WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

Обозначим два соотношения: W' = dW/dL - приращение объема по длине и W'/W - его удельное приращение. Приращение объема по длине W' характеризует интенсивность денудационно-аккумулятивного процесса. Удельное приращение объема по длине может быть записано в виде: W'/W = dW/WdL.

В зависимости от бюджета селевой массы, русло можно делить на литодинамические зоны: преимущественно денудационную (Д), транзитноденудационную (ТД), преимущественно транзитную (Т), транзитно-аккумулятивную (ТА) и преимущественно аккумулятивную (А). Критерием разграничения литодинамических зон служит резкое изменение приращения объема по длине русла W'. Соотношение зон является своеобразным геоморфологическим «паспортом» бассейна.

Понятия «катастрофический сель» пока не закреплено в нормативных документах.

В данной работе к катастрофическим селям на Центральном Кавказе отнесены потоки объемом не менее 1 млн. м3, сопровождавшиеся экономическим ущербом или человеческими жертвами. Поскольку опыт показывает, что катастрофы происходят повторно в одних и тех же бассейнах, важно сформулировать положения об основных стадиях развития катастрофического процесса в виде представления об особом «цикле катастрофического селеформирования». Цикл катастрофического селеформирования – период, включающий подготовку катастрофы и потерю устойчивости, действие «спускового механизма», катастрофическое развитие селевого процесса, последующую послекатастрофическую переработку и относительно спокойный длительный период эволюционного развития, протекающий без потери устойчивости геоморфологической системы. Наши исследования показывают, что цикл состоит из ряда стадий, которые можно назвать следующими терминами: 1) стадия предкатастрофической подготовки, 2) стадия селевой катастрофы, 3) стадия эпикатастрофической адаптации (от греческого epi – на, над, сверх, при, после), 4) стадия межкатастрофической эволюции.

В подготовленном бассейне катастрофическое развитие событий происходит после небольшого процесса, являющегося начальным импульсом катастрофы. Отношение полного объема катастрофического селя к объему материала, вызвавшего начальный импульс, названо нами коэффициентом мультипликативности селевой катастрофы. Этот показатель служит характеристикой трансформации вещества при катастрофическом процессе.

Для оценки величины денудации, осуществленной селевыми потоками, необходимо ввести специальный показатель. Интегральная селеактивность I – величина среднего условного слоя вещества, перемещенного селями в единицу времени (мм/год): I = Wполн 103 (FT), где Wполн – суммарный объем селевых выносов за рассматриваемый период, млн. м3, F – площадь территории, км2, T – время, лет.

Повторное вовлечение части отложений предыдущих селей в новые потоки можно назвать «регенерацией селевой массы» Целесообразно ввести специальный параметр коэффициент регенерации селевой массы, представляющий собой долю твердой фазы селевого материала, повторно вовлекаемого в селевой процесс новым селем, в объеме твердой фазы этого нового селя.

Глава 2. Изученность селей и селевых катастроф Катастрофические сели характерны для большинства горных районов мира, освоенных человеком. Они приводили к жертвам и разрушениям в Альпах, горах Центральной Азии, Гималаях, Андах, на западе Северной Америки и в других регионах.

Центральный Кавказ включает в себя часть горной области Большого Кавказа, ограниченной поперечными сечениями через Эльбрус и Казбек. Российская часть Центрального Кавказа относится к территориям Кабардино-Балкарии и Северной Осетии.

Селевые потоки на Центральном Кавказе изучаются со второй половины XIX века.

Накоплен значительный опыт исследований, особенно в области выявления параметров сошедших селей и мероприятий по защите от них. В истории исследования селей Центрального Кавказа можно выделить 2 периода - этап эпизодических исследований с середины XIX до середины ХХ века, и современный этап систематических исследований.

Изучение селевых явлений в России началось с Казбекских завалов, которые обследовались Б.И. Статковским и другими исследователями.

Этап систематических исследований начался с середины ХХ века. Заметные импульсы исследованиям дали Международный геофизический год 1957-1959 гг. и Тырныаузские катастрофы 1960-1962 гг. В период с 1983 по 1999 гг. количество полевых исследований селевой опасности уменьшилось. Работы, выходившие в эти годы, преимущественно отражали ранее накопленный материал.

В Кабардино-Балкарии зафиксированы сели объемом более 1 млн. м3 в бассейнах рек Малка, Чегем, Черек, Баксан. О селях Центрального Кавказа написан ряд сводных работ и монографий, составлены библиографические сводки. Эволюция оледенения и селевой активности рассматривалась в книге И.Б. Сейновой и Е.А. Золотарева (2001).

В бассейне Баксана катастрофическими были крупные сели в долинах ГерхожанСу, Джаловчат, Куллумкол-Су, Адыл-Су. В Осетии неоднократные селевые катастрофы происходили в бассейне р. Геналдон после значительных обвалов ледово-каменных масс.

Перечисленные 5 участков были выбраны для детальных исследований селевых очагов.

Глава 3. Морфолитодинамика селевых очагов после Герхожанской катастрофы 2000 года Долина реки Герхожан-Су является одним из наиболее изученных селевых объектов в России. Река впадает в р. Баксан в черте г. Тырныауза, на территории которого разрушительные селевые потоки отмечались в 1937, 1960, 1961, 1962, 1977, 1999 и годах. Сели 18-25 июля 2000 г. оказались наиболее катастрофическими за всю историю Тырныауза. Погибло 8 человек, разрушено несколько многоквартирных домов.

Бассейн р. Герхожан-Су занимает площадь 72 км2. Герхожан-Су образуется при слиянии двух составляющих – Каяарты-Су и Сакашили-Су. Ледники обеих долин деградируют. Почти все сели, достигавшие города, зарождались в верховьях Каяарты-Су.

В долине р. Герхожан-Су нами проводились полевые исследования с 1998 г. В 2000 г. автор находился в г. Тырныаузе во время последней волны с 24 на 25 июля.

Созданная в 2000-2002 гг. сеть мониторинга включает поперечные профили селевого русла и прилегающих к нему бортов, базисы фототеодолитной съемки, базисы цифровой стереосъемки, точки повторной фотосъемки, площадки для изучения криогенных процессов, футшток для измерения уровня озера и временный метеорологический пост.

Положение точек мониторинга показано на «Карте точек мониторинга селевых очагов (бассейн Герхожан-Су)» (Приложение 2). Составлены карты очагов зарождения селей в верховьях р. Каяарты-Су.

Предкатастрофическая подготовка очагов происходила при отступании ледников и образовании значительных площадей, занятых массивами мертвых льдов и льдистых грунтов. Нарушение сплошности массивов произошло в ходе селя 1999 г. В отличие от ранее проходивших селей, в 2000 г. произошло катастрофическое врезание русла и перестройка литодинамических зон. Способ расчетов объема селевой массы, прошедшего через каждое сечение русла, реконструированная последовательность литодинамических зон и результаты расчета для селей 2000 г. в долине Герхожан-Су показаны на рис. 1.

Объем выноса твердого материала в 2000 г. оценен более чем в 3,1 млн.м3, общий объем селевой массы - примерно в 6 млн. м3.

Стадия эпикатастрофической адаптации началась сразу после катастрофических селей и отличалась очень высокой интенсивностью переработки очагов. Основные процессы, происходившие в очагах на этой стадии – гравитационные перемещения материала с бортов нового вреза, разрушение обвалившихся масс, склоновые и русловые микросели. При впадении Герхожан-Су в Баксан образовалось подпрудное эпикатастрофическое озеро площадью 0,55 км2, подтопившее центральную часть г.

Тырныауза. Интенсивная эпикатастрофическая переработка очагов происходила в два этапа – до начала сентября 2000 г. и с начала июля до конца августа 2001 г.

Зафиксировано формирование ежедневных микроселей. Отступание бровок селевого каньона достигало 12 м на поперечных профилях и превысило 20-25 м на участках развития новых термоцирков. Объем материала, вынесенного из селевого каньона в сентябре 2000 - августе 2001 гг., составил 0,17 млн. м3.

Вопреки сложившимся представлениям о селе как о редком процессе, нами установлено, что небольшие сели на эпикатастрофической стадии в очагах являются нормальным ежедневным механизмом перемещения наносов. Селевая масса отлагается на поле аккумуляции ниже каньона, и без непосредственных наблюдений за очагами может сложиться впечатление, что селевая деятельность в бассейне отсутствует.

После разрушения массивов льдистых грунтов в днище каньона произошел переход к стадии межкатастрофической эволюции, что подтверждается отсутствием значительных изменений в очагах в течение последующего 2002 года. В будущем в приледниковой зоне возможен частичный перехват стока и дальнейшая перестройка литодинамических зон.

По размерам ущерба, долина р. Герхожан-Су является самым значительным селевым объектом в Кабардино-Балкарии. В долине можно наблюдать катастрофические изменения в рельефе, происходящие в течение очень короткого времени, и процессы, ведущие к частичному восстановления равновесия после катастрофы.

Глава 4. Селевые очаги на стадии межкатастрофической эволюции Стадия межкатастрофической эволюции охватывает период, когда на смену интенсивной переработке форм, образовавшихся в результате катастрофы, приходит медленное эволюционное развитие. Если исследование селевых объектов происходит в этот период, его обычно называют изучением условий формирования селей. Динамика системы очагов в период спокойного развития, как правило, не рассматривается как этап между катастрофами. Между тем, поведение очагов в межкатастрофическую стадию имеет самостоятельное значение и заслуживает, по-видимому, отдельного исследования.

В пределах водосбора р. Баксан имеются два бассейна, в которых произошли селевые катастрофы в недавнем прошлом. Селем из балки Джаловчат были разрушены альплагеря «Сталь и «Молния», а сель по р. Куллумкол-Су уничтожил альплагерь «Джайлык».

Ручей Джаловчат является левым притоком р. Адыр-Су. Катастрофический сель 13 августа 1940 г. продолжительностью около 60 часов зародился у края безымянного карово-долинного ледника. Образовался крупный врез, имевший после катастрофы глубину 60-80 м и крутизну склонов до 800. Перед селем отмечались высокие температуры воздуха и интенсивное таяние ледников.

Наше исследование долины проведено через 62 года после катастрофы. Деградация оледенения привела к удалению конца ледника от очага 1940 г. на 650 м. Произошло расширение бортов вреза, уменьшение крутизны склонов на многих участках до 30-350.

Быстрое осыпание на склонах сменилось относительно медленной дефлюкцией.

Считалось, что объем выноса селя достигал 3 млн. м3, что до 2000 г. было наивысшим значением объема селей в бассейне р. Баксан. По-видимому, такая интерпретация расчетов П.В. Ковалева не учитывает объем балки, существовавший ранее, и объем выноса в 1940 г. вряд ли превышал 2 млн. м3. В ходе селя происходило подпруживание р.

Адыр-Су, кратковременное накопление воды перед селевой плотиной и формирование нового селя по основной реке. В главе показано, что в настоящее время нет признаков перехода Джаловчатского очага к стадии новой предкатастрофической подготовки.

Следует обратить внимание на долину левой составляющей руч. Джаловчат, строение которой позволяет прогнозировать образование нового значительного вреза.

Сели в долине р. Куллумкол-Су зарождаются на склоне морены ледника Зап.

Тютю. В 1983 г. в период предкатастрофической подготовки, по-видимому, происходило накопление воды в насыщенной льдом морене, нарушение сплошности и потеря устойчивости. После длительной жаркой погоды прошел ливень, спровоцировавший начало селя. В течение 6,5 часов сошли 6 селевых волн, последняя из которых завершила разрушение лагеря. Благодаря своевременному оповещению, никто не погиб.

Литодинамическая структура селевого русла 1983 г. включает денудационную, транзитно-аккумулятивную, транзитно-денудационную и аккумулятивную зоны.

Дезинтеграция массивов погребенного льда привела к лавинообразному разрушению морены и образованию нового очага в месте, где ранее врез отсутствовал. Стадия эпикатастрофической адаптации завершилась в 1986 г. В результате вытаивания мертвых льдов, исток реки выше очага 1983 г. оказался перехваченным. Поэтому новые катастрофические сели по тому же врезу представляются невозможными.

Глава 5. Геналдонская гляциальная катастрофа и начало стадии эпикатастрофической адаптации На основании результатов исследований, проведенных с привлечением всех имеющихся данных, восстановлен ход событий гляциальной катастрофы 20 сентября 2002 г. в долине р. Геналдон (Северная Осетия), повлекшей жертвы и разрушения.

Верховья р. Геналдон расположены в пределах Казбекско-Джимарайского горного массива. Катастрофические события, подобные ситуации 2002 г., происходили здесь и ранее в 1835 и 1902 гг. В 1969-1970 гг. наблюдалась подвижка ледника Колка.

По результатам полевых работ 2001 и 2002 гг., выделены 4 основных этапа катастрофы 2002 г.: ледовый обвал со склонов г. Джимарай-хох и удар в тыловую часть ледника Колка, начальное движение части ледника вниз по долине, ледово-воднокаменный поток и грязекаменный сель. В ходе движения селя, происходившего в полосе шириной 400-500 м, высота волн достигала 100-150 м. Ледово-водно-каменная масса прошла 19 км до удара о Скалистый хребет. Движение часто происходило вдоль склона с набором, а не уменьшением высоты. Скорость потока, по некоторым данным, достигала 180 км/ч. После остановки ледовой массы, грязекаменный сель прошел еще 17 км.

Площадь аккумулятивного ледового тела в районе Кармадонских ворот составила 2,1 км2, длина 3,6 км, а толщина достигала 135-140 м при средних значениях около 60 м.

Рассчитанное нами значение объема ледового тела составляет около 115 млн. м3.

Погрешность определения объема мы оцениваем как ±10 млн. м3. Объем селевых отложений составил около 3-5 млн. м3.

Общая площадь зоны поражения составила 15,7 км2, а суммарный объем материала, вовлеченного в движение при катастрофе, можно оценить в 130-140 млн. м3.

После катастрофы образовались 13 новых временных озер, площадь которых к октября достигла 437 тыс. м2. Оценена динамика эпикатастрофического лимногенеза.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.