ОЦЕНКА УЩЕРБА ЖИЛЫМ И ПРОМЫШЛЕННЫМ ЗДАНИЯМ И СООРУЖЕНИЯМ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕМПЕРАТУР И ОТТАИВАНИИ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ К СЕРЕДИНЕ XXI ВЕКА

© 2021 г. В. П. Мельников^1,2*, В. И. Осипов^3,**, А. В. Брушков^4,***, С. В. Бадина^5,6****,  
Д. С. Дроздов¹, В. А. Дубровин^6,*****,
М. Н. Железняк^7,******, М. Р. Садуртдинов¹,
Д. О. Сергеев^{3, *******}, Н. А. Остарков^{8, ********}, А. А. Фалалеева⁴, Я. Ю. Шелков⁴

¹ Институт криосферы Земли ТюмНЦ СО РАН, Тюмень
² АНО “Губернская академия”, Тюмень
³ Институт геоэкологии им Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН), Москва
⁴ МГУ им. М.В. Ломоносова, геологический факультет, Москва
⁵ Институт народнохозяйственного прогнозирования РАН, Москва
⁶ ФГБОУ ВО “РЭУ им. Г.В. Плеханова”, Москва
⁷ Институт мерзлотоведения им.
П.И. Мельникова СО РАН, Якутск
⁸ ФАНУ “Востокгосплан“, Хабаровск

*E-mail: sciensec@ikz.ru
**E-mail: osipov@geoenv.ru
***E-mail: brouchkov@geol.msu.ru
****E-mail: bad412@yandex.ru,
*****E-mail: info@specgeo.ru
******E-mail: fe@mpi.ysn.ru,
*******E-mail: sergueevdo@mail.ru,
********E-mail: n.ostarkov@vostokgosplan.ru

Поступила в редакцию 16.11.2020 г.
 

В настоящей работе предпринята попытка оценки возможного ущерба от потери несущей способности фундаментов зданий и сооружений для различных сценариев потепления в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ) к 2050 г. Оценка проводилась отдельно для 39 муниципальных образований (МО) АЗРФ, расположенных в криолитозоне. Предполагаемое изменение среднегодовых температур грунтов в выделенных муниципальных образованиях АЗРФ взято из прогнозных данных Климатического центра Росгидромета и сценариев изменения климата RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5, по трендам изменения температур воздуха и грунтов и фактическим данным по изменениям температур в основаниях зданий. Затем проводились расчеты для возможных вариантов изменения температур грунтов. Среднегодовая температура грунтов (СГТГ) отличается от среднегодовой температуры воздуха (СГТВ) на величину общей сдвижки, которая складывается из влияния радиационной поправки, снега, растительности, температурной сдвижки и влияния атмосферных осадков. Общая сдвижка оценивалась двумя способами – расчетным, с учетом возможных изменений параметров в связи с изменением климата, и по данным об общей сдвижке, наблюдаемой в районах АЗРФ. Возможные сценарии учитывались как отдельные варианты, и определялся максимальный и минимальный ущерб при различных (крайних) значениях характеристик грунтов. Принималось, что основная часть зданий и сооружений построена с сохранением мерзлого основания грунтов, а в качестве фундамента выбирались наиболее распространенные висячие сваи. Оценивалось изменение их несущей способности, беря в расчет развитие деформаций в случае, если это изменение превышало запас прочности по СП 25.13330.2012. Авторы предлагают свой вариант методического подхода к прогнозированию ущербов в криолитозоне. Наибольшие ущербы в контексте прогнозируемых изменений связаны с жилищным фондом и зданиями и сооружениями отраслей экономики. В целях оценки стоимости жилфонда была создана база данных муниципальных образований регионов АЗРФ, включающая адрес жилого дома, год ввода в эксплуатацию, площадь. Всего в базу данных вошли 23.9 тыс. жилых домов общей площадью порядка 44.6 млн м2. Для оценки стоимости зданий и сооружений принималось допущение, что показатель стоимости основных фондов пропорционален объему валового производства по соответствующему виду экономической деятельности, а объем валового производства в свою очередь пропорционален фонду заработной платы с поправкой на среднеотраслевые коэффициенты, полученные для регионов России. Можно предполагать ущерб для зданий и инженерных сооружений в АЗРФ к середине столетия около 5–7 трлн руб., что в целом согласуется с другими оценками. Ущерб жилому фонду ожидается на порядок меньше, около 700 млрд руб.

Ключевые слова: оценка ущерба, арктическая зона российской федерации, многолетнемерзлые породы, изменения температуры, оттаивание, жилые и промышленные здания, несущая способность мерзлых грунтов

DOI: 10.31857/S0869780921010070

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Второй оценочный доклад Росгидромета об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации / Г.В. Алексеев и др.; М.: Росгидромет, 2014. 1007 с. ISBN 978-5-9631-0322-7.
2. Геокриология СССР. Западная Сибирь / Под ред. Э.Д. Ершова. М.: Недра, 1989.
3. Климатический центр Росгидромета «Изменение климата России в 21-м веке» URL: https://cc.voeikovmgo.ru/ru/klimat/izmenenie-klimata-rossii-v-21-veke
4. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях / Кол. авт. В.А. Кудрявцев, В.Г. Меламед, Л.С. Гарагуля и др. / Под ред. А.В. Брушкова, Л.С. Гарагули. М.: МГУ, 2016.
5. Порфирьев Б.Н., Елисеев Д.О., Стрелецкий Д.А. Экономическая оценка последствий деградации вечной мерзлоты под влиянием изменений климата для устойчивости дорожной инфраструктуры в Российской Арктике // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89. № 12. С. 1228-1239.
6. СП 25.13330.2012. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М.: 2012. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200095519
7. Badina S.V. Prediction of socioeconomic risks in the cryolithic zone of the Russian Arctic in the context of upcoming climate changes // Studies on Russian Economic Development. 2020. V. 31. N. 4. P. 396-403.
8. Burke, M., Hsiang S.M., Miguel E. Global non-linear effect of temperature on economic production // Nature. 2015. 527: 235.
9. Euskirchen, E., Goodstein E., Huntington, H. An estimated cost of lost climate regulation services caused by thawing of the Arctic cryosphere // Ecological Applications. 2013. 23: 1869-1880.
10. Hjort, J., Karjalainen, O., Aalto, J. et al. Degrading permafrost puts Arctic infrastructure at risk by mid-century // Nature communications. 2018. Vol. 9(1), 5147. URL: https://doi.org/10.1038/s41467-018-07557-4
11. Hope, C., Schaefer, K. Economic impacts of carbon dioxide and methane released from thawing permafrost // Nature Climate Change. 2016. Vol. 6, № 1. P. 56-59. DOI: 10.1038/nclimate2807
12. IPCC. Climate change 2014: Synthesis report. Fifth Assessment Report. Geneva: 2014.
13. Melvin, A.M., Larsen, P., Boehlert, B., Neumann, J.E., Chinowsky, P., et al. Climate change damages to Alaska public infrastructure and the economics of proactive adaptation // Proc. of the National Academy of Sciences. 2017. 114(2): E122–E131.
14. Shiklomanov N., Streletskiy D., Suter L. Assessment of the cost of climate change impacts on critical infrastructure in the circumpolar Arctic // Polar Geography. 2019. № 42. P. 267-286.
15. Streletskiy D.A., Shiklomanov N.I., Nelson F.E. Permafrost, infrastructure and climate change: a GISbased landscape approach to geotechnical modeling // Arctic, Antarctic, Alpine Res. 2012. V. 44. Р. 368-380.
16. Streletskiy D.A., Suter L., Shiklomanov N.I., Porfiriev B.N., Eliseev D.O. Assessment of climate change impacts on buildings, structures and infrastructure in the Russian regions on permafrost // Environ. Res. Lett. 2019. V. 14. №025003. P. 1-15.
17. Yumashev, D., Hope, C., Schaefer, K. et al. Climate policy implications of nonlinear decline of Arctic land permafrost and other cryosphere elements. Nat Commun 10, 1900 (2019).