Содержание к диссертации
Введение 4
-
Структурно-литологические комплексы пород 27
-
Источники твердого питания селевых потоков 33
-
Современные тектонические и геодинамические процессы.. 38
Сейсмическая активность 41
Экзогенные процессы 42
-
Температура воздуха...^ 46
Атмосферные осадки : 47
-
Орография 53
Морфологические особенности селевых бассейнов 56
Механизмы зарождения селей 59
-
Особенности гидрографической сети 63
Река Туапсе 67
Река Шахе 68
Река Мзымта 70
-
Почвенные и грунтовые факторы 72
Ботанические факторы 73
Антропогенные факторы 73
-
-
-
Новороссийский район 76
-
Геленджикский район 82
-
Туапсинский район : 89
-
Район Большого Сочи 100
Характеристика очагов зарождения селей, зон транзита, 107 затухания и разгрузки
-
Очаги зарождения селей 107
-
Зоны транзита селевых потоков 111
-
Зоны аккумуляции 113
3.5.1 Общие принципы районирования 118
4.1 Современные представления об опасности, риски и ущербе от
стихийных природных процессов и явлений 122
-
Общая оценка селевой опасности 123
Оценка селевой опасности в бассейне р.Мзымта 126
Оценка селевого риска 128
Оценка характера и степени воздействия техногенных объектов, способствующих активизации селей 131
-
Выделение участков дороги Адлер - Красна поляна, требующих
мер инженерной защиты и их очередность 134
-
-
Мероприятия необходимые для снижения селевой опасности в исследуемом районе 136
Приложение 148
Введение к работе
Актуальность работы. Оценка селевой и оползневой опасности в последние годы на Черноморском побережье Кавказа является одной из главных проблем в контексте обеспечения надежности и устойчивого развития прибрежных территорий Западного и Северо-Западного Кавказа. Особенно важно предусмотреть развитие селевых процессов в бурно развивающихся промышленных и рекреационных районах городов Новороссийска, Туапсе, Геленджика и Сочи.
В последние десятилетия в, указанных районах происходили катастрофические селевые паводки, вызванные продолжительными ливнями и выходом смерчей с акватории Черного моря на побережье. Яркий пример тому — чрезвычайная паводковая и селево-паводковая ситуация в 2002 г. в г.Новороссийске и в пос.Широкой Балке, сопровождающаяся'многочисленными человеческими жертвами и значительными разрушениями различных промышленных и рекреационных объектов.
Исходя из существующей селевой угрозы в указанном регионе, возникла необходимость определения реального риска и ущерба от селевых потоков и разработка конкретных мероприятий по уменьшению опасности селевых паводков и селей. Потребность в реальной оценке опасных селевых катастроф, связанных как с глобальными изменениями климата, так и значительным усилением хозяйственной деятельности, и необходимость обеспечения селевой и лавинной безопасности при проведении Зимних Олимпийских игр определили актуальность настоящей работы.
Цель работы — исследование основных условий и этапов развития селевого морфолитогенеза (СМЛГ) и выявление причин селевой опасности в исследуемом регионе.
Объект исследования - селевые процессы и явления на территории Черноморского побережья Кавказа в пределах Краснодарского края, включая горную территорию осевой зоны Западного и Северо-Западного Кавказа.
Предмет исследования - Условия и факторы возникновения и распространения селевых потоков, критерии селевой опасности, риска и ущерба.
Задачи:
Проанализировать современное состояние изученности селей на Черноморском побережье Краснодарского' края и уточнить понятия: селевая активность, селевая опасность, риск и ущерб.
Выявить геоморфологические, геологические, климатические критерии селевой опасности.
Исследовать закономерности распространения селевых потоков и явлений.
Определить главные критерии селевой опасности, риска и ущерба.
Составить схемы: районирования, селевой опасности, риска и ущерба для исследуемого региона.
Предложить конкретные мероприятия по уменьшению селевого риска и ущерба.
Научная новизна данной работы заключается в следующем:
Впервые для анализа селевых процессов и явлений использована концепция селевого морфолитогенеза (СМЛГ), которая отражает основные закономерности формирования селевых процессов и явлений.
Детально рассмотрены источники питания селевых потоков, среди которых главную роль играют оползневые, обвальные и флювиальные отложения.
Предложена новая схема районирования селевой активности на основе существующей схемы физико-географического районирования с учетом особенностей селевых процессов и явлений в рассматриваемом регионе.
Разработаны критерии опасности, риска и ущерба для Черноморского побережья Кавказа, составлены схемы, отражающие селевую опасность.
На защиту выносятся:
Структурно-функциональная схема зависимости формирования селевых потоков, отражающая основные условия и факторы их образования на территории южного склона Северо-Западного и Западного Кавказа;
Районирование селевых процессов и явлений на основе пространственного распространения и с учетом особенностей селеактивных территорий;
Схемы оценки селевой опасности на основе количественных критериев, характеризующих селевые потоки;
Мероприятия по снижению риска и ущерба от воздействия селевых процессов и явлений.
Практическая значимость работы. Полученные результаты диссертационных исследований используются некоторыми научными и производственными организациями при оценке состояния природной среды, механизмов и оценки повторяемости опасных природных процессов.
Результаты оценки селевой активности, опасности, риска и ущерба вошли в отчеты по научным проектам: «Оценка селевой опасности в бассейне р. Мзымта» (ОАО «Кубаньводпроект», 2009); «Отчет по инженерно- метеорологическим изысканиям горнолыжного комплекса ООО Роза Хутор» (2009), в которых участвовал автор диссертации. Материалы исследований автора использованы в ряде специальных учебных дисциплин по «Геологии», «Геоморфологии», «Эволюционной географии», «Инженерной геологии», «Динамической геоморфологии», «Экологической геоморфологии» и «Четвертичной геологии».
Использованные материалы и личный вклад автора.
При решении поставленных задач автором использовались: топографические карты крупного масштаба, космические снимки Landsat, Google, материалы наблюдений по стационарным метеостанциям и гидрологическим постам, литературные источники, архивные материалы и отчеты по исследованиям селей, а также полученные автором сведения о селевых потоках во время полевых работ.
Для составления перечня населенных пунктов, промышленных и рекреационных объектов, находящихся в селеопасной зоне, а также оценки селевой опасности исследуемого региона автором были проведены полевые маршрутные исследования. Они включали регистрацию и описание селевых потоков, изучение их действия на окружающие ландшафты. Автор диссертации принимал активное участие в проектах. Результаты исследований, отраженные в диссертации, использовались при составлении отчетов по грантам: № 06-0596683 р-юг-а «Катастрофические природные процессы на Западном Кавказе (в пределах Краснодарского края): оценка, прогноз, предупреждение» (2006-2008 гг.); № 08-05-99009 р офи «Снижение риска лавинно-селевых катастроф в Краснодарском крае и Республике Адыгея » (2008-2009 гг.); № 09-05-00265 «Лавинная опасность на Западном Кавказе и тенденции ее изменения» (2009 г.).
Апробация работы. Основные выводы и положения, содержащиеся в диссертации, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры геологии и геоморфологии Кубанского государственного университета, на VI, VII, VIII международных конференциях: «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2007-2009 гг.); «Проблемы управления и устойчивого развития прибрежной зоны моря. XXII международная береговая конференция» (Геленджик, 2007 г.); «Прикладные вопросы географии и геологии горных областей Альпийско- Гималайского пояса» (Ереван, 2007г.); «Management of Landslide Hazard in the Asia-Pacific Region» (Sendai, Japan, 2008): «Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита» (Пятигорск, 2008). На конференции получателей грантов регионального конкурса РФФИ и администрации Краснодарского края «Юг» «Вклад фундаментальных исследований в развитие современной инновационной экономики Краснодарского края» (Краснодар, 2008 г.).
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 8 работ, в том числе 1 статья, в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Объем работы составляет 147 страниц, включая 13 таблиц, 38 рисунков, список литературы, насчитывающий 91 наименования, а также приложение на 13 страницах.
Автор глубоко благодарен сотрудникам кафедры геологии и геоморфологии Кубанского государственного университета за содействие в проведении полевых исследований и дальнейшей обработке полученного материала. Автор особенно признателен научному руководителю профессору Ефремову Ю.В., ст. преподавателю Шулякову Д.Ю., Зимницкому A.B. за критические замечания, высказанные при написании диссертационной работы. А также Луткову Д.А. за помощь в создании иллюстративного материала.
1 Изученность селевых процессов и явлений и методика их исследований
1.1 Исследование селевых процессов и явлений
На Черноморском побережье Кавказа неоднократно происходили катастрофические селевые процессы со значительными разрушениями и человеческими жертвами, первые упоминания о которых, относятся к концу XIX века (А.И. Воейков, О.И. Пастернацкий, 1898). В связи с активным освоением Черноморского побережья, в первую очередь со строительством железной дороги и других линейных коммуникаций, возникла проблема оценки селевой опасности и защиты хозяйственных и рекреационных объектов от катастрофических селевых потоков.
В истории изучения селевых явлений в Краснодарском крае выделяется два этапа: ранний (1903-1963 гг.), отличающийся описательным характером исследований селевых объектов и селевых событий, и этап направленного изучения селевых явлений (с 1963 г. по настоящее время).
Первый этап характеризуется исследованием селей как сопутствующих объектов при других работах, проводимых главным образом геологами, географами, лесоустроителями и другими специалистами, носивших эпизодический характер. Описание селевых явлений в основном лишь дополняло главную тему публикаций, появлявшихся в результате таких исследований. Так в 1931 г. после выпадения обильных ливневых осадков образовавшиеся сели на склонах Маркотхского хребта значительно повредили элеватор и трассы водоснабжения. Наибольшее число селей зарегистрировано в окрестностях гор. Новороссийска, которые стали регистрироваться в тридцатые — сороковые годы прошлого столетия (таблица 1).
В Туапсинском районе селевые процессы и явления стали регистрироваться в сороковые годы. Уже в то время селеопасными считали долины рек Туапсе (нижнее и среднее течение) и ее притоков Мессажай, Цыпка, Паук, Греческая Щель и Кирпичная, а также небольшая река Паук. Источником формирования селеподобных паводков стали ливневые осадки в
1945, 1946, 1949, 1950, 1953 , 1958 гг. Образовавшиеся селевые потоки повреждали железнодорожные пути,,прерывая движения поездов.
Таблица 1 - Сведения о селевых потоках, сходивших в городе Новороссийске в различное время
Описание одного из первых селей в районе Туапсе приведено (Л.А. Шишкиной 1945). Она писала: «Так, в августе 1945 г. образовавшийся во время грозы смерч вышел на берег и, разбившись при встрече со склонами гор, обрушил на город огромную массу воды, вызвав катастрофический паводок реки Туапсе. В результате были человеческие жертвы, было разрушено много домов, сорваны мосты, повреждены гидротехнические сооружения». Многие сели, не причинившие урона окружающей среде, не были зафиксированы, хотя следы их прохождения можно обнаружить в устьях селеопасных рек.
В целом, сведения о селевых явлениях, полученные за этот период, очень скупые и часто неконкретные. Однако, опираясь на них можно, сделать вывод, что селевая деятельность на Черноморском побережье проявлялась, по крайней мере, с начала нынешнего столетия и охватывала практически всю исследуемую территорию (рисунок 1).
Рисунок 1 - балка Нефтяная в окрестности г.Новороссийска
Фото автора
Второй этап изучения селевых явлений можно охарактеризовать как этап специализированных селевых исследований, в свою очередь его можно подразделить на два периода: с 1963 по 1991 гг. и с 1991 г. по настоящее время. Первый период характеризовался обобщением на разных уровнях уже имеющихся материалов, полученных в ходе работ предшествующего этапа и дополненных данными архивных изысканий. Кроме того, проводились отдельные полевые исследования, результатом которых стали отчеты и публикации, а также рекомендации по защите хозяйственных объектов и населенных пунктов. На наиболее селеопасных реках в районе Туапсе и Новороссийска были построены барражные стенки, которые нередко разрушались или происходило быстрое заполнение пазух перед ними.
Краткие сведения о селевых потоках данного региона и условиях их формирования помещены в сводке по географии селей «Сели в СССР и меры борьбы с ними» (Иогансон В.Е., 1964) и в «Каталоге селеопасных рек на территориях Северного Кавказа и Закавказья» под редакцией Г.Н. Хмаладзе (1969). Работами по составлению каталога для Северного Кавказа руководил В.М. Гронский.
Одна из наиболее известных работ по картографированию селевых очагов - «Карта селеопасных районов СССР» масштаба 1: 8000000, разработанная проблемной лабораторией снежных лавин и селей Географического факультета МГУ в 1975 г. под редакцией В.Ф. Перова и С.М. Флейшмана. На этой карте большая часть изучаемой территории отнесена к низкогорной высотной зоне со слабой степенью селеопасности. К зонам со средней селевой опасностью отнесены отдельные участки Черноморского побережья, в окрестностях города Туапсе.
На исследуемой территории детальные инженерно-геологические исследования по изучению условий формирования селей проведены В.И. Ворошиловым (Северо-Кавказское геологическое управление) в 1964-1965 гг. в районах Новороссийска и Туапсе (В.И. Ворошилов, 1970-1972). Материалы его исследований нашли отражение в кандидатской диссертации, посвященной селевым потокам на Черноморском побережье Кавказа. Основным результатом исследований В.И. Ворошилова является выявление динамических условий зарождения селей при образовании крупных паводков, которые в сущности являются селевыми. Их называют селеподобными паводками. Характерной чертой гидрографии побережья является наличие большого количества мелких водосборных бассейнов, имеющих небольшую длину водотоков (1-10 км) и крутые уклоны русел. Именно бассейны малых горных рек со значительными уклонами русел В.И. Ворошилов относит к наиболее подверженным образованию селей. Основную роль в питании таких рек играет сток ливнево- дождевых вод.
Исследуя ливневые паводки в районе гор. Новороссийска, В.Е Иогансон зарегистрировали следы селевых потоков на южном склоне Маркотхского хребта (В.Е. Иогансон, 1964).
Для установления связей селей и атмосферных осадков на Черноморском побережье Кавказа с различными макроциркуляционными процессами проводились специальные исследования на основе анализа достаточно длительных и репрезентативных рядов (75 лет). Изучалась связь этих явлений с определенными элементарными циркуляционными механизмами (ЭЦМ) (Б.Л.Дзердзеевский, 1968) в атмосфере северного полушария. Было установлено, I что наиболее селеопасными являются преобладающие, т.е. определенные типы
ЭЦМ, имеющие продолжительность больше средней многолетней в селеопасные сезоны. Эти авторы указывают на связь селепроявлений с некоторыми природными циклами (например, с солнечной активностью).
В 1979 г. Краснодарской гидрографической партией было произведено рекогносцировочное обследование населенных пунктов на территории Краснодарского края, расположенных в зоне воздействия селей. Итог этих * работ - карта потенциальной селевой опасности Краснодарского края и перечень населенных пунктов народно-хозяйственных объектов, подверженных селевым потокам и паводкам, которые рассылались в города и райисполкомы края (рисунок 2) (Приложение, таблица 1). Вместе с тем на протяжении 10 лет проводились специализированные исследования наиболее > опасных селевых потоков в городах Туапсе, Новороссийск, а также в других 1 населенных пунктах на Черноморском побережье Кавказа.
Рисунок 2 - Схема населенных пунктов, хозяйственных и туристско- экскурсионных объектов находящихся в лавинно-селевой зоне на территории Краснодарского края
Некоторую информацию о селевых потоках получала Краснодарская гидрографическая партия во время проведения комплекса гляциологических работ и измерения атмосферных осадков по суммарным осадкомерам, установленным в горах Краснодарского края.
Огромный объем работ по исследованию селевой опасности на Черноморском побережье проделан сотрудниками ВСЕГИНГЕО под руководством А.И. Шеко.
Значительная информация о селевых потоках содержится в работах В.Ф. Перова и картах, составленных сотрудниками Проблемной лаборатории по лавинам и селям Географического факультета МГУ (В.Ф.Перов, Картографическая изученность селей и карта селеопасных районов СССР, 1976). Сведения о селях на Черноморском побережье Кавказа помещены в Каталог селеопасных рек на территории Северного Кавказа и Закавказья (Каталог селеопасных рек, 1969).
В 1976 г. в СевКавгидромете было создано специализированное селевое подразделение, которое вплоть до июля 1991 г. возглавлял В.В. Хворостов. Сотрудниками подразделения^ежегодно выполнялся ряд полевых наблюдений, по результатам которых составлялись научно-технические отчеты, а также был подготовлен ряд обобщающих документов (В.В-Хворостов, 1987-1989, 1996). Ими было установлено, что для Черноморского побережья характерны селевидные паводки, которые приурочены к нижним и средним течения рек. Вместе с тем встречаютсяш грязекаменные и водокаменные сели (рисунок 3).
Вопросы формирования селевых паводков, связанные с катастрофическими дождевыми ливнями в июле 1991 т. на Черноморском побережье Кавказа, освещены в работе А.В. Погорелова «Обильные (катастрофические) осадки на территории Краснодарского: края летом; 1991 г.» (А.ВЛТогорелов и др., 1991). В ночь с 31 июля на 1 августа в Туапсинском и Сочинских районах и иа северном макросклоне в бассейне р; Пшиш прошел сильный ливень. Последствиями которого стали огромный ущерб нечеловеческие жертвы. В горах Северо-Западного Кавказа сошли многочисленные, сели в бассейнах рек Пшиш, Туапсе, Мзымта, Мал. Лаба, которые следует отнести к категории катастрофических (рисунок 3). В реке Туапсе повышение уровня достигало 11-12 м.
Исходя из пapaмeтpoBj селевой паводок относился к событиям однопроцентной обеспеченности; Максимальные расходы воды превышали 2000 м3, в то время как средний'многолетний расход составляет лишь 12,4 м3/сек. Повышение уровня в реке составляло 11-12м.
Последний период исследования селей и паводков: совпал с развалом Советского государства и закрытием региональных гидрографических партий, в том числе и Краснодарской! Все работы в горах, связанные с селевыми процессами и явлениями были-прекращены, а количество публикаций по селевой тематике значительно сократилось.
Темрюк
Кубань
Анапа
Краен'
Майкоп
Новоро(
Туапсе
Красная Поляна
ГГЪГсЪ ИЗ И4 О
1 - дождевой генезис селя; 2 - дождевой-снеговой генезис селя; 3 - районы II категории; 4 - районы I категории; 5 - районы III категории
Рисунок 3 - Схема степени селевой опасности (В.В.Хворостов, 1987)
Среди редких изданий, в которых затрагивается проблемы изучений селевых потоков и паводков, книга С.Я. Сергина с соавторами «Климат и природопользование Краснодарского Причерноморья» (С.Я. Сергин и др., 2001). В ней сделан критический анализ изученности селевых паводков в районе городов Новороссийска и Туапсе.
Некоторые выводы, сделанные авторами (например, об отсутствии селевых потоков на южных склонах Маркотхского хребта в районе гор. Новороссийска), противоречат результатам наших исследований.
Катастрофические селевые паводки летом 2002 г., возникшие после продолжительных сильных ливней и серии смерчей, которые сопровождались многочисленными человеческими жертвами и разрушениями, стимулировали изучение причин возникновения селей в Новороссийском районе геологами ГУП «Кубаньгеология» (Инженерно-геологическое обследование русел малых рек бассейна р.Цемес, 2004) и на кафедре геологии и геоморфологии Кубанского государственного университета. Предметом исследований являются селевые потоки Северо-Западного и Западного Кавказа (в пределах Краснодарского края). В этих исследованиях принимал активное участие автор диссертации, результаты которых отражены в различных публикациях (А.С.Чернявский, 2007, 2008 и др.).
Исследование селевых процессов и явлений на кафедре осуществлялось по научным проектам, поддерживаемых администрацией Краснодарского края и Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ). Первый проект «Катастрофические природные процессы на Западном Кавказе (в пределах Краснодарского края): оценка, прогноз, предупреждение» (2006-2009 гг.) был направлен на создание пространственных моделей возникновения селевых потоков, снежных лавин и обвалов как основы для экологической оценки горных территорий и разработки превентивных мероприятий. При этом акцентировалось внимание на выявлении механизмов возникновения природных процессов с учетом глобальных изменений климата и усилением антропогенного воздействия на горные территории. Важным этапом в проведенных исследованиях было определения мест схода снежных лавин, селевых потоков и обвалов для составления карт экологического риска.
Второй проект «Снижение риска лавинно-селевых катастроф в Краснодарском крае и Адыгее» был реализован в 2007-2009 гг. Цель проекта - создание концепции смягчения риска и уменьшения ущерба от лавинно-селевых катастроф в горной части Краснодарского края и Адыгейской Республики. При этом акцентировалось внимание на разработке пространственно-временных моделей прогноза лавинно-селевой опасности и превентивных мер с учетом глобальных изменений климата и усилением хозяйственной деятельности. При этом были разработаны оценочные показатели схода селевых потоков. Результаты исследований опубликованы в различных изданиях (Ю.В.Ефремов, 2007-2009; А.С.Чернявский, Ю.В. Ефремов, 2010).
Создание Селевой ассоциации Северного Кавказа в 2005 г. вселяет надежду на активизацию исследований по современным экзогенным процессам, в том числе и по селевой тематике в Краснодарском крае.
Таким образом, для исследуемой территории накоплен достаточно большой объем фактического материала об отдельных сторонах селевых явлений, который, однако, не дает целостного представления о селевой ситуации в регионе в целом. Это обстоятельство предоставляет возможность более углубленных комплексных исследований селевых явлений в горах Краснодарского края в отношении их характера, условий, закономерностей развития, районирования, прогноза и противоселевой защиты.
1.2 Методические приемы изучения селевых процессов и явлений
В настоящее время существуют различные методы оценки опасных природных процессов и явлений (С.М. Флейшман, 1978; В.Ф.Перов, 1996; Ю.Б.Виноградов, 1977; Методическое руководство по комплексному изучению селей, 1971). На первом этапе исследования селевых потоков и явлений использовались традиционные методы, используемые в геоморфологии и селеведении.
По теоретическим разработкам В.Ф. Перова (1996) методы исследования селей сгруппированы в три основных блока: исходной информации, оценочный и расчетный (рисунок 4). Первый блок путем маршрутных обследований, исследований на селевых стационарах, полустационарных наблюдений, составления кадастров обеспечивает получение первичных сведений о селевых процессах и бассейнах. Оценочный блок, как правило, обеспечивает оценку селевой активности и районирование преимущественно методами картографирования селей и дешифрирования снимков. Расчетный блок с помощью моделирования, эксперимента и теоретических разработок обеспечивает расчет параметров и процесса формирования и движения селей. Результаты всех методов изучения селей используются в прикладных целях - для разработки прогноза, обоснования и выбора мер защиты.
Рисунок 4 — Основные методы изучения селевых явлений и результаты их применения (В.Ф.Перов, 1995)
Основным методом исследования такого сложного многофакторного природного явления как селевое, естественно служит изучение его в натурных условиях, т.е. полевым экспедиционным методом (С.М.Флейшман, 1978; С.М.Флейшман, В.Ф.Перов, 1986). Полевые исследования селевых водосборов и бассейнов включали: 1) общее обследование селевого бассейна и сбор данных о гидрометеорологической обстановке, оказывающих влияние на формирование селевых потоков; 2) обследование селеформирующих зон водосбора, выявление источников водного и твердого питания, а также механизмов формирования селевых потоков; 3) обследование русловой сети водосборов, по которым осуществляется транзитное движение селевых потоков; 4) обследование зон селевых отложений конечных конусов выноса и русловых участков, в которых аккумулируются селевые отложения; 5) обследование и выявление динамических характеристик селевых потоков по следам их прохождения, а также получение данных, необходимых для разработки противоселевых отложений.
Другой широко используемый прием для изучения селей - это применение аэрометодов: аэросъемка селеопасных территорий, дешифрирование ее материалов, а также аэровизуальные наблюдения.
На втором этапе исследование селевых потоков основано на современных достижениях науки. Исследования проводились с,использованием космической информации, созданием цифровых моделей рельефа и на их основе построение серии морфометрических карт (углов наклона, экспозиции склонов, вертикального и горизонтального расчленения энергии рельефа и др.)
Составляемые в настоящее время карты природных опасностей и карты «риска возникновения селевой опасности» в основном базируются на существующих фактических материалах. Для большинства природных процессов, развитие которых способно создавать чрезвычайные ситуации, служба оповещения и предупреждения отсутствует. Следовательно, карта является важной информацией о развитии природных и техногенных процессов, о состоянии территории и условий, необходимых для ведения народного хозяйства (ее устойчивости, уязвимости).
В целях уменьшения вероятности и снижения ущерба от возможных природных и природно-техногенных катастроф необходимо разработать для Краснодарского края правила действий органов управления, учитывающие, по крайней мере, следующее: соотношение источников опасности в их пространственном положении; допустимые формы хозяйственной деятельности и их масштабы; безопасное размещение по территории социальной и промышленной инфраструктуры.
Решение поставленных задач обеспечивалось путем разработки и построения специальных средне- и крупномасштабных карт на основе созданной базы данных и с учетом экологических требований - комплекса ограничений по природопользованию и условий по сохранению окружающей среды в процессе хозяйственной и иной деятельности.
В проведенном исследовании использовались новые подходы в организации мониторинга опасных селевых процессов и способы экологической оценки территорий. На основе ранее созданного банка данных (каталогов) селевых потоков были построены электронные карты этих процессов и явлений. В процессе наблюдений (по космическим снимкам и регистрации в полевых условиях) карты дополнялись и совершенствовались. Такой подход даст возможность решить сложную задачу - создание Региональной ГИС по селевым потокам и снежным лавинам, которая может использоваться в службах МЧС и Росгидромета. Электронные карты будут являться базисом для разработки серии карт экологического риска, на которых также будут отражены зоны повышенной опасности, т.е. потенциальные участки формирования снежных лавин, селевых потоков и обвалов.
Полученная информация позволила составить списки населенных пунктов, предприятий и рекреационных объектов, подверженных лавинной и селевой опасности. По принятым в советское время, но сейчас забытым правилам и предписаниям, эти списки будут распространяться руководителям краевых муниципальных и районных образований, а так же в Интернете на уже имеющимся сайте кафедры геологии и геоморфологии.
Важное место в проведенном исследовании занимала разработка функциональной модели формирования селевых потоков. Для реализации этой задачи за основу приняты теоретические разработки Ю.Б. Виноградова (1977) и опыт практической реализации математических моделей, предложенных A.B. Зимницким (2005).
Необходимый элемент исследования - это сравнение достигнутых результатов с опытом на других горных системах России и за рубежом, а так же с опытом зарубежных коллег, в частности из ICIMOD (Международный центр по исследованию развития гор) в Катманду (Непал). Основной метод исследования - применение геоинформационного моделирования, которое включает несколько этапов: 1) подготовка материалов и данных по объектам исследований: на основе существующих электронных банков данных с дополнениями собственных исследований; 2) оцифровка существующих материалов; 3) дешифрирование АКС; 4) создание серий электронных карт с использованием современных ГИС-пакетов: ESRI, ARC GIS, «Панорама» и др.
На основе установленных функциональных зависимостей между изучаемыми элементами в ближайшее время планируется создание синтетических карт экологической тематики: экологического риска, зон селевой опасности. Они могут иметь важное прогностическое значение. По этим картам будет проведено зонирование территории с установлением участков наибольшей опасности.
Изучение селевых процессов и явлений может быть успешно реализовано с помощью теории селевого мофолитогенеза. До настоящего время морфолитогенетический подход в исследовании селевых потоков не находил должного применения.
Под селевыми процессами и морфолитогенезом (СПиМЛГ) понимается совокупность процессов и явлений, которые формируют селевые потоки. Их формирование происходит при непосредственном участии рыхлых отложений в условиях динамической среды и высокой энергии эндогенных и экзогенных процессов (рисунок 5). Предполагается, что формирование селевых потоков происходит под действием движущих сил - факторов в относительно стабильных природных условиях рассматриваемой территории.
Условия - совокупность природных процессов, характерных для определенной территории, развивающихся в тесной связи и взаимодействующих друг с другом. Изменение природных условий, в которых развиваются селевые процессы и явления, приводит к значительному изменению факторов и процессов, создающих селевые потоки, определяет интенсивность их проявления. Существующие условия в данном случае выступают как нечто устойчивое, постоянное, определяют все дальнейшие стадии развития селевых процессов и явлений. Например, состав горных пород и их структура (как нечто стабильное) тесно связаны с температурным и влажностным режимом почв и фунтов, которые в свою очередь в определенной степени стимулируют развитие эрозионных, оползневых и других процессов.
Факторы (причины, движущие силы совершающегося процесса), тесно связанные с природными условиями и стимулирующими геоморфологические процессы, объединены между собой прямыми и обратными связями. Между ними наблюдается тесное взаимодействие. Наиболее ярко парагенетические связи проявляются между элементами климата (температурой^ воздуха и атмосферными осадками) и многими геоморфологическими процессами. Понятие «процесс», широко используемое в динамической геоморфо-логии, определяет последовательную смену и связь закономерно следующих друг за другом стадий развития СМЛГ.
Развитие СМЛГ зависит от механизма образования того или иного селевого потока, т.е. совокупности движущих сил, зависящих от конкретных воздействий на селевой очаг. Различие механизмов образования селевых потоков приводит к возникновению их разнообразных генетических типов селей.
Атмосферное осадки ологическии им
Оползни о б6амы
41 5 Э; О
Смерчи
Ги< Р_
Прораб озер дз 05 ^
С«с. 2
2 ^ «О
Температурный и блажностнай режим грунтод
Температура 5оздуха
Денудация
Флюбиальние
53 г? ^ 3 а:
Растительность
Выбетриба- ние г
Ст**-. О о < л и
Гоязебой поток
СВязи: 1 прямые; 2 — косвенные
Грязекаменнай поток
Пабодок
Воднокаменный поток
Рисунок 5 - Структурно-функциональная схема формирования селевых потоков
В настоящее время без учета современных геоморфологических и других природных процессов, влияния антропогенной деятельности не возможно разрабатывать прогнозы и вырабатывать практические рекомендации по защите хозяйственных и рекреационных объектов и населенных пунктов.
2. Анализ условий и факторов формирования селевых потоков
Кавказское побережье Чёрного моря, протяженностью около 625 км, простирается от Таманского полуострова на западе до г. Батуми на юге. Административно западная часть побережья до р. Псоу площадью около 7000 км входит в состав территории Краснодарского края РФ, располагаясь на южном склоне Большого Кавказа (рисунок 6).
Рисунок 6 - Обзорная схема района исследований
Накопленный к настоящему времени материал позволяет представить развитие селевых процессов и морфолитогенеза (СП и МЛГ) в следующем виде: условия - факторы — процессы — механизм формирования селевых потоков - накопление рыхлых отложений - генетический тип селей. Исходя из указанных положений, рассмотрим мор фолито логические, климатические и морфолитодинамические закономерности формирования селевых процессов и явлений.
2.1 Морфолитологические условия
Морфолитологические условия отражают взаимосвязь геологического строения территории с образованием рыхлого субстрата — материала для возникновения селевых потоков, формирующихся при сильных ливнях или таянии снежного покрова. Основным геологическим условием, обуславливающим возможность формирования селевых потоков в том или ином горном бассейне, является литологический состав горных пород, слагающих верхние слои коры выветривания, и их состояние. При этом рассматриваются структурно-литологические комплексы пород, слагающие основные орографические элементы горной системы. В этом случае анализируется эрозионная прочность, прочность горных пород на сжатие, допустимая скорость размыва.
Похожие диссертации на Селевой морфолитогенез на Черноморском побережье Кавказа : в пределах Краснодарского края
-
-
-
-
-
-
-
-
