Инженер геологи, Геологийн мэдээлэл солилцох нээлттэй блог : Налайх дүүрэгт орших Бүс нуурын гидролаколитын судалгааны ажлын өгүүлэл (Инженер геологийн ангийн оюутан дүү нартаа зориуллаа)

БҮС НУУРЫН ГИДРОЛАКОЛИТЫН СУДАЛГАА

Б.Батбаясгалан, М.Баасанжаргал, Д.Мөнхгэрэл, Ч.Чинзориг, Б.Үсэгбаяр

Хураангуй

Налайх дүүргийн Ү-р хорооны нутагт орших Бүс нуурын гидролаколитын 2011, 2012 оны судалгаанд тулгуурлан түүний хөгжлийн үе шат, морфометрийн өөрчлөлт, цэвдэг ул хөрсний физик шинж чанар, нуурын усанд судалгаа хийсэн. Энэхүү өгүүлэлд гидролаколитын морфометрийн хэмжилт, олон жилийн цэвдгийн температур, нуурын усны химийн найрлага, ул хөрсний физик шинж чанарыг лабораторит тодорхойлон боловсруулалтын үр дүнг тусгалаа.

Түлхүүр үг: Олон жилийн цэвдэг, Термокарст-Дулааны хөндийлж, Гидролаколит-бөөрөг, Цэвдгийн температур, Ул хөрсний физик шинж чанар

Оршил

Олон жилийн цэвдэг дэлхийн 48 улсын газар нутагт янз бүрийн хэлбэр хэмжээтэй тархсан байдаг [Zhang, 2006]. Дэлхийн бөмбөрцгийн хуурай газарт тархсан олон жилийн цэвдгийн 95% нь ОХУ, Канад, Хятад, АНУ, Монгол гэсэн тавхан улсын газар нутагт ноогдоно (Зураг 1). Монгол улсын газар нутгийн 63 хувьд олон жилийн цэвдэг тасалданги ба алаг цоог хэлбэртэй тархсан. Манай дэлхийн хуурай газрын 41.4х10⁶ талбай буюу 28.2%-д олон жилийн цэвдэг тархсан байдаг.

Зураг 1. Дэлхийн бөмбөрцөгийн хойд хагаст орших улс орнуудын газар нутагт ноогдох олон жилийн цэвдгийн хувь хэмжээ

Дэлхий нийтийг хамарсан глобаль уур амьсгалын /өөрчлөлт/ дулаарал явагдахад олон жилийн цэвдэг чулуулагийн талбай хумигдаж ухралд орж эхлэнэ. Цэвдэгт үзэгдэл, үйл явцын нэг болох термокарст нь гол нуурын татамд төвлөрөх бөгөөд их мөсжилттэй грунт буюу газрын доорхи мөс хайлж, гэссэний улмаас үүссэн хотгор юм. Дулааны элэгдэлд орж газрын доорхи мөс хайлан, хүндийн хүчний үйлчлэлээр газрын гадарга бүх массаараа дээрхи орон зайг эзлэн доош сууж, хайлсан ус нь хурдас чулуулагийн нүх сүвээр түрэгдэн газрын гадарга дээр ил гарч термокарстын нуур үүсгэнэ. 1-20 метр өндөртэй, 2-100 метр урттай, 1-40 метр өргөнтэй гүдгэр хэлбэрийн геоморфологийн бичил элементийг олон жилийн бөөрөг гэнэ. Гидролокалит хэлбэр дүрсийн хувьд зөв байвал хөгжлийн хувьд идэр залуу, орой хажуу хотойсон, жижиг нуур ус тогтсон бол хөгжлийнхөө төгсгөлийн үе шатанд байгааг илэрхийлнэ.

Налайхын хотгор нь Улаанбаатар хотоос 45км, Төв аймгийн Зуунмод хотоос 30км-т оршдог. Налайхын хотгор нь газар зүйн байршлын хувьд Зүүн Монголын Төв хэсэгт, Хангай Хэнтийн нурууны өмнөд салбар уулс хоорондын хотгорт оршино.

Налайх дүүргийн Ү-р хорооны нутагт орших Бүс нуурын гидролаколит нь хойд өргөргийн 47⁰ 46^’ 43.8^” , зүүн уртрагийн 107⁰ 20^’ 19.3^” газар зүйн солбицолын 1400м өндөрт оршино. (Зураг2)

Зураг 2. Налайх дүүргийн Бүс нуурын гидролаколитын байршлын зураг

Налайхын Бүс нуур нь термокарстын гарал үүсэлтэй бөгөөд түүний дунд цэвдгийн бөөрөгтэй. Бүс нуурын бөөргийн оройн хэсгийн диаметр 28м, доод хэсгийн диаметр 50м, налуугийн өнцөг 30⁰, өндөр 6,8м байлаа. 1998 онд термокарстын ус харьцангуй нэлээд их, хамгийн их гүн 3,5м, 2005 онд бөөргийн хойд хэсгээр нуурын ус ширгэсэн, бөөргийн урд хэсгээс нуралт үүсэж бөөргийн мөсөн шал ил гарчээ. 2007 онд нуурын ус зөвхөн бөөргийн зүүн талд л үлдсэн бөгөөд бусад хэсэг усгүй болжээ. Бөөргийн өндөр 5-8 метр, диаметр 30-50 метр, бөөргийн литологи бүтэц нь шавар, мөсөн цөмтэй. Бөөрөг зун дээрээсээ 1.45 метр гэсдэг. 1999 онд бөөргийн оройд 8 метр өрөмдөхөд 1.6 метрээс мөсөн цөм гарсан. 2004 оны зун нуурын баруун хэсэг ширгэж усгүй болсон. 2005 онд бөөргийн урд хэсэгт ул хөрсний нуралт болж мөсөн цөм нь ил гарч байжээ.

Зураг 3. Налайхын хотгор Бүс нуурын бөөрөг

2010.04.30 8am

Уур амьсгал, олон жилийн цэвдгийн температур

Монгол оронд тархсан олон жилийн цэвдэг нь Дорнод Сибирийн олон жилийн цэвдгийн өмнөд хил болох бөгөөд Монгол орны хойд хэсэгт олон жилийн цэвдэгтэй, харин өмнөд хэсэгт улирлын цэвдэгтэй. Иймд тус оронд тархсан олон жилийн цэвдэг нь 0хэмд ойр температуртай уур амьсгалын болон бусад байгалийн техноген өөрчлөлтөнд амар өртдөг. Энэ нөхцөл байдал нь олон жилийн цэвдгийн температурыг өөрчлөөд зогсохгүй түүнийг гэсгээдэг. Олон жилийн цэвдэг нь газрын тодорхой хэмжээний гүнд оршдог учир түүний өөрчлөлт нарийн анзаарагддаггүй. Харин газрын гадарга дээрх термокарстын идэвхитэй үйл явц, термокарстын хонхор, нуур үүсэх зэргээр мөсжилт ихтэй, олон жилийн цэвдгийн гэсэлт илэрдэг.

Уур амьсгалын судалгаанаас үзэхэд Монгол оронд сүүлийн 40 жилд агаарын жилийн дундаж температур 1.56 хэмээр, Улаанбаатар хотод 1.9 хэмээр нэмэгдсэн. Уур амьсгалын болон олон жилйин цэвдгийн температурын харьцуулсан судалгаагаар 1996-2006оны хооронд Улаанбаатар станцын мэдээгээр агаарын жилийн дундаж температур жилд 0.113 хэмээр нэмэгдэх хандлагатай байхад Налайхын хотгорт 0.015 хэмээр дулаарсан байна. Үүнээс үндэслэн олон жилийн цэвдгийн дулаарлын эрчим, уур амьсгалын эрчмээс 7.6 дахин бага гэх дүгнэлтийг хийж болно.

Налайхын хотгорын төв хэсэгт цаг уурын автомат станцын орчимд шавранцар, элсэнцэр ул хөрсний гэсэлтийн гүн 5метр, температур нь -0.14⁰С байна. Үүнээс дүгнэхэд ул хөрсний улирлын хөлдөлт, гэсэлт нь газар бүрт харилцан адилгүй. Өөрөөр хэлбэл ул хөрсний чийг, механик бүрэлдэхүүнээс хамаарна. Налайх, Бүс нуур нь уур амьсгалын хувьд нэгэн төрлийн боловч ул хөрсний чийг, механик бүрэлдэхүүнээс гэсэлтийн гүн бий болж байна. Хөлдөлт, гэсэлтийн гүн харилцан адилгүйгээс гадна хөлдөлт, гэсэлтийн хугацаа мөн харилцан адилгүй байдаг.

Судалгааны арга зүй

Налайхын хотгор ба голуудын хөндийд тархсан олон жилийн цэвдэг нь дегредацид (цэвдгийн алдрал) орсон. Иймээс Бүс нуурын гидролаколитын цэвдгийн алдралыг тооцохдоо

Хээрийн судалгаанд:

1. Бөөргийн адарын хойд хэсэгт 40х40см шурфыг цэвдгийн дээд хилийг гартал ухаж, тодорхой интервал бүрээс дээж авч, ул хөрсний температурыг хэмжин авсан.

Зураг 4. Шурфэнд ул хөрсний температурыг хэмжиж байгаа нь

2. Термокарстын нуурын эрэг, дэнжээс дээж авч тус бүрийн температур, бөөргийн адар, нуурын эргийн чийгшилтийг хэмжсэн.

3. Бөөрөг ба термокарстын нуурын талбайн морфометрийг хэмжин өмнөх оныхтой харьцуулсан.

Зураг 5. Гидролаколитын морфометрийн хэмжилт

4. Термокарстын нуурнаас усны сорьц авч, нуурын усны температурыг хэмжсэн.

Зураг 6. Нуурнаас усны сорьц авч, температурыг хэмжиж байгаа нь

5. Бөөргийн ойр орчим дахь инженерийн байгууламжийн байршлыг тодорхойлон гар нооргийг хөтөлсөн.

Лабораторийн туршилтаар:

1. Бөөргөөс авчирсан дээжийг лабораторт туршин ул хөрсний физик шинж чанар (байгалийн чийг, эзэлхүүн жин, уян налархай, хувийн жин, ширхэгийн бүрэлдэхүүн, амь чийг )-ын үзүүлэлтийг тодорхойлон боловсруулалт хийсэн. Мөн ул хөрсний хөөлтийн туршилтыг явуулсан.

2. Усны сорьцыг макро-элементийн шинжилгээнд өгсөн. (Геоэкологийн хүрээлэн)

Судалгааны талбайд өмнө хийгдэж байсан материалын үр дүн болон 2011 оны дадлагын явцад өөрсдийн хийсэн хэмжилт, тайлангийн үр дүн дээр үндэслэн 2012 онд өөрсдийн биеэр дээрх судалгааг явуулж боловсруулсан.

Судалгааны үр дүн

1. Бөөрөгт шурф нэвтрүүлэхэд цэвдгийн дээд хил 110см-ээс илэрсэн.

Зураг 7. Цэвдгийн илрэл

2. Ул хөрсний температур гүн рүүгээ буурч байв. (График 1)

*НУУРЫН ТЕМПЕРАТУР*
*2011.07.09*	*2012.10.19*
t⁰ус=20.5⁰С	t⁰ус=0.3⁰С
t⁰эрэг=21.0⁰С	t⁰эрэг=0.15⁰С

3. Бүс нуурын агаарын чийгшилт нь 2011,2012 оны харьцуулалтаас харахад бөөргийн оройн чийгтэй үеийн температур нуурын эргийн температураас их байна.

4. Гидролаколитын морфометрийн хэмжилт

Налайхын Бүс нуур нь термокарстын гарал үүсэлтэй бөгөөд түүний дунд цэвдгийн бөөрөгтэй. 1976 оны агаарын зураг дээр 2 арал /бөөрөг/ байсан бол 1986 оны агаарын зураг дээр хойд талын жижиг арал /бөөрөг/ томорч нуурын захруу шилжжээ. 1969-2005 онд Улаанбаатар орчмын цаг уурын станцын мэдээгээр агаарын температур 1,9⁰С-аар дулаарч, жилийн нийлбэр хур тунадас хэвийн хэмжээнд байсан. Бүс нуурын бөөрөг нь орчин үеийн уур амьсгалын өөрчлөлт, хүний үйл ажиллагаа бусад хүчин зүйлээс болж нэлээд хэмжээгээр өөрчлөгджээ.

Зураг 8. Бөөрөг 1998.04.12

Зураг 9. Бөөрөг 2012.10.14

Бүс нуурын бөөргийн оройн хэсгийн диаметр 28м, доод хэсгийн диаметр 50м, налуугийн өнцөг 30⁰, өндөр 6,8м байлаа. 1998 онд термокарстын ус харьцангуй нилээд их, хамгийн их гүн 3,5м, 2005 онд бөөргийн хойд хэсгээр нуурын ус ширгэсэн, бөөргийн урд хэсгээс нуралт үүсэж бөөргийн мөсөн шал ил гарчээ. 2007 онд нуурын ус зөвхөн бөөргийн зүүн талд л үлдсэн бөгөөд бусад хэсэг усгүй болжээ. Бөөргийн өндөр 5-8 метр, диаметр 30-50 метр, бөөргийн литологи бүтэц нь шавар, мөсөн цөмтэй. Бөөрөг зун дээрээсээ 1.45 метр гэсдэг. 1999 онд бөөргийн оройд 8 метр өрөмдөхөд 1.6 метрээс мөсөн цөм гарсан. 2004 оны зун нуурын баруун хэсэг ширгэж усгүй болсон. 2005 онд бөөргийн урд хэсэгт ул хөрсний нуралт болж мөсөн цөм нь ил гарч байжээ.

Зураг 15. Олон жилийн бөөрөг зүүн талаасаа нурж унав.

Зураг 14. Олон жилийн бөөргийн оройн хэсэгт ан цав гаран хагарав (2005.04.03)

Бүс нуурын алдралын талбайн хэмжээ

Нэр	Хэмжих нэгж	Хэмжилт хийсэн он
Нэр	Хэмжих нэгж	1976	1886	2008	2011	2012
Бөөрөг	М²/%	2880,196/100	2961,182/102,8	3364,011/116,79	5671.6/196.91	5873.5/203.9
Бүс нуур	М²/%	67290,23/100	59913,94/89	5715,76/8,49	44278.9/65.8	32349.06/48.07
		70170,429	62875,122	61574,5/91,51	49950.5/71.18	38222.56/54.47

Бүс нуурын ус ширгэж, улмаар устаж үгүй болсон нь уур амьсгалын дулаарал, гадаргын хуурайшилттай шууд холбоотой.

Бөөргийн орой дээр, нуурын хойд захад хийсэн ул хөрсний улиралын гэсэлтийн гүний хэмжээнээс үзэхэд харьцангуй тогтвортой гүн нь 1,4м орчимд байна.

Иймд уур амьсгалын дулааралын нөлөөгөөр гадаргын ус, ул хөрсний чийгийн алдрал нилээд эрчимтэй явагдсан гэж дүгнэж болно.

Зураг 16. Морфометрийн хэмжилт (2011,2012)

5. Нийт 9 дээж авч ул хөрсний физик шинж чанарыг лабораторид тодорхойлон дараах үр дүнг гаргасан. (Хүснэгт 1)

Хөрсний физик шинж чанарыг лабораторид тодорхойлсон үр дүнгийн нэгдсэн хүснэгт

Объект: Налайх бүс нуур

Хүснэгт №1

Ëàáîðàòîðèéí äóãààð

Öîîíîãèéí äóãààð

Äýýæ àâñàí ã¿í (ì)

Øèðõýãèéí á¿ðýëäýõ¿¿í (%)

Áàéãàëèéí ÷èéã (W)

Óÿí íàëàðõàéí ¿ç¿¿ëýëò¿¿ä

Íÿãò(ã/ñì3)

Ñ¿âýðõýã (n)

Ñ¿âýðõýãèéí èòãýëö¿¿ð (e)

×èéãëýãèéí çýðýã (Sr)

Êîíñèñòåíö (I L)

Хөрсний нэр

Том хайрга

Жижиг хайрга

Элсэрхэг хэсэг

Тоос хэсэг

Шавар

>10,0

10,0-5,0

5,0-2,0

2,0-1,0

1,0-0,5

0,5-0,25

0,25-0,10

0,10-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

<0,005

Óðñàëòûí õÿçãààð äýýðõè ÷èéã (W L)

Èìðýãäëèéí õÿçãààð äýýðõè ÷èéã (W р)

Óÿí íàëàðõàéí ¿ç¿¿ëýëò (J p)

Эрдсийн нягт (s)

Байгалийн íÿãò (  )

Хатуу хэсгийн íÿãò (  d)

Ш-1

0.1

0.0

1.3

10.2

40.0

18.3

30.2

0.455

0.746

0.62

0.126

2.74

1.72

1.18

56.86

1.318

0.95

-1.31

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

0.3

0.0

2.2

18.7

33.9

13.5

31.7

0.339

0.615

0.498

0.117

2.73

1.68

1.25

54.04

1.176

0.79

-1.36

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

0.4

0.0

0.7

8.0

52.8

7.7

30.8

0.407

0.623

0.51

0.113

2.73

1.76

1.25

54.18

1.182

0.94

-0.91

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

0.6

0.0

1.3

6.3

42.9

13.2

36.3

0.419

0.703

0.58

0.123

2.74

1.74

1.23

34.56

0.528

0.86

-1.31

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

0.8

0.0

1.4

10.2

39.9

12.9

35.6

0.463

0.740

0.612

0.128

2.75

1.82

1.24

54.76

1.211

1.05

-1.16

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

1.1

0.0

0.7

12.7

36.0

13.5

37.1

0.815

0.766

0.629

0.137

2.75

1.42

0.78

71.55

2.515

0.89

1.36

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

1.3

0.0

1.4

15.4

40.5

11.2

31.5

1.117

0.589

0.445

0.144

2.73

1.78

0.84

69.20

2.247

1.36

4.67

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

Н-Э

0.0

1.4

3.5

12.5

39.6

11.3

31.7

0.642

0.547

0.456

0.091

2.73

1.65

1.00

63.19

1.717

1.02

2.04

Шавранцар ул хөрс

Ш-1

Дэнж

0.0

0.6

3.4

17.2

37.8

10.8

30.2

0.429

0.564

0.48

0.084

2.73

1.80

1.26

53.86

1.167

1.00

-0.61

Шавранцар ул хөрс

Шинжилгээ хийсэн: Б.Бат-баясгалан

М.Баасанжаргал

Ч.Чинзориг

Б.Үсэгбаяр

Налайх голын баруун эргийн нам дор хөндийн олон жилийн цэвдэгт ул хөрсний мөс гэсэж ивэрснээс тогтсон дулааны хөндийлжийн гаралтай нуур юм. Нуурын усны тэжээлд хур тундас зохилдог боловч ул хөрс болон гүний усны орчил эргэлт багагүй үүрэгтэй. Олон жилийн судалгаанаас үзэхэд Бүс нуур орчмын гадаргын урсац 150мм байдаг ба ул хөрсний хөлдөлт , гэсэлтийн гуримтай шууд холбоотой байдаг байна. Судалгаанаас үзэхэд Налайхын хотгорт цэвдэгт хурдас тархсан бөгөөд цэвдгийн бөөрөг Бүс нуурын аралд илэрдэг ( Бүс нуурын судалгааны тайлан, Ш.Шархүү) байна. Бүс нуурыг урьд өмнө рашаан сувилалын журмаар ашиглаж, түүний шаврыг шавар эмчилгээнд хэрэглэдэг байсан боловч орос цэргийн анги болон Налайхын оршин суугчдын бохир усыг тус нууранд нийлүүлдгээс үүдэн нуурын усны эмчилгээний шинж чанар алдагдан ихээхэн бохирдсон байна. Усны ерөнхий хатуулаг 12.9 мг/дм.куб, рН 8.6, исэлдэх чанар 29.44 мг/дм.куб байгаа нь усны чанарын зэргийн ангилалаар Бүс нуурын ус нь химийн найрлагаарааэа сульфат натрийн ион зонхилсон , чанарын хувьд маш их эрдэсжилтэй, маш хатуу, органик бохирдолтой байна.

2012 онд авсан нуурын усны сорьц макро-элементийн шинжилгээний дүгнэлтээр:

Химийн бүрэлдэхүүнээрээ сульфатын ангийн натри, магнийн бүлгийн, 2-р төрлийн, шорвог, маш хатуу ус юм. “Гадаргын цэврийн зэргийн ангилалын норм”-той харьцуулахад хлор, сульфат, кальци, магнийн ион болон нийт хатуулаг, хуурай үлдэгдэл, физик шинж зэрэг үзүүлэлтүүдээрээ “Маш их бохирдолттой” гэсэн ангилалд хамаарч байна.

7. Лабораторид авчирсан 9дээжийн хөөлтийн туршилтын үр дүнг хүснэгтээр харуулав.

*ХӨӨЛТИЙН ТУРШИЛТЫН ҮР ДҮН*

Дээжийн дугаар	Гүн, см	ХУГАЦАА (цаг)
Дээжийн дугаар	Гүн, см	0.16	0.3	0.5	1	1.5	24	48	72
Дээж №1	10	0.2	0.4	0.6	1.4	1.5	3.1
Дээж №2	30	0.1	0.3	0.5	0.9	1.1	2.3
Дээж №3	40	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.6	4.4	13.1
Дээж №4	60	0	0.2	0.3	0.3	0.3	0.3
Дээж №5	80	0.1	0.18	0.25	0.4	0.4	1.6
Дээж №6	110	0	0	0	0	0	0	0	0
Дээж №7	130	0	0	0	0	0	0	0	0
Дээж №8	Нуурын эрэг	0	0.15	0.6	1.6	2.5	5.9	10.1	15.2
Дээж №9	Дэнж	0	0.13	0.5	1.4	2.5	5.8	9.4	14.2

8. Бөөргийн адараас доошлох тусам ул хөрсний чийг нэмэгдэж байна.

Дүгнэлт

1. Бөөргийн адар дээр шурф малтахад 1.1метрээс цэвдэг илэрсэн.

2. Ул хөрсний температур гүн рүүгээ буурч байна.

3. Нуурын талбай болон бөөргийн хэмжээг 2 оноор харьцуулахад багассан үр дүн харагдав.

4. Лабораторын туршилтаар бүх дээж шавранцар ул хөрс байсан.

5. Нуурын ус шинжилгээгээр “маш их бохирдолттой” гарсан.

6. Хөөлтийн туршилтаар 1-5 дээжинд хөөлт дунд зэрэг, 6-7 дээжинд суулт үзүүлсэн ба нуурын эрэг дэнж нь их хөөлтийг үзүүлсэн.

7. Бөөргөөс үүсэлтэй термокарстын нуур, бөөргийн урд талд үүссэн нуралт (хэлбэрийн хувьд зөв биш), хоёр оны бөөргийн хэмжилтийн харьцуулалтаас харахад багасаж байгаа нь бөөргийг мөхлийн үе шатандаа байгааг харуулж байна.

Ашигласан материал

1. Жамбалжав Я., “Уулархаг нутгийн олон жилийн цэвдгийн зураглалд загварчилсан аргыг хэрэглэх боломж” 2009

2. Жавхлан.Б, Жамбалжав.Я, Ваанчиг.Т “Монгол оронд тархсан цэвдэгт үзэгдлүүдийн өөрчлөлт” Монгол орны Гидрогеологи, инженер геологи , Геоэкологийн асуудлууд № 19, 2011

3. Нийслэлийн Налайх дүүргийн байгаль орчны стратеги, 2008-2013

4. Google Earth

5. Барилгын норм ба дүрэм

ХАВСРАЛТ ЗУРАГ