повышения точности и достоверности обнаружения и картирования поверхностного металлического загрязнения с учётом геокриологической ситуции в пределах исследуемого полигона. Использованы геофизические методы естественного поля (ЕП), метод частотного зондирования для определения электрофизических характеристик среды района исследования. Проведены рекогнисцировочные работы и полётные миссии для формирования цифровой модели рельефа и ортофотоплана, а также создана схема распределения стоков поверхностных вод на основе полученых растров и проведено их дешифрирование. На основе полученных геофизических данных были выделены зоны предположительного распространения металлического загрязнения от шлакоотвального террикона, которые после анализа ЦМР подтвердились по характеру геоморфологии исследуемого участка. Картина распределения полей удельного электрического сопротивления также была проинтерпретирована с учетом полученных данных и показала свою состоятельность посредством заверки при помощи бурения. Стоит отметить, что комплексный подход позволил определить необходимость изменения плана интерпретации, так как только посредством анализа характера и интенсивности металлического загрезнения стало возможно объяснить аномально низкие значения сопротивлений в областях удаленных от термокарстовых озер и обладающих сравнительно низкими значениями глубин до многолетнемерзлых пород. Также стало возможно без определения количественного состава металлического загрязнения качественно оценить зоны накопления пылевого материала.

Ключевые слова: Геофизическое исследование, Частотное зондирование, Метод естественного поля, БПЛА, ЦМР, Удельное электрическое сопротивление, Шлакоотвал, Террикон, Норильск, Геокриологическое строение

Abstract: The study focuses on improving the accuracy of geophysical investigations of anthropogenic metallic pollution using digital elevation models (DEMs). The methodology was tested at the Norilsk site, located in close proximity to the slag heaps of the nickel plant, based on DEM data obtained through unmanned aerial vehicles (UAVs) to conduct a detailed geomorphological analysis of the area. Geophysical methods such as the natural field (NF) method and frequency sounding were also used to identify zones of potential metallic pollution, as well as the characteristics and spatial positions of predicted permafrost layers. The main emphasis is on the advantages of integrating geophysical methods with DEMs and derived cartographic materials to improve the accuracy and reliability of surface metallic pollution detection and mapping, considering the geocryological situation within the study area. Geophysical methods of natural field (NF) and frequency sounding were employed to determine the geoelectrical properties of the study area. Reconnaissance surveys and flight missions were conducted to create the digital elevation model and orthoimage, and a surface water runoff map was developed based on the generated rasters and their interpretation. Based on the obtained geophysical data, zones of possible metallic pollution spread from the slag heaps were identified, which were confirmed through DEM analysis by the geomorphology of the study site. The distribution of specific electrical resistance fields was also interpreted in consideration of the collected data and validated through borehole drilling. It is worth noting that the integrated approach helped reveal the need to revise the interpretation plan, as only through the analysis of the nature and intensity of metallic pollution could the abnormally low resistance values in areas far from thermokarst lakes, with relatively shallow permafrost depths, be explained. Additionally, it became possible to qualitatively assess the zones of dust material accumulation.

Keywords: Spoil tip, Slag heap, Electrical resistivity, DEM, UAV, Natural field method, Frequency sounding, Geophysical study, Norilsk, Geocryological structure