CC BY
7Геоморфология
УДК 624.131.1+577.4(925.22)
А. Н. Митрофанова1, Р. Ш. Калита1, А. Г. Валеев2, А. Д. Абитбаева3, А. А. Беккулиева2, Ж. М. Шарапханова4, С. А. Уксукбаева4
Научный сотрудник лаборатории геоморфологии и геоинформационного картографирования
(Институт географии, Алматы, Казахстан) 2PhD докторант, научный сотрудник лаборатории геоморфологии и геоинформационного картографирования (Институт географии, Сатпаев университет, Алматы, Казахстан) 3К.г.н., старший научный сотрудник, руководитель лаборатории геоморфологии и геоинформационного
картографирования (Институт географии, Алматы, Казахстан) 4Младший научный сотрудник лаборатории геоморфологии и геоинформационного картографирования
(Институт географии, Алматы, Казахстан)
ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ АЛАКОЛЬСКОЙ ВПАДИНЫ
Аннотация. В основу характеристики геоморфологических и инженерно-геологических условий положен принцип инженерно-геологической классификации грунтов, который учитывает их состав, свойства и состояние, а также поведение отложений при взаимодействии с инженерными сооружениями. Рассматриваются только четвертичные отложения, для которых характерно широкое развитие опасных рельефообра-зующих процессов.
Ключевые слова: инженерно-геологические и геоморфологические условия, грунты, породы, физико-механические свойства, опасные процессы.
Введение. Алакольская впадина, расположенная на юго-востоке Казахстана, представляет собой аккумулятивную низменность, заключенную между горами Западного Тарбагатая, Барлыка и Жетысу Алатау. Минимальная абсолютная высота - 344 м. Наиболее пониженную часть занимает Алакольская группа озер (Алаколь, Сасыкколь, Кошкарколь). Алаколь является вторым по величине озером в Казахстане после Балкаша [1].
В формировании современного рельефа впадины наряду с тектоническими факторами принимали участие процессы денудации и аккумуляции. На большей части впадина имеет облик аккумулятивной аллювиально-пролювиальной и озерно-аллювиальной равнины, осложненной возвышенностями, имеющими характер гор или мелкосопочника. Равнинная часть Алакольской впадины понижается в сторону озерных бассейнов Сасык-Алакольской группы от 800 м у предгорий до 347 м в районе оз. Алаколь. Северные и северо-западные берега оз. Алаколь низкие, аккумулятивные с песчаными косами и бухтами. Часть бухт в настоящее время представляет собой солончаки. Юго-западные берега обрывистые, террасированные. На оз. Сасыкколь юго-западные и западные берега абразионные, а северные и восточные аккумулятивные [1-3].
В структурно-тектоническом отношении Алакольская впадина входит в Джунгаро-Бал-хашскую герцинскую складчатую систему и представляет собой молодой (альпийский) прогиб, выполненный палеозойскими и мезозой-кайнозойскими отложениями на складчатом фундаменте палеозоя. Впадина делит горные сооружения Тарбагатая и Жетысу Алатау. В настоящее время Алакольская группа озер переживает фазу трансгрессии, причем наиболее интенсивный подъем уровня наблюдается в самом Алаколе, что ведет к активизации опасных геодинамических процессов в береговой зоне. Рисковыми опасными процессами в зоне влияния озера являются высокая сейсмическая активность, абразия, заболачивание и подтопление берегов, засоление, плоскостная и линейная эрозии склонов, речная эрозия, дефляция песчаных отложений [2, 4-6].
Цель исследования. Проанализировать геоморфологические условия, инженерно-геологические процессы и физико-механические свойства грунтов для решения задач рационального природопользования геосистемы.
Объект исследования. Рассмотрены четвертичные отложения на территории Алакольской впадины, геоморфологические и инженерно-геологические условия.
Методы исследования. Исходными материалами работы послужили обобщенные результаты многолетних геологических, геоморфологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и сейсмологических исследований. Были использованы государственные геологические карты с пояснительными записками масштабов: 1:500 000, 1:200 000 1:300 000 и 1:100 000 с коррекцией космических снимков (Ьа^8а1 8 с пространственным разрешением 10 м) и ЦМР (8ЯТМ с пространственным разрешением 30 м), отобранные из архива [7]. Сравнительно-описа-
тельный метод позволил установить закономерности распространения и интенсивности развития опасных геодинамических процессов, морфометрические особенности рельефа и степень проявленности новейших тектонических движений.
Результаты исследования. Наиболее ранние сведения об Алакольской впадине относятся к середине XIX века, когда на этой территории проводили исследования Л. Шренк (1842 г.), И. В. Мушкетов, Г. Д. Романовский (1874-1880 г.). В обобщающей работе Н. Н. Костенко (1956 г.) о четвертичных отложениях Восточного Казахстана подробно освещаются вопросы генезиса и возраста озерных отложений Алакольской впадины. С. Т. Мустафаев, В. А. Смоляр, Б. В. Буров [11] детально охарактеризовали инженерно-геологические условия и закономерности формирования и развития опасных геологических процессов в районе Алакольской группы озер. Проблемы разрушения берегов озера Алаколь рассмотрены Н. И. Михайловой, А. Н. Логиновской [17]. Закономерности формирования, распространения и активность проявления опасных геодинамических процессов в Балкашской, Алакольской, Илейской и Жайсанской впадинах изучали А. Н. Митрофанова, Р. Ш. Калита [12-15]. Результаты морфометрического анализа цифровой модели рельефа 8ЯТМ трансграничного бассейна Алаколь-Сасыккольской системы озер, актуализированные на основе применения данных дистанционного зондирования, изложены в статье А. Г. Валеева, Ф. Ж. Акияновой, А. Д. Абитбаевой [8].
Основными морфоструктурами Алакольской впадины являются наклонные аллювиальные и озерные равнины. Формирование аллювиально-пролювиальных равнин приурочено к послеплио-ценовому времени в условиях тектонических подвижек, сопровождающихся накоплением грубообломочного материала и образованием конусов выноса. Все долины рек имеют от 1 до 8 (в горной части) надпойменных террас, формирование которых связано с поднятием предгорной части конусов в позднечетвертичное время [1]. Озерно-аллювиальные равнины, сформированные дельтами рек, сложены песчаными, реже гравийно-галечными и супесчаными отложения от среднечетвертичного до современного возраста. С аккумулятивными образованиями конца средне-четвертичного возраста связаны озерные террасы, представленные в основном песчано-глинистым материалом. Эоловая переработка, начавшаяся во второй половине верхнечетвертичного времени и продолжавшаяся поныне, сформировала грядово-бугристые и грядово-ячеистые пески, занимающие большие площади. Современные инженерно-геологические условия Алакольской впадины в значительной мере обусловлены развитием экзогенных процессов. Региональные изменения в проявлении тех или иных процессов определяются климатическими, геоморфологическими особенностями, современной тектоникой и техногенным влиянием. Здесь в условиях аридного климата ведущую роль играют процессы континентального засоления.
Заболачивание, подтопление и засоление вызываются подъёмом уровня грунтовых вод в зоне влияния подпора в период современной трансгрессии Алаколя. Основными факторами, определяющими формирование и развитие процессов заболачивания, подтопления и засоления, являются гидрогеологический и гидрологический режимы. Наиболее важную роль играют воды горизонтов, залегающих близко к поверхности, а также природная зональная обстановка. Изменение уровня грунтовых вод (поднятие или снижение), а также изменение режима поверхностных вод определяют динамику развития этих процессов в береговой зоне.
Засоление грунтов происходит тогда, когда подземные воды поднимаются до уровня, при котором начинается их испарение. Чаще всего процессы засоления развиваются при глубине
залегания уровня грунтовых вод менее 2-3 м от поверхности земли. В Алакольской впадине, в районе преимущественного распространения лёссовых пород, засоленность почвогрунтов невысокая, но подчинена нарастанию суммы водно-растворимых солей вниз по разрезу. Количество сухого остатка увеличивается от 0,06 до 0,98% на глубине 2 м. С глубиной возрастает содержание сульфатов натрия, магния и кальция, что указывает на концентрацию солей в приповерхностном слое. Агрессивность грунтов карбонатная и сульфатная.
В пониженных участках аллювиально-озерной равнины высокое содержание солей приводит к образованию соров и солончаков. Сульфатно-натриевые, гипсовые типы засоления характерны для хемогенных образований (оз. Кылы) [3].
Современный озерно-хемогенный инженерно-геологический комплекс отложений (lhQIv) распространен на месте мелких пересыхающих озер (оз. Кылы). На пониженных участках рельефа с близким залеганием грунтовых вод (сор Айнабулак) осадки с поверхности покрыты коркой солей (сульфаты кальция и магния) мощностью 3-8 см. Ниже залегают сильно засоленные суглинки, глины, иловатые пески [5, 6, 9, 10].
Заболачивание характерно для пониженных прибрежных участков в районе озер Алакольской группы, периферии зоны предгорных шлейфов хр. Жетысу Алатау и массива Арасантау. Болотно-сазовая зона протягивается вдоль восточного побережья Алаколя шириной от 1 до 5-6 км. Участки выклинивания подземных вод у основания конусов выноса временных водотоков представляют собой обширные заболоченные пространства. Заболачивание является осложняющим фактором хозяйственного освоения территории. На низменных побережьях озера Алаколь местами отмечается активизация процессов затопления и заболачивания земель, что вызвано подъемом уровня воды в озере [9-11].
Современный озерно-болотный инженерно-геологический комплекс отложений (lbQIVy) приурочен к прибрежной полосе озер Алаколь-Сасыккольской группы - это сильно засоленные сапропелевые илы, глины, суглинки, торф. Мощность не превышает 4-5 м [1, 6]. В гранулометрическом составе суглинков содержание глинистых частиц составляет 31,88%, пылеватых -48,22 и 19,9%. Физико-механические свойства суглинков характеризуются средними показателями: влажность - 18,81%, плотность частиц - 2,75 г/см3, плотность грунта - 1,83 г/см3, плотность сухого грунта - 1,54 г/см3, пористость - 44%, влажность предела текучести - 32%, влажность предела раскатывания - 19 %, число пластичности - 13% [5, 6].
Эоловые пески в Алакольской впадине сформированы в результате развевания озерных песков среднечетвертичного возраста. К ним относятся массивы Каракум, Таскаракум, Сарыкум, Бийкум, Бармаккум, подвергнутые активным процессам дефляции.
Инженерно-геологический комплекс эоловых отложений верхнечетвертичного-современного возраста (vQIII.IV) развит на поверхности развеваемых озерных песков среднечетвертичного возраста. Это хорошо сортированные кварцево-полевошпатовые пески, в гранулометрическом составе которых преобладают фракции 0,05-0,25 мм, составляющие около 90%. Мощность покровных песков 9-25 м. Показатель плотности частиц эоловых песков составляет 2,69-2,72 г/см3. Плотность колеблется незначительно, и в зависимости от естественной влажности (1,44-4,71%) равна 1,62-1,71 г/см3 при пористости 38,7-41,26%.
Дефляция является осложняющим фактором, проявляющимся в форме развевания песчаных массивов с образованием движущихся песков, дефляционных воронок, выдувания солей с поверхности «пухлых» солончаков. Песчаные массивы хорошо закреплены растительностью, однако встречаются участки вторичного развевания. Сильные ветры обусловливают интенсификацию дефляции. Отложения лёссовых образований делювиально-пролювиального генезиса (dpQп_ш) также подвержены дефляции с формированием скульптурных форм развевания. Среди закрепленных песков имеются массивы, подверженные развеванию и перестройке. В связи с аридностью климата, высокой засоленностью грунтов и сильными ветрами сооружения региона испытывают постоянные нагрузки. Широко развитые эоловые пески засыпают автомобильные и железные дороги, в результате дефляции земляного полотна могут возникнуть чрезвычайные ситуации. Сильные ветры «Евгей» приводят к пульверизации соленых вод Алакольских озер, их осаждению на гирляндах изоляторов ЛЭП и отключению электропитания [12-15].
Абразионно-аккумулятивные процессы, развитые в береговой зоне Алакольских озер, активизировались в настоящее время на фоне новейшего поднятия уровня воды озера. Колебания уровня,
достигающие в многолетнем разрезе 5-6 м, сопровождаются значительными изменениями береговой линии по данным Е. А. Казанской в 1961-1964 гг.[3]. Переработка берегов в различных частях озера протекает с различной интенсивностью в зависимости от направления волновой равнодействующей, параметров волнового режима и геологического строения склонов. Юго-западный берег покрыт осыпями и разбит вертикальными трещинами. Южнее дельты р. Жаманты береговой уступ, сложенный легкоразмываемыми лёссовидными супесями и суглинками, подвергается интенсивному размыву. По результатам наблюдений в 2013-2016 гг. динамика переформирования берегового уступа в активной зоне составила от 3,0 до 9,9 м [16]. Абразия здесь связана с тем, что равнодействующая сильных ветров юго-восточного направления ориентирована перпендикулярно к берегу. Западный, северный и восточный берега озера сложены легкоразмы-ваемыми супесчано-глинистыми отложениями. Динамика береговой зоны северной части определяется сгонно-нагонными процессами. Береговой уступ восточного берега Алаколя, подвергаясь абразионно-аккумулятивным процессам, отступил на 6-14 м за 2014-2016 гг. по данным полевых исследований сотрудников лаборатории геоморфологии и геоинформационного картографирования Института географии.
Западный берег, представляющий собой древнюю озерную равнину с ярко выраженными аккумулятивными процессами, перерабатывается озером и постепенно затопляется. Пологий берег залит водой на ширину до 10 км по данным Е. А. Казанской. Сгонно-нагонные изменения уровня и активно размываемый субстрат, слагающий прибрежную территорию, способствует активизации процессов [12-15]. Развитие абразионных процессов может быть уменьшено с применением систем инженерных сооружений и мероприятий по защите береговой зоны на северо-востоке и востоке озера: отсыпка пляжей на клифовом участке, искусственное наращивание ширины пляжа бутовым камнем, строительство подводного бума вдоль разрушающихся берегов для задерживания сноса пляжевых галечников на глубину [17].
Инженерно-геологический комплекс аллювиальных отложений современного и верхнечетвертичного-современного возраста (aQIv, аРШ-1У) слагает русла, поймы, террасы долин рек (Ай, Каракол, Уржар, Кусак, Катынсу, Эмель, Токты, Ыргайты, Жаманты, Тентек, Шынжалы и др.) постоянного и временного стока. Русловые фации представлены песчано-гравийно-галечниками с алевритами, щебнем, валунами, материал которых перекрыт сверху чехлом суглинков и супесей. Супеси и суглинки от легких до тяжелых, реже пылеватые, чаще плотные, твердые. Влажность для супесей 5,44-6,52%, для суглинков не превышает 10%, плотность частиц варьирует от 2,72 до 2,74 г/см3, плотность грунта - 1,63-1,84 г/см3. Пористость для супесей 40-47%, для суглинков -42-44%, число пластичности супесей - 3-5%, суглинков - 7-13%. Для грунтов характерна низкая коррозионная активность по отношению к железу.
Эрозионная деятельность рек в Алакольской группе озер проявляется во время весеннего половодья и ливневых дождей, что приводит к подмыву и обрушению берегов. В условиях равнины активность эрозионных процессов зависит от литологического состава и плотностных характеристик грунта. Для рек северного склона отрогов Жетысу Алатау (Жаманты, Тентек, Ыргайты и др.) характерно отсутствие рыхлообломочного материала в прибортовых частях долины, что предопределяет характер прохождения паводков. В период паводков водами рек размываются аллювиальные отложения, представленные валунно-гравийно-галечным материалом, супесями, суглинками, песками. Рекам южного склона хр. Тарбагатай (Эмель, Катынсу, Уржар и др.) свойственно спокойное течение. Результатом проявления речной эрозии здесь являются отмели, расширенные пойменные террасы. Нижние части рек Маканшы и Уржар можно отнести к четвертой категории селеопасности, так как здесь в недавнем прошлом проходили водокаменные потоки с расходами до 70-80 м3/с [9-15].
Инженерно-геологический комплекс аллювиально-пролювиальных отложений верхнечетвертичного-современного возраста (арРш-1У) занимает большие площади в междуречьях рек Уржар, Жатыбай, Ыргайты, Жаманты, Тентек, Каракол, Ай и др., слагая конусы выноса и шлейфы этих рек. В литологическом составе отложений участвуют валунно-галечники и щебень с песчано-суглинистым заполнителем. По мере удаления от гор происходит дифференциация обломочного материала: валунно-галечники сменяются песчаными, супесчаными и суглинистыми разностями. Мощностью супесчаных отложений 1-1,5 м, а иногда и более. Эти отложения засолены и на их
поверхности практически повсеместно развиты пухлые и корковые солончаки. Супесь обладает влажностью 3,83-7,59%, плотность её частиц - 2,72-2,78 г/см3, плотность грунта - 1,60-1,67 г/см3 при пористости 39-45%. Общая мощность отложений от 10-30 до 140 м [3, 5, 6].
На этом инженерно-геологическом комплексе проводились полевые исследования сотрудниками Института географии в 2018 году (рисунок 1). Были отобраны пробы грунтов на физико-механический анализ с полосы суши побережья оз. Алаколь.
Рисунок 1 - Участки отбора образцов грунтов для анализа на мониторинговых площадках (с берегового клифа и пляжа оз. Алаколь): 2 - с. Коктума, юго-западный берег; 3 - с. Кабанбай, восточный берег
Были выделены мониторинговые площадки на юго-западном и восточном берегу оз. Алаколь, на которых по результатам полевых и лабораторных работ построили профили. Профиль берегового уступа, мониторинговой площадки № 2, береговой клиф южнее территории с. Коктума (рисунок 2). Профиль берегового уступа, мониторинговой площадки № 3, береговой клиф дома отдыха «Дорожник», рекреационная зона с. Кабанбай. Обе мониторинговые площадки расположены на поверхности аллювиально-пролювиальной равнины (apQni.iv). По данным полевых и лабораторных работ отложения представлены супесями, крупнозернистыми песками, суглинками, гравием и галькой. В гранулометрическом составе песков содержание песчаных частиц колеблется от 21,9 до 62,1%, гравелистых - от 69,3 до 76,8%. Супесь пластичная с числом пластичности 5,2 %, в механическом составе глинистых фракций более 43%, песчаных - 54,7%. В составе суглинков количество песчаных частиц варьирует от 31,2 до 54,6%, глинистых - от 43,4 до 47,3 %, число пластичности не превышает 10,4%. Результаты лабораторного и аналитического анализа грунтов,
Рисунок 2 - Профиль берегового уступа, мониторинговой площадки № 2, с. Коктума
Рисунок 3 - Профиль берегового уступа, мониторинговой площадки № 3, рекреационная зона с. Кабанбай, дом отдыха «Дорожник»
выполненные ТОО «АлматыГеоЦентр», подтверждают, что и в дальнейшем этим участкам, сложенным супесчаными отложениями, угрожают размывание и разрушение береговой линии. Согласно полученным выводам на этих мониторинговых участках рекомендуется проведение специальных берегозащитных мероприятий.
Здесь на поверхности развиты процессы овражной и склоновой (плоскостной смыв) эрозии. Плоскостной смыв является одним из господствующих процессов в Алакольской впадине. Активизация процесса приходится на период весеннего половодья и время ливневых дождей. В песчано-глинистых грунтах плоскостной смыв приводит к образованию рытвин, оврагов и общей нивелировке рельефа. Овражная эрозия интенсивно развивается в лёссовидных суглинках аллювиально-пролювиального генезиса южных склонов хр. Тарбагатай. Глубина врезов оврагов достигает 10-15 м при длине 2-3 км. Особенно сильное эрозионное расчленение приурочено к зонам тектонических разломов, где делювиально-пролювиальные шлейфы сложены суглинисто-щебенистым материалом [2, 12-15].
Просадочные разности грунтов средне-верхнечетвертичного возраста эолового генезиса (уОи-ш) в Алакольской впадине приурочены к предгорной зоне южного склона хр. Тарбагатай и массива Арасантау. Здесь отложения представлены мощной толщей (50-70 м) карбонатизи-рованных, пористых лёссовидных суглинков. Просадочные свойства характерны почти для всей верхней (510 м) толщи отложений. Коэффициенты относительной просадочности могут достигать 0,111— 0,143, т.е. породы четко обнаруживают просадочные свойства. Однако на глубине 1 м проса-дочность уменьшается, так как приповерхностный слой более уплотнен за счет многократного замачивания атмосферными осадками. Естественные просадочные явления в виде просадочных западин и блюдец распространены на приводораздельных участках предгорной равнины при близком залегании грунтовых вод. Иногда на поверхности суглинков образуются суффозионные просадки диаметром 15-20 м и глубиной 1,5 м. Интенсивно развиваются процессы оврагообра-зования [4].
Инженерно-геологический комплекс озерно-аллювиальных отложений верхнечетвертичного-современного возраста (laQin.iv) в развит в дельтах рек Каракол, Уржар, Эмель, Ай, Катынсу, Егенсу, Беспокан и по периферии конуса выноса р. Тентек, а также по восточному берегу оз. Алаколь. С поверхности это желтовато-серые, пылеватые супеси, суглинки с прослоями глин, гравия, гальки, в нижней части разреза - серые, мелкозернистые пески с включениями гравия. В приозерной части отмечается преобладание тонких засоленных суглинков. Глины комплекса обладают влажностью 15,46-22,06%, плотностью частиц 2,78-2,81 г/см3, плотностью грунта 1,902,07 г/см3, число пластичности достигает 21. Общая мощность отложений от 2-5 до 10-20 м.
Накопления, выполняющие низкие озерные террасы озер Сасыкколь, Алаколь, современные береговые валы, отмели и косы относятся к комплексу озерных отложений верхнечетвертичного-
современного возраста (lQni.iv). В составе отложений глины, пылеватые пески, супеси, суглинки, галечники. Галечниково-песчаный материал отличается хорошей окатанностью и сортировкой. Супеси покровные и плотные суглинки, консистенцией от твердой до текучей, просадочны до уровня грунтовых вод. Для песков комплекса влажность составляет 5,1%, плотность частиц не превышает 2,77 г/см3, пески средней плотности - 1,4 г/см3, пористость - 52%. Общая мощность отложений не более 25 м. Грунты засолены от 0,198 до 4,303%, коррозия низкая [12-15].
Отложения, слагающие предгорные шлейфы у подножия гор Аркалы, Аркалык и Кайуан, представлены делювиально-пролювиальным комплексом среднечетвертичного-современного возраста (dpQII.IV). В составе осадков лёссовидные суглинки и супеси со щебенкой и полуокатанными обломками палеозойских пород. Мощность их не превышает 10-20 м. Предельные показатели физико-механических свойств для супесей комплекса: влажность колеблется от 4,89 до 8,81%, плотность частиц не превышает 2,71-2,73 г/см3, плотность грунта - 1,43-1,57 г/см3, плотность сухого грунта - 1,36-1,46 г/см3, пористость - 46,12-49,81%, число пластичности - 1-8 %.
Для песков влажность составляет 4,63-7,67%, плотность частиц не превышает 2,69-2,71 г/см3, плотность грунта - 1,46-1,57 г/см3, плотность сухого грунта - 1,39-1,46 г/см3, пористость - 46,1248,32%, коэффициент пористости - 0,856-0,935 [9-15].
Рассматриваемая территория располагается в зоне 7-8-балльной сейсмичности. Здесь отмечается активизация новейших тектонических движений, вызвавших в прошлом ряд землетрясений от слабых до сильных - 7-8 баллов, что представляет определенную опасность при инженерно-хозяйственном освоении [9, 13, 18].
В гидрогеологическом отношении Алакольская впадина - это крупный артезианский бассейн. По условиям залегания и циркуляции здесь выделяются грунтовые и напорные воды. Грунтовые воды приурочены к речных долинам, озерным и предгорным равнинам. В них устанавливается единый, гидравлически взаимосвязанный водоносный комплекс. Уровень грунтовых вод, зависит от рельефа и колеблется от 0,5-1,5 до 2,0-11,0 м. Напорные воды повсеместно вскрываются скважинами в неогеновых отложениях во всей Алакольской впадине. Водонасыщенными породами служат разнозернистые пески, галечники с прослоями суглинков и глин, конгломераты, мергели, гравелиты. Мощность колеблется от 5,0-10,0 до 20,0-75,0 м [19,20].
Заключение. На основе анализа цифровой модели рельефа и данных дистанционного зондирования, проведенного сотрудниками лаборатории геоморфологии и геоинформационного картографирования, разработан комплекс детальных морфометрических показателей (площадь водосбора, экспозиция и уклон склонов, развитие эрозионной сети, литологический состав пород) по бассейну Алаколь-Сасыккольской системы озер. Это позволило изучить трансграничный бассейн как единую целостную систему. Крое того, эти характеристики оказывают значительное влияние на развитие опасных экзогенных процессов в береговой зоне озера [21]. Алакольскую впадину можно рассматривать как техногенную гидрогеологическую структуру со своеобразными условиями режима и баланса подземных вод. Территория подвержена ряду природных и антропогенных рельефообразующих процессов. Антропогенные процессы в основном приурочены к объектам транспортной, водохозяйственной и сельскохозяйственной (животноводческой) инфраструктуры. Условия аридного климата и зачастую неудовлетворительная дренированность привели к проявлению эрозионной деятельности (плоскостной смыв, овражная эрозия), которой охвачены огромные площади орошаемых и богарных земель. Наличие неблагоприятных рыхлых и мягких грунтов предопределяет низкое их качество как оснований сооружений и потенциальную возможность развития неблагоприятных инженерно-геологических процессов. Подпор грунтовых вод, вызванных трансгрессией Алаколя, окажет существенное влияние на изменение сложившегося водно-солевого режима. С увеличением степени минерализации подземных вод изменился их химический состав. В связи с этим необходимо проведение тщательной инженерной подготовки при строительстве и реконструкции ирригационно-оросительных сетей, соблюдение норм полива. Снижение прочностных и деформационных свойств будет наблюдаться практически у всех разновидностей пылевато-глинистых грунтов, особенно со степенью влажности менее 0,8. Водонасыщение грунтов заметно уменьшает величины сцепления. Изменения природных свойств и состояний грунтов будут определяться особенностями трансформации гидрогеологического режима. Наибольшие изменения водно-физических, прочностных и деформационных свойств
пород будут происходить в зоне колебаний уровней подпорных водоносных горизонтов особенно в прибрежной зоне. В местах компактного проживания населения (Маканшы, Ушарал, Аксуат и др.) и на прилегающих к ним территориях проявляются процессы, непосредственно связанные с деятельностью человека. Идет интенсивное загрязнение почвогрунтов, поверхностных и подземных вод бытовыми стоками. Нарушается растительный покров. Засоленные грунты являются причиной повышенной коррозионной активности. Обочины вдоль дорог загрязнены отходами горючесмазочных материалов, что губительно сказывается на почвенно-растительном слое и природных водах. Возрастающий темп техногенного воздействия активизирует опасные геодинамические процессы, приводящие к нарушению природной экосистемы [22, 23].
Научная статья выполнена в рамках проекта грантового финансирования Комитета науки МОН РК №АР05134437 «Мониторинговые исследования неблагоприятных экзогеодинамических процессов береговой зоны озера Алаколь - территории интенсивного рекреационного освоения».
ЛИТЕРАТУРА
[1] Рельеф Казахстана. (Пояснительная записка к геоморфологической карте Казахстана м-ба 1:1 500 000). - 2-е изд. - Алматы, 2017. - 236 с.
[2] Диденко-Кислицина Л.К. Кайнозой Юго-Восточного Казахстана. Геоморфология. Новейшая тектоника. -Алматы, 2001. - 91 с.
[3] Алакольская впадина и ее озера. - Алма-Ата: Наука, 1965. - 308 с.
[4] Джуркашев Т.Н. Антропогенная история Балхаш-Алакольской впадины. - Алма-Ата: Наука, 1972. - 126 с.
[5] Геологическая карта Казахской ССР масштаба 1 : 500 000, серия Восточно-Казахстанская, объяснительная записка / Гл. ред. С.Е. Чакабаев. - Алма-Ата, 1979. - 184 с.
[6] Геологическая карта СССР. М-б 1 : 200 000. Пояснительные записки. Серия Джунгарская. - М.: Недра, 1962, 1968, 1981.
[7] Архив космических снимков https://earthexplorer.usgs.gov/.
[8] Валеев А.Г., Акиянова Ф.Ж., Абитбаева А.Д. Морфометрические особенности формирования речного стока бассейна Алакольской впадины и его влияние на развитие рельефообразования береговой зоны озера Алаколь // Водные ресурсы Центральной Азии и их использование: Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной подведению итогов объявленного ООН десятилетия «Вода для жизни». - Алматы, 2016. - С. 64-73.
[9] Инженерная геология СССР. Урал, Таймыр и Казахская складчатая страна / Гл. ред. В.П. Бочкарев, И.А. Пе-черкин. - М., 1990. - 408 с.
[10] Инженерная геология СССР. Т. 6. Казахстан / Под ред. В. И. Дмитровского. - М., 1977. - 296 с.
[11] Мустафаев С.Т., Смоляр В.А., Буров Б.В. Опасные геологические процессы на территории ЮВ Казахстана. -Алматы, 2008. - 261 с.
[12] Митрофанова А.Н., Калита Р.Ш. Экзогенные процессы и экологическое состояние Алакольской и Зайсанской впадин // Сергеевские чтения. - М.: Наука, 2002.
[13] Митрофанова А.Н., Калита Р.Ш. Экзогенные процессы и экологическое состояние межгорных впадин (Балхашская, Алакольская, Илийская) Алматинской области // Вопросы географии. - 2013. - № 3. - С. 15-21.
[14] Митрофанова А.Н., Калита Р.Ш., Беккулиева А.А., Халыков Е.Е., Досболов УК. Мониторинг площадного развития геоморфологических процессов на ключевых участках Алматинской области при полевых исследованиях 20122014 гг. // III Международная научно-практическая конференция «Антропогенная трансформация геопространства: история и современность». - Волгоград, 2016. - С. 186-196.
[15] Митрофанова А.Н., Калита Р.Ш. Риск переработки берегов. Алакольская группа озер // Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Республике Казахстан. - Алматы, 2010. - 264 с.
[16] Валеев А.Г. , Акиянова Ф.Ж., Абитбаева А. Д. , Халыков Е.Е., Тогыс М.М. Развитие абразионных берегов озера Алаколь по материалам полевых исследований // Известия Национальной академии наук Республики Казахстан. Серия геологии и технических наук. - Алматы, 2018. - № 5.
[17] Михайлова Н.И., Логиновская А.Н. Проблема разрушения берегов озера Алаколь. - Алматы, 2012.
[18] Курскеев А.К., Тимуш А.В. и др. Сейсмическое районирование Республики Казахстан. - Алматы, 2000. - 220 с.
[19] Гидрогеология СССР. Т. XXXVII. Восточный Казахстан. - М.: Недра, 1971. - 308 с.
[20] Гидрогеологическая карта Казахстана: Пояснительная записка к гидрогеологической карте Казахстана масштаба 1 : 1 000 000 / В.А. Смоляр, Н.В. Нестеркина, Б.В. Буров. - Кокшетау, 2004. - 200 с.
[21] Валеев А.Г., Акиянова Ф.Ж., Абитбаева А.Д. Морфометрические условия бассейна Алаколь-Сасыккольской системы озер на основе геоинформационного моделирования // Международная научно- практическая конференция «Водные ресурсы Центральной Азии и их использование». Кн. 1. - Алматы, 2016. - С. 64-74.
[22] Митрофанова А.Н., Калита Р.Ш. Развитие антропогенных процессов на территории Алматинской области // Известия НАН РК. Серия геологическая. - 2014. - № 4. - С. 74-79.
[23] Республика Казахстан. Окружающая среда и экология / Гл. ред. Н. А. Искаков, А. Р. Медеу. - Алматы, 2006. -Т. III. -518 с.
REFERENCES
[1] Relief of Kazakhstan. (Explanatory note to the geomorphological map of Kazakhstan, scale 1 : 1 500 000). 2nd ed. Almaty, 2017. 236 p. (in Rus.).
[2] Didenko-Kislitsina L.K. Cenozoic of South-Eastern Kazakhstan. Geomorphology. The latest tectonics. Almaty, 2001. 91 p. (in Rus.).
[3] Alakol depression and its' lakes. Alma-Ata: "Science" Publishing house, 1965. 308 p. (in Rus.).
[4] Dzhurkashev T.N. Anthropogenic history of Balkhash-Alakol Depression. Alma-Ata: "Science" Publishing house, 1972. 126 p. (in Rus.).
[5] Geological map of the Kazakh SSR, scale 1 :5 00 000, East Kazakhstan series, explanatory note / Ch. ed. S. E. Chaka-bayev. 1979. 184 p. (in Rus.).
[6] Geological map of USSR. Scale 1:200 000. Explanatory notes. Dzhungarsk Series. Moscow: 'Nedra" Publishing house. 1962, 1968, 1981 (in Rus.).
[7] Archive of satellite images https://earthexplorer.usgs.gov/
[8] Valeyev A.G., Akiyanova F.Zh., Abitbayeva A.D. Morphometric features of river flow formation in the Alakol depression basin and its influence on the development of relief formation of Alakol lake coastal zone // Water resources of Central Asia and their use. Materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to summarizing the results of the UN declared decade "Water for Life". Almaty, 2016. P. 64-73 (in Rus.).
[9] Engineering geology of the USSR. Ural, Taimyr and the Kazakh folded country / Ch. ed. V. P. Bochkarev, I. A. Pecher-kin. M., 1990. 408 p. (in Rus.).
[10] Engineering geology of the USSR. Vol. 6. Kazakhstan / Ed. V. I. Dmitrovsky. M., 1977. 296 p. (in Rus.).
[11] Mustafayev S.T., Smolyar V.A., Burov B.V. Dangerous geological processes in the territory of South Kazakhstan. Almaty, 2008. 261 p. (in Rus.).
[12] Mitrofanova A.N., Kalita R.Sh. Exogenous processes and ecological state of the Alakol and Zaisan Depressions // Sergeyev readings. M.: "Science" Publishing House, 2002. (in Rus.).
[13] Mitrofanova A.N., Kalita R.Sh. Exogenous processes and ecological state of intermountain depressions (Balkhash, Alakol, Ili) in the Almaty region // Issues of geography and geoecology. 2013. N 3. P. 15-21 (in Rus.).
[14] Mitrofanova A.N., Kalita R.Sh., Bekkuliyeva A.A., Khalykov E.E., Dosbolov U.K. Monitoring of the spatial development of geomorphological processes in key areas of Almaty region in field research of 2012-2014 // III-d International Scientific and Practical Conference "Anthropogenic transformation of geospace: history and modernity". Volgograd, 2016. P. 186-196 (in Rus.).
[15] Mitrofanova A.N., Kalita R.Sh. The risk of shore processing. Alakol group of lakes. "Atlas of Natural and Technogenic Dangers and Risks of Emergencies in the Republic of Kazakhstan". Almaty, 2010. 264 p. (in Rus.).
[16] Valeyev A.G., Akiyanova F.Zh., Abitbayeva A.D., Khalykov E.E., Togys M.M. Development of abrasion shores of Alakol Lake based on field research materials // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences. Almaty, 2018. N 5 (in Rus.).
[17] Mikhailova N.I., Loginovskaya A.N. The problem of shores destruction of Alakol Lake. Almaty, 2012 (in Rus.).
[18] Kurskeyev A.K., Timush A.V. Seismic zoning of the Republic of Kazakhstan. Almaty, 2000. 220 p. (in Rus.).
[19] Hydrogeology of the USSR. Volume XXXVII. Eastern Kazakhstan. M.: "Nedra" Publishing House, 1971. 308 p. (in
Rus.).
[20] Hydrogeological map of Kazakhstan: Explanatory note to the hydrogeological map of Kazakhstan, scale 1 : 1 000 000 / V.A. Smolyar, N.V. Nesterkina, B.V. Burov. Kokshetau, 2004. 200 p. (in Rus.).
[21] Valeyev A.G., Akiyanova F.Zh., Abitbayeva A.D. Morphometric conditions of the basin of Alakol-Sasykkol lake system based on geoinformation modeling // International scientific and practical conference "Water resources of Central Asia and their use". Book 1. Almaty, 2016. P. 64-74 (in Rus.).
[22] Mitrofanova A.N., Kalita R.Sh. The development of anthropogenic processes on the territory of the Almaty region // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences. Almaty, 2014. N 4. P. 74-79 (in Rus.).
[23] The Republic of Kazakhstan. Environment and Ecology / Ch. ed. N.A. Iskakov, A.R. Medeu. Almaty, 2006. Vol. III. 518 p. (in Rus.).
А. Н. Митрофанова1, Р. Ш. Калита1, А. Г. Валеев2, А. Д. Абитбаева3, А. А. Беккулиева2, Ж. М. Шарапханова4, С. А. Уксукбаева4
1 Геоморфология жэне геоакпараттык картографиялау зертханасынын гылыми кызметкерi (География институты, Алматы, Казакстан) 2PhD докторант, геоморфология жэне геоакпараттык картографиялау зертханасынын гылыми кызметкерi (География институты, Сэтбаев университет^ Алматы, Казакстан) 3Г.г.к., геоморфология жэне геоакпараттык картографиялау зертханасынын ага гылыми кызметкерi (География институты, Алматы, Казакстан) 4Геоморфология жэне геоакпараттык картографиялау зертханасынын кiшi гылыми кызметкерi (География институты, Алматы, Казакстан)
АЛАКвЛ ОЙЫСЫ АУМАГЫНДАГЫ ТвРТТ1К ШвГШДШЕРДЩ ГЕОМОРФОЛОГИЯЛЬЩ ЖЭНЕ ИНЖЕНЕРЛ1К-ГЕОЛОГИЯЛЫЩ ЖАГДАЙЛАРЫ
Аннотация. Геоморфологиялык жэне инженерлж-геологияльщ жагдайлардын сипаттамасынын непзше грунттын к¥рамын, касиеттерiн жэне жагдайын, сондай-ак швгiндiлердiн инженерлiк к¥рылымдармен езара эрекеттесуiндегi жYрiсiн ескеретiн грунттын инженерлж-геологиялык ж1ктелу кагидасы алынган. ¥сынылган ж^мыста кауiптi бедер к¥рушы Yдерiстердiн кен дамуы тэн тврттiк швгiндiлер гана карастырылады.
ТYЙiн свздер: инженерлiк-геологиялык жэне геоморфологиялык жагдайлар, грунттар, жыныстар, физикалык-механикалык касиеттер, кауiптi Yдерiстер.
A. N. Mitrofanova1, R. Sh. Kalita1, A. G. Valeyev2, A. D. Abitbayeva3, A. A. Bekkuliyeva2, Zh. M. Sharapkhanova4, S. A. Uxukbayeva4
1Researcher of the Laboratory of Geomorphology and GIS Mapping (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) 2PhD student, researcher of the Laboratory of Geomorphology and GIS Mapping (Satbayev University, Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) 3Candidate of Geographical Sciences, senior researcher, Head of the laboratory of geomorphology and GIS mapping (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan) Junior researcher of the Laboratory of Geomorphology and GIS mapping (Institute of geography, Almaty, Kazakhstan)
GEOMORPHOLOGICAL AND ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITIONS OF QUATERNARY DEPOSITS OF ALACOL DEPRESSION TERRITORY
Abstract. The geomorfological and engineering-geological conditions are based on the principle of geotech-nical classification of soils, which takes into account their composition, properties and state, as well as the behavior of sediments in interaction with engineering structures. In the proposed work, only quaternary deposits are considered, for which the widespread development of dangerous relief-forming processes is characteristic.
Keywords: engineering-geological and geomorphological conditions, soils, rocks, physical and mechanical properties, hazardous processes.
