Введение к работе
Актуальность работ». Проблема динамики берегов водохранилищ все более приэлекает внимание исследователей в связи с охраной и рациональным использованием пркродиой среди. Особенно актуальна сна на водохранилищах с глубоким сезонным промерзанием и распространенней многолетнемерзлых пород. Здесь наряду с абразией, весьма заметна роль криогенных процессов и явлений в формировании и развитии береговой зоны. После образования и подтопления отвесних береговых уступов получает сильный импульс горизонтальная составляющая тепло - к влагопереноса, обнажается толца капиллярного увлажнения пород, и'создастся условия для иаиболеэ интенсивного, чем в обычной обстановке или в карьерах, развития физического отслаивания, сплывов и обрушений (те{Ліогразитацк;ншх процессов). Одним из путей изучения современного криогенеза в лессовидных породах на берегах и определения устойчивости склонов является комплексная оценка геокриологических условий береговой зоны, установление последовательности развития и влияние криогенных процессов. При освоении побережья становится все более актуальной оценка ннже-нерно-геологичеоких свойсти лессовидных пород, особенно попадающих в зону размыва и подверженных, сезонному промерзанио-оттаива-нип. Важно также определение места современных криогенных преобразований среди других экзогенных геологических процессов на бе-ругах.
Цель и задачи исследований. Основная цель проведенных исследований заключается в выяснении условий развития современного крио-генеза в лессовидных породах и особенностях его проявления на берегах такой части Братского и Иркутского водохранилищ (при высоком, уровне).
В работе решались следующие задачи: I) изучить особенности температурного режима и влажности пород, а также условия промерзания и оттаивания их в береговых уступах; 2) определить характер формирования и преобразования криогеїшого строения, состава, изменения физико-механических свойств лессовидных'пород в обнажениях береговых уступов и на границе раздела мерзлых - талых зон под действием сезонного промерзания-оттаивания; 3) дать количественную оценку процессов криогенеза в масштабе разрушения пород на берегах; 4) выявить условия развития криогенных явлений и термогравитационных процессов на берегах ангарских водохранилищ.
Фактический материал, объекты и методы исследования. Работа вьтолнена в соотяетствии с планом исследований лаборатории мерзле-
товедения и грунтоведения по теме "Оценка инженерно-геологических и инженерно-геодинамичееких условий территории Восточной Сибчри". В основу диссертаїдии положены результаты стационарных и экспериментальных исследований и лабораторных определений, выполненных автором на Братском и Иркутском водохранилищах в Ї982-І990 годах. Объектом исследования были выбраны опорные участки берега у поселков Ново-Разводная, Патровд, Грудинино на Иркутском ьодохранилище и Первомайское, Заславская, Нельхай, Рассвет, Бильчир на Братском водохранилище общей протяженностью 8 ?ш.
Стационарідае наблюдения включали: I) визуальное обследование берега к инстументальнне морфомегрическиа замеры за темпами отступания береговых уступов по закрепленным постепенно или временно реперам, по 39 поперечникам; 2) 'замеры температуры воздуха и грунта в береговой зоне, а также определение глубины промерзания и оттаивания пород в уступах; 3) наблюдения за формированием морозо-бойкых трещин, трецин бокового отпора и криогенного строения пород, а таюке развитием криогенных и термогравитеционных процессов.
При изучении влажности и температурного режима пород в береговых уступах было пробурено 117 скважин с'глубиной проходки до 3,6 м, производимом как с поверхности склона, так и со сторона стенки уступа. Особое внимание уделялось ослабленным зонам и приповерхностному слою пород. Дня изучения гранулометрического и химического состава лессовидных пород было проанализировано соответственно 127 и 89 проб; для определения физико-механических свойств - 26 монолитов и 120 образцов ненарушенного сложения при определении плотности и объемной влажности грунта (лабораторные исследования проводились в лаборатории мерзлотоведения и грунтоведения Института земной коры). Физические и механические показатели четвертичных пород изучались в основном по стандартным методам (Ломтадзе, 1972, 1990). Статистическая обработка полученных данных производилась с применением БСМ-б (Статистические методы..., 1986).
Основные выводы сделаны на основе анализа и обобщения экспедиционных и лабораторных материалов, а также систематизации литературных источников гидрогеологических-и геологических исследований, Приведенные в работе чертежи, таблицы, схемы составлены автором. При заимствовании данных других авторов сделаны ссылки на первоис-
то- Ї1КИ.
Научтя новизна. I, Установлена стадийность сезонного промерза-ния-оттаигания лессовидных пород на берегах и выявлены особенности перераспределения влаги в породах, слагающих берегопые уступы на Иркутском и южноП части Братского водохранилищ при высоком уровне поды.
.';:. -Лл/_ -..; 5-.
-
Выявлены закономерности формирования криогенного строения лессовидных пород и тенденция изменения их физико-механических свойств в хода криогенеза по стенкам уступов и у фронта промерзания пород.
-
Определен механизм разрушения береговых уступов, лишенных контфорса, а также стадийность формирования уступов под действием криогенных и термогравитационных процессов,
-
Дана количественная оценка темпов отступания береговых уступов и объемов разрушения лессовидных пород по сезонам года.
Защищаемые положения. I. Особенностью современного криогенеза лессовидных пород на берегах ангарских водохранилищ в условиях глубокого сезонного промерзания и подрезки склонов является интенсивное его развитие за счет одновременного действия как вертикальной, так и горизонтальной составляющей тештл - и влагопереноса.
2. Проявление современного криогенеза в лессовидных породах на
берегах ангарских водохранилищ происходит неодинаково по высоте ус
тупов. Наиболее существенные преобразования криогенного строения,
состава и физико-механических свойств выражены в подножье уступов
в капиллярно-увлажненной толще и у границы промерзания пород.
3, Современный криогенеп а лессовидных породах на берегах ан
гарских водохранилищ является важным рельефообраэующим фактором.
Под действием термогравитациоиных процессов профиль берегового ус
тупа к лету выполаживается, а разрушение пород идет поэтапно ст
подножья к бровке (в условиях подрезки склонов при высоком уровне
водохранилищ).
Практическое значение работы заключается в том, что в ней выявлен характер разрушения лессовидных пород в береговых уступах на основе изучения строения, состава и свойств и их изменение под влиянием процессов промерзания-оттаивания. Определены значения критической плотности и влажности грунта, при которых происходит их самопроизвольное разрушение и сплыв по обнажениям уступов, а также выявлены тенденции изменения физико-механических свойств пород в ходе современного криогенеза. Результаты исследований позволяют более обоснованно подходить к оценке прогноза формирования берегов, Проведены исследования могут быть использованы как при перспективном планировании, так и проектировании отдельных народнохозяйственных объектов в береговой зоне и берегоукрепительных мероприятий.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладыпал/сь на Всесоюзных совещаниях: "Изучение берегов сибирских водохранилищ" (Иркутск, I960), "Инженерная геология подохрянилищ" (Дивногсрск, 1985); Научно-практических конференциях: "Прикладная геоморфология
и неотектоника юга Восточной Сибири" (Иркутск, 1988), "Проблемы инженерной геологии водохранилищ Сибири" (Братск, І990ї^*Инг>«ер>-но-геокриологические проблемы Забайкалья" (Чита, 1990), а также на IX и XI конференциях молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири (Иркутск, 1980, Ї984),
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шеоти глав и заключения, изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 19 таблиц, 24 рисунка. Список литературы содержит 68 наименований.
Исследования проводились под руководством доктора геолого-ии-нералогических наук Ф.НЛещикоаа, которому автор выражает искреннюю признательность. Улучшению содержания работы способствовали ценные советы и замечания доктора геолого-минералогических наук Т.Г.Рящєшіо, кандидата геолого-минералогических наук В.МЛинвина и кандидата географических наук В.В ^Кравченко, которым автор приносит сердечную благодарность. Автор благодарен Малышевой Л,В., Даниловой Т.Ф., Нетесовой Г.И. за проведение лабораторных работ и Середкиной Н .В. за помощь в техническом оформлении работы.
