Study of the landslide process in conditions of seasonally frozen soils (landslide slope of the Vorkuta river valley)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. In view of recent trends in melting of permafrost strata, the state of cryolithozone is noted as unstable, so such exogenous geological processes as landslides are widespread.Materials and methods. The landslide process in the Vorkuta River valley near the residential area under the conditions of seasonally frozen soils was analyzed. Based on the results of vertical electrical sounding, a geoelectric section at the landslide failure edge is presented. Statistical calculations based on geodetic data, transformation of landslide displacement time series to stationary form by detrending method, correlation analysis were carried out.Results. Trends of time series on displacement points were determined. They had a quadratic distribution. All investigated series had strong determinacy. The components were checked for stationarity and distribution according to the normal law by estimation of mathematical expectations of the detrended series parameters. Short-term forecast of landslide process for one period was given by the criteria of standard quadratic regression model, the forecast graph is given. According to Kolmogorov–Smirnov criterion, the hypothesis of homogeneity of single series distribution for climatic parameters for the observation period was accepted. The correlation coefficients of the parameters of landslide scarp displacement and some climatic factors on the Chaddock scale ranged from inverse weak (–0.18) to significant (0.58) correlation.Conclusions. Two possible cases of the landslide movement were presented: passive stage and the slope flattening or the beginning of a new landslide cycle. Geodetic monitoring is necessary to establish a reliable forecast. The average annual air temperature increased slightly during the observation period. A close relationship between landslide displacements and the positive average monthly air temperature values was revealed, Kcor = 0.58. A moderate connection (Kcor = 0.5) — with the average annual precipitation. Engineering recommendations for slope stabilization are proposed: installation of heat-insulating screens to the depth of seasonal soil freezing, arrangement of drainage wells in the body of the landslide and in soils up the slope.

About the authors

A. N. Vikhot

Institute of Geology of Komi Science Centre of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (IG FRC Komi SC UB RAS)

Email: vikhot.anna@mail.ru

References

  1. Heginbottom J.A., Brown J., Ferrians O.J., Melnikov E.S. Circum-Arctic map of permafrost and ground-ice conditions. Circum-Pacific Map Series CP-45. Washington, DC, 1997. doi: 10.3133/cp45
  2. Шерстюков А.Б. Корреляция температуры почвогрунтов с температурой воздуха и высотой снежного покрова на территории России // Криосфера Земли. 2008. Т. 12. № 1. С. 79–87. EDN ILKVVN.
  3. Оберман Н.Г., Шеслер И.Г., Рубцов А.И. Экогеология Республики Коми и восточной части Ненецкого автономного округа : монография. Сыктывкар : Пролог-Плюс, 2004. 256 с. EDN QJIZQP.
  4. Westerveld L., Kurvits T., Schoolmeester T., Eckhoff T.S., Overduin P.P., Fritz M. et al. Arctic Permafrost Atlas. Arendal : GRID-Arendal, 2023. 175 p. doi: 10.61523/kpji4549
  5. Анисимов О.А., Борщ С.В., Георгиевский В.Ю., Инсаров Г.Э., Кобышева Н.В., Костяной А.Г. и др. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. М. : Планета, 2012. 512 c. EDN QKKXCN.
  6. Васильев А.А., Гравис А.Г., Губарьков А.А., Дроздов Д.С., Коростелев Ю.В., Малкова Г.В. и др. Деградация мерзлоты: результаты многолетнего геокриологического мониторинга в западном секторе Российской Арктики // Криосфера Земли. 2020. Т. 24. № 2. С. 15–30. doi: 10.21782/KZ1560-7496-2020-2(15-30). EDN HROYGC.
  7. Shano L., Raghuvanshi T.K., Meten M. Landslide susceptibility evaluation and hazard zonation techniques : a review // Geoenvironmental Disasters. 2020. Vol. 7. Issue 1. doi: 10.1186/s40677-020-00152-0
  8. Tay L.T., Sh. Alkhasawneh M., Lateh H., Hossain M.K., Kamil A.A. Landslide hazard mapping of Penang island using Poisson distribution with dominant factors // Journal of Civil Engineering Research. 2014. Vol. 4. Issue 3A. Pp. 72–77. doi: 10.5923/c.jce.201402.12
  9. Cook M.E., Brook M.S., Hamling I.J. Investigating slow-moving shallow soil landslides using Sentinel-1 InSAR data in Gisborne, New Zealand // Landslides. 2023. Vol. 20. Issue 2. Pp. 427–446. doi: 10.1007/s10346-022-01982-9
  10. Лебедева Е.В., Балдина Е.А., Медведев А.А. Склоновые процессы в долине р. Гейзерной (Камчатка): результаты дешифрирования разновременных космических снимков высокого пространственного разрешения // Геоморфология. 2022. Т. 53. № 4. С. 3–16. doi: 10.31857/S0435428122040095. EDN AYXHHL.
  11. Чермошенцев А.Ю. Применение данных со спутника Sentinel-1 для оперативного обнаружения оползней // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2020. Т. 4. № 1. С. 29–35. doi: 10.33764/2618-981X-2020-4-1-29-35. EDN FWUIZS.
  12. Das I., Stein A., Kerle N., Dadhwal V.K. Probabilistic landslide hazard assessment using homogeneous susceptible units (HSU) along a national highway corridor in the northern Himalayas, India // Landslides. 2011. Vol. 8. Issue 3. Pp. 293–308. doi: 10.1007/s10346-011-0257-9
  13. Симонян В.В., Николаева Г.А. Исследование оползневого процесса методом корреляционного анализа с использованием случайных функций // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 8 (107). С. 846–853. doi: 10.22227/1997-0935.2017.8.846-853. EDN ZFBXUP.
  14. Андреичева Л.Н. Плейстоцен Европейского Северо-Востока : монография. Екатеринбург : Уральское отделение РАН, 2002. 323 с. EDN YEBCFN.
  15. Андреичева Л.Н., Марченко-Вагапова Т.И., Буравская М.Н., Голубева Ю.В. Природная среда неоплейстоцена и голоцена на Европейском Северо-Востоке России. М. : ГЕОС, 2015. 224 с. EDN XXUXPZ.
  16. Лютоев В.А., Вихоть А.Н. Влияние оползневых процессов и природно-техногенной микросейсмичности на геологическую среду г. Сыктывкара. Сыктывкар : ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, 2019. 79 с.
  17. Саламов А.М., Кадиров А.Г., Мухтаров А.Ш., Заманова А.Г., Гасымов Э.Э. Исследование развития оползневых процессов на восточном крыле Бибиэйбатской брахиантиклинали методом электроразведки // ANAS Transactions, Earth Sciences. 2020. № 1. С. 19–27. doi: 10.33677/ggianas20200100039
  18. Christopher W.A.P.P., De Silva N., Attanayake A.M.A.N.B., Jayasingha P. Characterization of landslides: a vertical electrical sounding approach // Geoscience Letters. 2023. Vol. 10. Issue 1. doi: 10.1186/s40562-023-00274-x
  19. Damavandi K., Abedi M., Norouzi G.H., Mojarab M. Geoelectrical characterization of a landslide surface for investigating hazard potency, a case study in the Tehran-North freeway, Iran // International Journal of Mining and Geo-Engineering. 2022. Vol. 56. Issue 4. Pp. 339–347. doi: 10.22059/IJMGE.2022.340800.594958
  20. Mebrahtu G., Atsbaha S., Berhe B.A. Vertical Electrical Sounding (VES) investigation for road failure along Mekelle – Abi-Adi road segment, northern Ethiopia // Momona Ethiopian Journal of Science. 2021. Vol. 13. Issue 1. Pp. 134–146. doi: 10.4314/mejs.v13i1.7
  21. Ezung M., Walling T., Chelladurai C. Appli-cation of vertical electrical sounding for subsurface characterization to determine slope instability at Perizie, Nagaland // Current World Environment. 2022. Vol. 17. Issue 3. Pp. 657–671. doi: 10.12944/cwe.17.3.14
  22. Flageollet J.C., Maquaire O., Martin B., Weber D. Landslides and climatic conditions in the Barcelonnette and Vars basins (Southern French Alps, France) // Geomorphology. 1999. Vol. 30. Issue 1–2. Pp. 65–78. doi: 10.1016/s0169-555x(99)00045-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».