Preview

Наука. Инновации. Технологии

Расширенный поиск
№ 1 (2019)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

7-18 41
Аннотация
Введение: Актуальность исследования обусловлена проблемой дефицита запасов пресных вод в ряде регионов России и индустриальных центрах. Дефицит пресной воды во многих отраслях промышленности может быть восполнен за счет использования сточных вод, подвергнутых, предварительно, соответствующей обработке. В решении стратегических задач в сфере нефтегазового комплекса России по увеличению объемов добычи углеводородов особое место занимает такой глобальный сырьевой ресурс, как вода. В связи с этим, статья направлена на совершенствование методов подготовки питательной воды для парогенераторов, используемых для паротеплового воздействия на нефтяные пласты с целью повышения их коэффициента нефтеотдачи. Материалы и методы: В многообразии методов умягчения воды, как правило отдают ние наиболее экономичным и безопасным с экологической точки зрения. Приводя в пример метод непрерывного многоступенчатого умягчения на основе технологии фильтров непрерывного действия (ФНД) Анализ методов и схем ионообменной обработки минерализованных вод показывает, что глубокое умягчение по методу Na - катионирования получило широкое развитие в силу следующих технологических преимуществ. Результаты и обсуждение: Известны способы, когда требуется проведение нескольких повторных опытов для выбора основных наиболее значимых факторов, оказывающих влияние на проведение эксперимента, отбрасывая ложные значение не поддающиеся систематизации, получают достоверный результат. Как правило для упрощения расчетных значений и числа изысканий выбирают метод априорной информации. Применение метода позволяет проводить ранжирование всех факторов. Избыточные значения сводятся к минимуму, недостаточные к максимуму по контрольным показателям Выводы: Полученные экспериментальные данные по исследованию процесса регенерации с учетом влияния четырех определяющих факторов, а также выработанные в ходе их анализа рекомендации позволяют перейти к разработке новых эффективных схем установок ионообменной обработки воды. Материалы статьи представляют практическую ценность для нефтегазового комплекса России.
19-34 20
Аннотация
Введение: ввиду невысокой скорости реакции растворителей с нефтью при пластовой температуре, их закачку необходимо комбинировать с применением теплоносителей. Очередность закачки растворителя и теплоносителя зависит от геолого-физических свойств изучаемого объекта. В данной работе изучен механизм интенсификации добычи сверхвязкой нефти из карбонатной породы с единичной трещиной закачкой углеводородных растворителей при различных температурах и расходах. Материалы и методы: Проведены реологические исследования с дозированием различных растворителей. В качестве объекта исследований использованы образцы устьевых проб сверхвязкой нефти и карбонатный керн одного из месторождений Самарской области. Для изучения влияния температуры и расхода закачиваемого углеводородного растворителя, керны перед началом фильтрационных исследований были распилены пополам с целью моделирования продольной трещины. В качестве рассматриваемых растворителей использовались как химические композиции, так и индивидуальные вещества. Результаты исследований: получены зависимости динамической вязкости нефти от типа и концентрации растворителя для температур 20-70 °С. Экспериментально определены зависимости коэффициента вытеснения нефти от температуры и расхода закачиваемого растворителя для модели породы-пласта с единичной трещиной. Проведены расчеты, отражающие механизм добычи нефти (диффузионный/конвективный), при закачке растворителя. Аналитически рассчитана глубина проникновения растворителя в матрицу пласта в зависимости от времени выдержки растворителя и температуры пласта. Обсуждение и заключение: на основе аналитических расчетов обоснована низкая эффективность закачки растворителей при пластовой температуре из-за необходимости продолжительного времени выдержки на диффузионный обмен. Для условий изучаемого объекта предложена методика закачки растворителя и его состав.
35-46 42
Аннотация
Введение: Состояние окружающей природной среды является актуальной проблемой настоящего времени. Особо охраняемые природные территории - основа территориальной охраны природной среды. Категория охраняемых территорий определяется законом №33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях», каждая из которых имеет свои особенности природоохранной деятельности. В зависимости от статуса заповедных участков, определяется их режим использования. Несмотря на охранную деятельность, ценные природные комплексы подвергаются различному антропогенному воздействию. В связи с этим, возникает необходимость в систематическом отслеживании динамики состояния геосистем и объективной оценке негативных процессов. В данной статье рассмотрен комплексный мониторинг особо охраняемых природных территорий на примере Тункинского национального парка и центральной экологической зоны юго-восточного побережья оз. Байкал. Материалы и методы исследования: Тункинский национальный парк расположен в юго-западной части Республики Бурятия, парк территориально был создан в административных драницах Тункинского района. Как и Тункинскому национальному парку, побережью Байкала наносится непоправимый экологический ущерб: вырубается лес, загрязняются устья рек, побережье захламляется мусором, вытаптывается растительность и как следствие данных воздействий приводит к исчезновению редких видов растений. Комплексный мониторинг включает в себя сбор оперативной информации о состоянии геосистем, количественный и качественный учет за процессами антропогенного воздействия путем закладки пробных площадок и детального наблюдения за ними. Лесопожарный мониторинг заключается в сборе информации о лесных пожарах и о площади поврежденных насаждений для дальнейшего прогноза и оценки фактической горимости лесных геосистем. На гарях и вырубках изучается процесс естественного возобновления лесов. Оценка рекреационной нагрузки проводится на территориях популярных для туристов. В зоне антропогенного воздействия и других факторов оценивается лесопатологическое и санитарное состояния лесных геосистем. Результаты исследования и их обсуждения: Анализ мониторинга лесных пожаров показал снижение их числа за последние 15 лет, однако, площадь погибших насаждений достигает максимальных значений. По данным обследования насаждений, пройденных огнем, восстановление не ожидается на большей территории пробных площадей. Ослабленные деревья в будущем подвержены заселению насекомыми-вредителями. Массовый летний приток неорганизованных отдыхающих приводит к превышению экологически допустимых норм, что приводит к критическому экологическому и санитарно-гигиеническому состоянию геосистем парка и югю-восточному побережью оз. Байкал. Возобновление лесов на территории парка отмечается на заброшенных сельхозземлях. Распределение самосева неравномерное, но жизнеспособное. Выводы: За период регулярных наблюдений выявлено, что главной причиной гибели и ослабления геосистем национального парка «Тункинский» являются лесные пожары, а на юго-восточном побережье оз. Байкал - неконтролируемый туристический поток. Неблагоприятные погодные условия оказывают негативное воздействие на санитарное состояние лесных геосистем. Это относится к явлениям, которые носят катастрофический характер, таким как селевые потоки, наводнения, ветровалы. При отсутствии рубок ухода на обследованных пробных площадях прогнозируется ухудшение состояния лесных насаждений. В угнетенном состоянии находятся редкие виды растений, подвергавшиеся рекреационному воздействию на рассматриваемых территориях.
47-64 43
Аннотация
Введение: Ставропольский край занимает площадь 66,3 тыс. м2. Рельеф края разнообразен и делится по абсолютным высотам на низменный (менее 200 метров) и горной (более 500 метров). На этой площади распространены весьма разнообразные зоны от северных и северо-восточных полупустынных и степных районов до южных горнолесных с альпийскими лугами и вечными ледниками, что в свою очередь, определяет многообразие животного мира Ставрополья в частности, мелких млекопитающих (Мм). В данной работе проводится анализ приуроченности мелких млекопитающих к естественным и антропогенным биотопам а так же оценка влияния человеческой деятельности на представителей этой группы животных [8]. Мониторинг численности грызунов осуществлялся в различных ландшафтно-климатических зонах Ставропольского края. Материалы и методы исследования: Материалом для настоящей работы послужили сборы авторов во время экспедиций и стационарных наблюдений в различных ландшафтных зонах Ставропольского края в 2011-2018 гг. Отлов ММ производился ежегодно в разные триады зимой перед началом размножения, в начале лета и осенью по окончанию размножения по стандартной методике. За отчетный период отработано 26700 ловушко-суток, в результате чего отловлено 4086 особей мелких млекопитающих. Всего на исследуемой территории отмечено 10 видов грызунов. Результаты исследования и их обсуждения: Во всех ландшафтных провинциях Ставропольского края в структуре населения ММ доминировала - малая лесная мышь, в полупустынных ландшафтах - домовая мышь. Наибольшая численность ММ во всех ландшафтах исследуемого региона отмечались в конце лета начало осени, минимальная - в конце зимы - начале весны. В провинции лесостепных ландшафтов края затрачено 8100 ловушко-суток, отловлено 2580 особей грызунов. Видовой состав представлен 10 видами из них доминирующими видами явились: малая лесная мышь (ИД - 40,1%), мышь домовая - ИД 27,5%. В провинции степных ландшафтов в 2011-2018 гг. затрачено 14000 ловушко-суток отловлено 1882 особи ММ. Видовой состав представлен 9 видами доминирующим видом явились: мышь малая лесная (ИД - 44,4%). В провинции полупустынных ландшафтов края за исследуемый период затрачено 1300 ловушко-суток, в результате чего отловлено 95 особей ММ. Видовой состав представлен четырьмя видами ММ доминирующим видом явилась мышь домовая при ИД - 45,3%. В провинции предгорных степных и лесостепных ландшафтов края затрачено 1300 ловушко-суток, отловлено 529 особей ММ. Видовой состав представлен 8 видами ММ среди них доминирующим видом явилась мышь малая лесная - ИД 73,1%.
65-76 61
Аннотация
Введение: Изучение четвертичных оледенений Центрального и Западного Кавказа началось в конце XIX в. с учетом опыта европейских ученых по исследованию Альп. Наиболее полно динамика ледников этого времени была рассмотрена на примере долины левого притока Кубани - Теберды. Другие районы Западного Кавказа оказались слабо изученными. Маршрутные исследования с использованием геоинформационных методов по дешифрированию космоснимков позволили получить дополнительные сведения о других речных долинах Кубани и труднодоступных районах высокогорий. Это позволило привести в определенную систему величины длин ледников древних оледенений выделить заключительную стадию под названием «малый ледниковый период». Материалы и методы исследований: В данной работе для уточнения материалов полевых исследований были применены технологии трехмерного моделирования исследуемых территорий и картометрии с использованием расчета длин линейных пространственных объектов, рельефа в частности, по заданной поверхности с помощью модуля ArcGIS 3D Analyst. В качестве материала для создания 3D-моделей территорий и последующих картометрических расчетов были использованы космоснимки SPOT 7 (пространственное разрешение панхроматической съемки в надире 1,5 м) и данные SRTM, по которым были построены цифровые модели рельефа территорий (пространственное разрешение = 90 м). Результаты исследований и их обсуждение: По результатам исследования была получена новая информация о древних оледенениях в труднодоступных участках Главного и Бокового Кавказского хребтов и тех районах, где эти исследования не проводились. Эти данные позволили систематизировать точки зрения разных авторов на эту проблему. Выводы: Выделена одна стадия среднечетвертичной фазы и восемь стадий отступания ледников верхнечетвертичной фазы оледенения. Лучше всего сохранились конечные моренные валы Каракельской, Гоначхирской, Аманаузской, Алибекской и Птыской стадий в долинах Теберды и Учкулана. Они формируют ступенчатый продольный профиль днищ троговых долин, пересекающих Боковой хребет. Здесь обширные ровные участки «озерных четок» чередуются с более крутыми участками русел рек. Морены Джемагатской и Тебердинской стадий фактически не сохранились и границы ледников можно условно проследить только по «озерным четкам». В то же время, сравнительный анализ данных о местоположении конечных стадиальных моренных валов и «озерных четок» ранних стадий в изучаемом регионе показал близкие величины удаленности «языков» ледников от области питания. Следы Птышской и Чотчинской стадий прослеживается во всех речных долинах Главного Кавказского хребта, но не всегда в полном наборе. Отмечались случаи формирования промежуточных стадиальных морен Гоначхирской стадии в долине Учкулана (2 км ниже по течению от основной морены). Применение метода корреляции стадий конечных моренных валов с использованием абсолютных высот местоположения, предложенной Г.К. Тушинским, оказался востребованным только в пределах конкретного речного бассейна. Так, например, конечная морена Аманаузской стадии в бассейне Теберды лежит на высоте 1640 м над у. м., а в бассейне Гондарая - на высоте 1800 м.
77-90 248
Аннотация
Введение: В статье исследуются особенности динамики числа правонарушений в России за 1990-2014 гг. Определена география преступности в пределах РФ. Выявлены существенные различия в динамике и уровне преступности по федеральным округам и регионам страны. Определены причины различий, а также геокриминологические факторы (факторы риска), влияющие на состояние преступности в том или ином регионе. Обосновано, что одной из главных причин роста преступности в нашей стране является снижение уровня жизни людей. Особое внимание уделено латентности преступности, а также повышению темпов преступности в Центральном ФО. Показана география основных видов преступлений против личности Материалы и методы исследования: Для расчета уровня преступности географы чаще всего применяют наиболее простой показатель - общий коэффициент преступности (ОКП) - отношение числа преступлений за год на 1000 жителей (в %<). ОКП довольно просто исчисляется и очень удобен для сравнения уровня преступности на разных территориях. Однако, вследствие весьма сложной структуры преступлений, их тяжести и направленности, влияния различных факторов, латентности (скрытости) преступлений и т. д. ОКП дает лишь приблизительную оценку ситуации. Вследствие этого, в геокриминологии применяют множество других специальных показателей. Результаты исследований и их обсуждение. Рост уровня преступности за 1990-2014 гг. произошел во всех федеральных округах за исключением Северокавказского. При этом в округе в 2002-2004 гг. ОКП был менее 10%, а в 20052007 гг. - более. Затем стало наблюдаться снижение ОКП. В результате ОКП Северного Кавказа был в 2,1 раза меньше, чем среднероссийский показатель. В регионах, с высоким уровнем преступности (Забайкальский и Приморский края, Хакасия, Тыва и др. много общих геокриминологических факторов (факторов риска) и один из главных - при изобилии природных ресурсов - крайняя бедность населения, его деградация. В пятерку регионов с самым низким уровнем преступности в 2014 г. входили Чеченская Республика, Ингушетия, Дагестан, Карачаево-Черкесия и Тульская область. Латентность преступности в северокавказских республиках отмечалась выше. Тем не менее, на Северном Кавказе «работают» отдельные факторы, действительно влияющие на снижение преступности. Так, в Чечне сложился достаточно жесткий режим, существенно ограничивающий преступность. Важную роль имеют также местные традиции, которые имеют большое влияние и в других республиках. Единственный не северокавказский регион, входящий в «пятерку» - Тульская область, в которой, наряду с Рязанской и Белгородской областями, действительно низкий уровень преступности. Выводы: Снижение коэффициентов преступности (или сохранение их на прежнем уровне) возможно при улучшении экономической ситуации, снижении уровня безработицы, реального улучшения уровня и условий жизни населения.
91-116 25
Аннотация
Введение: Исследуются поля облачных систем, сопровождающихся опасными явлениями погоды. Для предотвращения града из них в 1967 г. были начаты производственные работы по защите сельхоз культур от градобитий. Применялись комбинированный метод, методы конкуренции и ускорения процесса осадкообразования в объемах зон роста града и будущего градообразования. Анализ полученных результатов показал, что физическая эффективность противоградовых работ в Российской Федерации в среднем составляет 80-98%, а Республике Грузия - 75-85%. Выпадение града было обусловлено организационно-техническими причинами; недостаточной изученностью условий формирования полей облачности; отсутствием объективных критериев и схем засева градоопасных и градовых облаков; несвоевременной и недостаточной обработкой объемов зон роста града и будущего градообразования противоградовыми ракетами /Казань», снаряженными частицами кристаллизующего реагента йодида серебра. Материалы и методы: привлекались материалы визуальных и дистанционных методов наблюдений за развитием облачных систем, научные монографии и статьи, справочники и Атлас облаков, ежегодные отчеты противогра-довых работ Военизированных служб региона Центрального Кавказа; физико-статистические методы оценки статистических характеристик параметров полей облачных систем, в основу которых положены параметрические и непараметрические методы исследования. Результаты исследования: выявлены особенности формирования полей облачности в синоптических процессах различных масштабов; построен график, на котором в зависимости от значений радиолокационных параметров, с вероятностью 90%, выделены области с ливнями, слабыми, умеренными и катастрофическими градобитиями; получены уравнения для оценки нормы расхода количества ПГР «Алазань» и интенсивности стрельбы в градовых облаках; построены графики вероятности диагноза и сверхкраткосрочного прогноза сильных шквалов, в зависимости от значений аэросиноптических и радиолокационных параметров полей облачности. Обсуждение и заключения: многие из вышеперечисленных проблем практически решены в работах автора, которые защищены патентом и успешно применяются в противоградовой защите ВС Ставропольского края.
117-130 23
Аннотация
Введение: Свободная конвекция - очень сложный и далеко еще не изученный до конца процесс. Очень сложен он в атмосфере, гидросфере, мантии и ядре Земли. Это связано с огромными их размерами, что приводит к неоднородному распределению полей температуры, плотности и давления. Кроме того, на это накладывается вращение Земли, что делает еще более сложным задачу определения полей температуры, давления и скорости. Она является, по существу, первопричиной почти всех движений в атмосфере. Энергия большинства движений в океане на 80-90% обусловлена и индуцирована конвективными движениями атмосферы и на 10-20% свободной конвекцией, возникающей в самом океане. Материалы и методы: Для определения условий возникновения конвекции сухого воздуха в рамках двумерной модели конвекции рассмотрим уравнение движения идеальной жидкости в плоскости x - z в форме Эйлера в инерциальной системе отсчета, без учета вращения Земли [2, 4]: ди ди ди if др) - + и - + W- = - - dt дх dz рудх)' dw dw dw if dp) - + u - + w- = - - \\-g dt dx dz p\\dz J . Результаты исследования: Ячейки носят характер валов. Такой тип конвекции наиболее часто встречается в атмосфере. Обсуждение и заключение: Таким образом, нами найдено аналитическое решение двумерной модели тепловой рэлеевской конвекции сухого воздуха в атмосфере. Аналитическое решение получено для стационарного случая. Это значит, что для данного типа движения имеет место устойчивое состояние типа аттрактора.
131-144 51
Аннотация
Введение: Волны в атмосфере играют важную роль, так как они определяют как интенсивность погодообразующих явлений, так и скорость их перемещения. Правда остается открытым вопрос о причине возбуждения планетарных волн. Они могут возбуждаться процессами, происходящими в нижней атмосфере, а также их причиной могут быть возмущения стратосферы. В любом случае, сформировавшись, планетарная волна будет влиять на процессы, происходящие в тропосфере. Поэтому исследование скорости их распространения является актуальной проблемой в задачах прогнозирования погоды. Материалы и методы: Система уравнений, описывающих крупномасштабную динамику атмосферы, является сложной и в общем виде не решаема. Поэтому обращаются к процедуре линеаризации уравнений. Насколько это правомочно остается открытым, так как волны могут быть нелинейными и все разнообразие явлений обусловлено именно их нелинейностью. Рассмотрим движение сухого воздуха, описываемого уравнением движения идеальной жидкости в неинерциальной системе отсчета, с учетом вращения Земли: ду_ - + (v,V)v = g--^Vp + 2[v(o0] dt Результаты исследования: Получилось сложное уравнение 4-го порядка. Рассмотрим предельные случаи: высокочастотные и низкочастотные колебания. В случае высокочастотных колебаний можно записать: ю4 -(2d)0z)2 Ra(yA-y)ykz+(2a>0z)2Ryk2 = 0, ю = (1 ± г) фО (Rykz )1/4 = юГ ± гю;, юГ = фйф {R1kz f*- Обсуждение и заключение: Таким образом, рассмотрев систему уравнений, описывающих динамику внутренних гравитационных волн в атмосфере, после линеаризации мы получили дисперсионное соотношение. Система уравнений решалась в приближении /-плоскости, т.е. параметр Кориолиса считался постоянным. При этом считалось, что плотность воздуха в состоянии статики атмосферы подчиняется барометрическому закону. В пределах тропосферы такое допущение является приемлемым.
145-162 37
Аннотация
Введение. Несмотря на наличие большого количества теоретических и эксперимен-тальных работ российских и зарубежных авторов (например, [1-3]) проблема рассеяния теплых туманов и низких слоистых облаков (НСО) до настоящего времени остается ещё нерешенной до конца. Из всего многообразия методов рассеяния теплых туманов, предложенных к настоящему времени, только тепловые наиболее близки к достижению ожидаемого результата. Недостаточно полно решена задача инструментального определения горизонтальных и вертикальных протяженностей просветленной зоны в результате искусственного рассеяния туманов и НСО. Материалы и методы исследований. В работе разработан тепловой метод рассеяния теплых туманов и НСО, основанный на использовании высокотемпературных источников тепловой энергии. В качестве таких источников использовались взрывы тепловых зарядов, при которых повышается температура и давление в тумане и НСО. Это повышение приводит к испарению тумана в зоне воздействия. Разработано лазерно-локационное устройство для оценки физической эффективности искусственного рассеяния теплых туманов и НСО. Устройство используется в стационарных условиях на земле и на борту самолета-лаборатории Як-40. Результаты исследований и их обсуждение. При тепловом методе рассеяния туманов и НСО под действием повышения давления и температуры при взрыве в облачной среде капли, пересекающие фронт ударной волны, дробятся на более мелкие капельки и испаряются. Получены формулы для расчета: избыточного давления и температуры в тумане при взрыве тепловых зарядов; времени полного испарения капель и радиуса зоны просветления в тумане. Расчеты показали, что избыточное давление и температура в тумане при взрыве теплового заряда увеличиваются с увеличением величины заряда. Температура на фронте ударной волны ещё заметно выше температуры невозмущенного воздуха на расстояниях до 200 метров от места взрыва. Если взрыв теплового заряда происходит на небольшой высоте (1.. .2 м) над грунтом, то полное испарение капель тумана наблюдается в радиусе до 800 и более метров. Выводы. Разработанный нами тепловой метод дает возможность создавать зоны просветления небольшими взрывами теплового заряда под действием повышения температуры и давления на волне сжатия по сравнению с их значениями в невозмущенном воздухе. При взрыве небольшого заряда возникает облако расширяющихся взрывных газов, тепловое излучение которого испаряет капельки облачного образования и создает зону просветления в тумане до 800 м. Лазерно-локационное устройство с лазерным излучателем ИЗ-25-1 на длине волны 0,532 мкм с высокой точностью (4...5 м) определяет границы зоны рассеяния тумана.
163-172 43
Аннотация
Введение: Под общей (глобальной) циркуляцией атмосферы (ОЦА) понимают совокупность воздушных течений (ветров) такой горизонтальной протяженности (масштаба), которая сравнима с размерами материков и океанов. К ОЦА относятся такие системы воздушных потоков, как западный перенос в умеренных широтах обоих полушарий, пассатные ветры субтропиков, муссоны, струйные течения, системы движения в планетарных волнах, циклонах и антициклонах. Циркуляция атмосферы определяется рядом факторов, среди которых наиболее важными являются лучистая энергия Солнца, неравномерно распределенная на земном шаре и сила Кориолиса. Материалы и методы: Как известно, геострофическое состояние атмосферы является ее основным стационарным состоянием. При этом нам остается неизвестным поле возмущение давления. Поэтому в этой ситуации поступают следующим образом: по фактическому полю давления определяют скорость геострофического ветра. Получается, что геострофическое состояние является неопределенным. В данной работе предлагается решение для полей возмущения давления и плотности, соответствующие геострофическому (стационарному) состоянию атмосферы. Результаты исследования: для возмущений давления и плотности получаем: р'=-2шо2р( Лк\\х+к2у\\ р'= 2шргс к2^1-а(уА-у)(к1х+к2у) Отсюда для проекций скорости геострофического ветра получим выражения= 1 dp'= к2 1 dp'= к3 "s~ 2щ,ре ду ~ф22°' ^~2щ2редх~ ф22С Обсуждение и заключение: Таким образом, в работе проведен анализ линеаризованной системы уравнений динамики атмосферы. В эту систему входят уравнения движения в трех проекциях на оси координат, уравнение неразрывности и уравнение теплопроводности. Показано, что равенство нулю вертикальной составляющей скорости является следствием стационарности возмущения температуры. Как правило, этот факт просто постулируется и входит в определение геострофического состояния атмосферы.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2308-4758 (Print)