CC BY
244
УДК 504.056
ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА В БАЙКАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ. СЕЛИ
Работа выполнена при поддержке проектов РФФИ № 13-05-00922 «Научные основы гидроэкологической безопасности рек бассейна оз. Байкал в условиях изменения климата» и РФФИ-РГО № 13-05-41378 РГОа «Трансформация природной среды Забайкалья и сопредельных территорий: ретроспективный анализ и современное состояние»
© Борисова Татьяна Анатольевна
кандидат географических наук Байкальского института природопользования СО РАН Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8 е-mail: tabor@binm.bscnet.ru, avol@binm.bscnet.ru
© Волошин Андрей Леонидович
кандидат географических наук Байкальского института природопользования СО РАН Россия, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 8 е-mail: tabor@binm.bscnet.ru, avol@binm.bscnet.ru
Статья посвящена селеопасности Байкальского региона. Рассмотрены факторы и условия формирования селей, их изученность в регионе, дана характеристика их основных показателей и параметров. Представлены результаты обследования схода селевых потоков в рекреационной местности «Аршан» в июне 2014 г.
Ключевые слова: сель, селевый паводок, грязекаменный поток, факторы формирования, жидкая и твердая фаза, зона аккумуляции и транзита, конус выноса.
NATURAL EMERGENCIES IN THE BAIKAL REGION. MUDFLOW
Borisova Tatyana A.
PhD in Geography; Baikal Institute for Nature Management Siberian Branch of Russian Academy of Sciences 8 Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia
Voloshin Andrey L.
PhD in Geography; Baikal Institute for Nature Management Siberian Branch of Russian Academy of Sciences 8 Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia
The article is devoted to mudflow risk in the Baikal region. The factors and conditions for the formation of mudflows, their study in the region are considered, the nature of their main indicators and parameters is described. The results of the mudslides survey in the recreational area "Arshan" in June 2014 were submitted.
Keywords: mudflow, mudflow flood, debris flood stream formation factors, liquid and solid phase, zone of accumulation and transit, alluvial cone.
28 июня 2014 г. произошло крупное стихийное бедствие на территории рекреационной местности «Аршан» Тункинского района Республики Бурятия. Мощный сход селевых потоков с обрамляющих эту территорию горных отрогов Тункинского хребта стал причиной человеческих жертв и значительных имущественных потерь. Серьезные травмы в результате проявления этой стихии получили 6 человек, 1 погиб. Было подтоплено 5 улиц, значительно повреждено около 100 строений, более 50 домов требуют капитального ремонта и 19 полностью разрушены. Сильным разрушениям подверглись пансионаты «Саган-Дали», «Эдельвейс». Смыто 2 моста на р. Кынгарга. По официальным данным МЧС Республики Бурятия, сумма нанесенного селем ущерба оценивается более 200 млн рублей.
Произошедшая чрезвычайная ситуация свидетельствует о недостаточной изученности пространственно-временного диапазона селевых явлений региона, потенциально предрасположенных к их проявлению долин горных рек, ручьев, суходолов, а также неготовности и неспособности в полной мере соответствующих структур к предупреждению и прогнозированию развития подобных катастрофических ситуаций и защите населения.
В целом для решения данной проблемы представляется необходимым комплексное детальное обследование селеопасности территории с выявлением факторов, ее определяющих, механизмов формирования, а именно условий накопления твердой массы, механизма движения потока, зон транзита и аккумуляции, что позволит в конечном итоге оценить риск и предполагаемые ущербы для населения и хозяйственных объектов. При этом современные технологические решения, с возможностью моделирования селевого процесса в развитии явится объективной информационной базой для управления и принятия оперативных грамотных решений по своевременному предупреждению, снижению социальных и экономических потерь от селей и перспективному развитию территории.
В связи с постановкой задачи исследования целесообразно рассмотреть понятие «сель». Применительно для Байкальского региона придерживаемся определения В. К. Лапердина: «Сель — это периодически возникающий водокаменный, водогрязекаменный и грязевый поток с высоким содержанием твердого материала, характеризующийся резким подъемом и спадом селевой массы. Твердая составляющая часто насыщена древесной растительностью» [1, 2]. Взаимообусловленное сочетание природных (эндогенных, экзогенных) и антропогенных факторов, дополняющих или усиливающих друг друга, создает условия для формирования твердой и жидкой массы селевого потока. Выделяется пять основных групп природных факторов возникновения селей.
Для формирования жидкой фазы главным климатическим параметром является фактор увлажнения. Характерные для территории во второй половине лета ливневые (интенсивностью 1,5-2,0 мм/мин и более) или затяжные дожди (0,1-0,2 мм/мин), связанные с прохождением циклонических фронтов, а также остаточный снегозапас в горах (мощность 100 см и более) предопределяют их развитие [3].
Определяющими условиями рельефа являются уклоны русел водотоков более 20°, крутизна склонов (до 50°); перепады высот (1500-1700 м); скопление каменистых россыпей и песчано-глинистых отложений в суходолах; наличие форм ледникового рельефа (троговые долины, кары и др.). Особенности транзита и аккумуляции горных обломочных пород также определяют направления распространения селевых потоков. Так, имеющие широкое распространение трещиноватые и раздробленные породы гранитоидного ряда, выветренные метаморфические породы (гнейсы, сланцы), слабо закрепленные осадочные рыхлые отложения скапливаются на отрезках выполаживания или перегиба рельефа, подгорных шлейфах и на склонах уступов террас и пойм долин водотоков, то есть в местах возможного движения потока.
Активное современное тектоническое развитие территории является мощной провоцирующей силой: движение блоков земной коры (высокая энергия рельефа); заложение горной речной сети преимущественно по разломам (чередование пологих и каньонообразных бортов долин); высокая сейсмичность территории (активизация осыпей и обвалов, накопление твердой массы и создание участков запруд). Немаловажным фактором являются геокриологические условия территории. Широкое распространение многолетней мерзлоты, глубокое сезонное промерзание исключает инфильтрацион-ную способность грунтов, тем самым усиливая поток движения массы по склону. Следует отметить также и наличие снежников, наледей.
Способствуют активизации и усилению развития селевых потоков антропогенные факторы: обес-лесивание; распашка склонов (особенно в местах распространения лессовидных супесей, слабо закрепленных рыхлых отложений); подрезание склонов при строительстве дорог, линий передач и др.; искусственное сужение русел (мосты); создание искусственных водохранилищ на горных реках; последствия горнодобывающей, строительной деятельности и др.
По условиям формирования, на основании имеющейся у нас статистики и материалов специалистов, выделяются следующие генетические типы селей: дождевые, снегодождевые и флювиогляци-альные. На территории Байкальского региона преобладают (более 80-85 % от общего числа) дождевые сели, снегодождевые составляют до 10-15 % и при условии резкого потепления и активного подтаивания наледей и снежников возможны до 1-3 % — флювиогляциальные.
Байкальский регион весьма сложная территория в природном отношении, характеризующаяся сочетанием расчлененного высоко-, средне- и низкогорного рельефа горных сооружений и наклонного и плоского малых аккумулятивных равнин межгорных котловин и понижений байкальского и забайкальского типов, имеет высокую вероятность проявлений целого спектра опасных процессов, в том числе и селей. В условиях активного хозяйственного освоения и становления науки в Сибири было привлечено особое внимание к изучению наиболее распространенных видов селей. Так, в пределах Южного Прибайкалья научные исследования селевых явлений начинаются с конца XIX в. (приблизи-
тельно с 1863 г.): момента проектирования, строительства и в дальнейшем эксплуатации Кругобай-кальской железной дороги. За данный период практически каждые 3-8 лет регистрировались катастрофические сходы селей, создававших завалы на отдельных отрезках железной дороги и аварии в тоннелях [1; 2]. В районе Северного Прибайкалья селевые явления фиксировались с начала освоения севера Бурятии и строительства БАМа (1974 г.). В первый этап строительства неоднократно складывались чрезвычайные ситуации, что послужило основанием для детализированного обследования се-леопасности отдельных отрезков трассы [4; 5]. На территории Восточного Саяна исследования связаны с научными и геологическими изысканиями, поисками полезных ископаемых [6]. В пределах Се-ленгинского среднегорья, средней части Прибайкалья и Забайкалья — изученность селей недостаточная. В результате обобщения научной литературы, статистических данных числа и характера схода селей, тематических картографических материалов нами уточнены площади селеопасных зон, оценена повторяемость селей в них, собрана статистическая база данных для ГИС.
В северной части Байкальского региона селеопасными являются склоны Верхнеангарского и Южно- и Северо-Муйского хребтов. Определено, что более 200 км водотоков здесь характеризуются потенциальной опасностью с высокой степенью вероятности проявления селей. По генезису происхождения преобладают водокаменные и грязекаменные селевые потоки. Их повторяемость составляет от 5 до 60 лет: в среднем 12-20 лет. Сильные сходы селей произошли в 1957 г. при Муйском землетрясении. В 1983 г. было смыто 7 мостов и более 3 км железной дороги. В средней части Байкальского региона опасность представляют восточные склоны хр. Баргузинский. Здесь селевые потоки довольно часто приводили к размыву отрезков автомобильного полотна дороги Баргузин — Улюнхан.
В южной части Байкальского региона наиболее селеопасной зоной является хребет Хамар-Дабан. На его северо-западном склоне повторяемость селей составляет 12-40 лет. Весьма опасными реками считаются Малая и Большая Осиновка, Солзан, Утулик, Снежная и др. [3]. На южном склоне Хамар-Дабана, по данным МЧС Республики Бурятия и Бурятского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, неоднократные сходы селей отмечены на участках склонов верхнего и среднего течений бассейна р. Джиды: на горных реках Модонкуль, Хамней, Зун-Нарын, Цакирка, Улятуй, Боргой и др.
В Селенгинском среднегорье характерны грязевые сели. Основными факторами их формирования здесь являются слабозакрепленные пески и супеси, распаханные склоны. Весьма опасны реки бассейна Селенги: Куналейка, Куйтунка, Тарбагатайка, Савва, Кяхтинка, а также русла суходолов и оврагов правобережной части р. Чикой. Повторяемость в среднем составляет 8-12 лет [7].
Восточный Саян, Тункинские гольцы являются наиболее селеопасной зоной в регионе. Повторяемость катастрофических сходов селей составляет здесь 16-40 лет. По генезису формирования они характеризуются как водогрязекаменные и грязекаменные. В 2004 г. крупные сходы селевых потоков зарегистрированы в верховье р. Иркут. Так, в течение 5-9 дней был практически отрезан от внешнего мира участок золотодобычи «Самарта», смыто 2 моста, разрушено более 800 м автодороги.
В 2014 г. катастрофическому сходу селя подверглась территория рекреационной местности «Ар-шан». Сход селевых потоков произошел со склонов Тункинского хребта Саянской горной системы в Тункинскую межгорную котловину в районе курорта федерального значения.
Поселок Аршан, местоположение которого приурочено к выходам на земную поверхность лечебных минеральных водных источников в долине р. Кынгарга, находится в Тункинской межгорной котловине байкальского типа непосредственно вблизи ее северного борта: подножия альпинотипного Тункинского горного хребта. Переход поверхности днища Тункинской котловины в склоны Тункин-ского хребта в п. Аршан и его окрестностях резкий, крутой. Крутизна склонов, обрамляющих территорию п. Аршан с севера, северо-востока и северо-запада, превышает 30-35о Таким образом, географическое расположение п. Аршан и условия орографии района его расположения определяют потенциальную опасность поражения территории поселка каменистым обломочным и грязевым материалом со склонов горного хребта, вынесенным склоновыми гравитационными и эрозионно-аккумулятивными процессами в результате выпадения обильных дождевых осадков, интенсивного таяния снегов и т. д. Вертикальная амплитуда рельефа в районе расположения п. Аршан достигает 1740 м: от 2544 м в вершинной части Тункинского хребта северо-восточнее поселка до 804 м на урезе р. Кынгарга, вдоль которой располагаются строения поселения. В высокогорной части Тункинского хребта находятся гольцовые ландшафты (на карте и на космических снимках выделяются белым цветом) с реликтовыми ледниковыми формами рельефа.
В связи с произошедшей природной катастрофой в п. Аршан и его окрестностях нами была изучена возникшая в результате проявления стихии геоэкологическая ситуация, проанализированы разновременные космические снимки (до прохождения селей и после) района п. Аршан, метеорологические данные, геолого-геоморфологические и другие природные и антропогенные факторы произошедшего явления. Было установлено, что стихия связана с сошедшими селевыми потоками с отрогов Тункинского горного хребта и паводком на р. Кынгарга после интенсивных дождевых осадков. Причиной схода селей послужило переувлажнение многолетних отложений, аккумулирующихся в реликтовых ледниковых формах рельефа (троговых долинах, карах) высокогорной части Тункинского хребта, расположенной северо-восточнее п. Аршан, и достижение ими «критической» массы, необходимой для формирования под воздействием гравитации селевых потоков.
Обычно же потенциальные селевые массы, аккумулирующиеся в троговых долинах, карах и других понижениях рельефа приводораздельной части Тункинского хребта, во многом удерживаются от движения вниз перегибом южного макросклона хребта, отделяющим покатую приводораздельную часть с углами наклона 3-10о от крутой склоновой с углами наклона 30-45о.
Сход селей проходил по тальвегам основных наиболее выраженных в рельефе ложбин падей макросклона Тункинского хребта, обращенного с северо-восточной стороны к п. Аршан. Основной гря-зекаменный селевой поток, нанесший самые большие разрушения в п. Аршан, произошел не из двух каров, расположенных в ближайших смежных с долиной р. Кынгарга понижениях, как указывалось в некоторых СМИ [8], а из пади р. Вторая Шихтолайка. Селевым потоком, прошедшим по тальвегу этой пади, были повреждены строения юго-восточной части поселка (район «Микрорайон), в том числе санаторий «Саган Дали». Толщина слоя вынесенного на территорию п. Аршан грязекаменного материала достигла 3-4 м. Кроме того, часть села была затоплена селевым паводком р. Кынгарга.
В заключение хотелось бы отметить основные моменты рассмотренной природно-геоэкологической проблемы, предложить некоторые шаги по ее решению. Итак, сели на территории Байкальского региона являются весьма распространенным и опасным природным явлением. Полагаем, что необходимо комплексное мониторинговое обследование селеопасных районов, выявление потенциально опасных и действующих рек, ручьев, суходолов, особенно на отрезках верхних частей водосборов, где зарождаются и формируются «критические» селевые твердые массы. Особое внимание и детализированное обследование с оценкой риска возникновения и развития селевых процессов требуется для освоенных и заселенных территорий, мест стратегически важных объектов.
Результатом данных исследований должно явиться создание геоинформационной системы, состоящей из отдельных блоков: инвентаризационного, оценочного, прогнозного и картографического, что позволит разработать модели сценарного развития. В созданной базе данных должны быть отражены физические параметры, возможные площади (поражения) распространения, динамики формирования и развития селей и др. Разработанная ГИС, на основе достоверного научного прогноза, позволит обосновать наиболее эффективные методы защиты от этого разрушительного природного явления.
Литература
1. Лапердин В. К., Качура Р. А. Геодинамика опасных процессов в зонах природно-техногенных комплексов Восточной Сибири. — Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2010. — 312 с.
2. Тржцинский Ю. Б., Будз М. Д., Зарубин Н. Е. Оползни, сели, термокарст в Восточной Сибири и их инженерно-геологическое значение. — М.: Наука, 1969. — 143 с.
3. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 16, выпуск 3. Бассейн оз. Байкал (Забайкалье) / под ред. М. Г. Васьковского. — Л.: Гидрометеоиздат, 1973. — 400 с.
4. Напрасников А. Т. Геоэкология зоны БАМ и сопредельных территорий // Сибирь: проблемы комплексного развития. — СПб.: Наука, 1993. — С. 195-219.
5. Лапердин В. К., Тржцинский Ю. Б. Экзогенные геологические процессы и сели Восточного Саяна. — Новосибирск: Наука, 1977. — 102 с.
6. Лехатинов А. М. Экзогенные геологические процессы и их прогноз (зона БАМ и сопредельные территории): автореф. дис. ... д-р геогр. наук. — М.; Иркутск, 2004. — 75 с.
7. Борисова Т.А. Природно-антропогенные риски в бассейне оз. Байкал. — Новосибирск: Гео, 2013. — 126 с.
8. Иркутские ученые предрекают Бурятии новое наводнение // Новая Бурятия. — 2014. — № 25(226). — 6 июля. — С. 2-3.
References
1. Laperdin V. K., Kachura R. A. Geodinamika opasnykh protsessov v zonakh prirodno-tekhnogennykh kompleksov Vostochnoi Sibiri [Geodynamics of hazardous processes in Eastern Siberia areas of natural and industrial complexes]. Irkutsk: Irkutsk Institute of Earth's Crust, 2010. 312 p.
2. Trzhtsinskii Yu. B., Budz M. D., Zarubin N. E. Opolzni, seli, termokarst v Vostochnoi Sibiri i ikh inzhenerno-geologicheskoe znachenie [Landslides, mudflows, thermokarst in East Siberia and their engineering and geological significance]. Moscow: Nauka, 1969. 143 p.
3. Resursy poverkhnostnykh vod SSSR [Surface water resources of the USSR]. T. 16, V. 3. Leningrad: Gidromete-oizdat, 1973. 400 p.
4. Naprasnikov A. T. Geoekologiya zony BAM i sopredel'nykh territorii [Geoecology of BAM zone and adjacent territories]. Sibir': problemy kompleksnogo razvitiya - Siberia: problems of integrated development. St Petersburg: Nauka, 1993. Pp. 195-219.
5. Laperdin V. K., Trzhtsinskii Yu. B. Ekzogennye geologicheskie protsessy i seli Vostochnogo Sayana [Exogenous geological processes and sills of the Eastern Sayan]. Novosibirsk: Nauka, 1977. 102 p.
6. Lekhatinov A. M. Ekzogennye geologicheskie protsessy i ikh prognoz (zona BAM i sopredel'nye territorii). Avtoref. dis. ... d-ra geogr. nauk [Exogenous geological processes and their prognosis (BAM zone and adjacent territories). Author's abstract Dr. geogr. sci. diss.]. Moscow; Irkutsk, 2004. 75 p.
7. Borisova T.A. Prirodno-antropogennye riski v basseine oz. Baikal [Natural and man-made risks in the Lake Baikal basin]. Novosibirsk: Geo, 2013. 126 p.
8. Irkutskie uchenye predrekayut Buryatii novoe navodnenie [Irkutsk scientists predict a new flood in Buryatia]. Novaya Buryatiya - New Buryatia. 2014. July 6. No 25(226). Pp. 2-3.
