CC BY
150
УДК 528.94
КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И МОРФОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СЕЛЕВЫХ ПРОЦЕССОВ ТУНКИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ
Владимир Павлович Ступин
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, кандидат географических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (964)748-22-42, e-mail: Stupinigu@mail.ru
Леонид Александрович Пластинин
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, доктор технических наук, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (914)881-18-08, e-mail: plast@istu.edu
Даши Гомбоевич Сыренов
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (902)162-33-02, e-mail: sdashi@yandex.ru
В статье рассматриваются принципы картографирования и методика морфодинамиче-ского анализа селевых процессов.
Ключевые слова: картографирование селевых процессов, морфодинамический анализ.
MAPPING AND MORPHODYNAMIC ANALYSIS OF DEBRIS FLOW PROCESSES TUNKA BASIN
Vladimir P. Stupin
Irkutsk State Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, 83 Lermontova St., candidate of geographical Sciences, associate professor of Surveying and Geodesy, tel. (964)748-22-42, e-mail: Stupinigu@mail.ru
Leonid A. Plastinin
Irkutsk State Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, 83 Lermontova St., doctor of technical Sciences, professor of Surveying and Geodesy, tel. (914)881-18-08, e-mail: plast@istu.edu
Dashi G. Syrenov
Irkutsk State Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, 83 Lermontova St., Post-graduate student of Surveying and Geodesy, tel. (902)162-33-02, mail: sdashi@yandex.ru
The article discusses the principles of mapping and methodology morphodynamic analysis of debris flow processes.
Key words: mapping of debris flow processes, morphodynamic analysis.
Одним из главных методов исследования селевых процессов и явлений, а также оценки селевой опасности в прикладных целях является картографирование селей, которое заключается в составлении специальных арт. Картографирование селей представляет собой один из видов тематического картографиро-
вания. Существует четыре типа селевых карт, различающихся по назначению, масштабу, содержанию и способам составления.
Детальные селевые карты (масштаб 1:10 000 и крупнее). По назначению эти карты являются проектными и охватывают отдельные селевые бассейны или ограниченные по площади участки. Их составляют при проектировании мер защиты и организации селевых стационаров. В основу содержания детальных карт положена морфология действующих и потенциальных селевых бассейнов и зон их возможного вредного воздействия.
2. Крупномасштабные селевые карты (масштабы 1:25 000-1:50 000). По своему назначению эти карты являются проектными и составляются при планировании мер защиты и организации мониторинга селей. Они охватывают административные области или отдельные участки. Основу содержания крупномасштабных селевых карт составляют морфология селевых потоков, в них формирующихся.
3. Среднемасштабные селевые карты (1:200 000-1:500 000). По своему назначению эти картографические модели являются оценочными и охватывают площади отдельных регионов. Основу их содержания составляют селевые бассейны и их характеристика (типология), что, в сочетании с кадастрами селей, образует основной справочный массив первичной информации о селевых явлениях.
4. Мелкомасштабные селевые карты (1:1 000 000 и мельче). По своему назначению являются научно-справочными, имеют обзорный характер и охватывают площади отдельных государств, материков и мира в целом. Основу содержания мелкомасштабных карт составляют территории, различающиеся по господствующим генетическим типам селей и степени селевой активности.
Детальные и крупномасштабные карты составляются способом полевой съемки. Среднемасштабные - путем сочетания полевых и камеральных методов, с широким использованием результатов материалов дистанционного зондирования. Мелкомасштабные - камеральным способом, путем синтеза первичных и картографических материалов и анализа факторов селеформирования.
К основным характеристикам селевых явлений, отображаемых на картах, относятся: генезис, густота сети селевых русел, объем селевых выносов, повторяемость. Три последние характеристики позволяют оценить степень селевой активности. При этом необходимо использование главных характеристик селей во всех группах карт (в прямом или интегрированном виде), что обеспечивает преемственность масштабов картографирования и возможность сведения и сопоставления карт.
В настоящей статье рассматривается опыт применения наработок картографирования морфосистем и морфодинамического анализа на примере селео-пасного южного макросклона Тункинских гольцов, периодически «выстреливающего» водокаменными и грязекаменными селевыми потоками в сторону Тункинской котловины.
Объектом картографирования стал южный макросклон морфосистемы «Тункинские гольцы», развивающейся на морфоструктурной основе и имеющей ранг морфосистмного округа. Исследуемый макросклон расположен между главным аттрактором округа (главным водоразделом Тункинских гольцов)
и текущим базисом его денудации, пространственно совпадающим с тектоническим швом Тункинского сброса. Эта структурная линия представляет собой подошву окружной денудационной морфосисмы, на ней открываются выходы (главные аттракторы, тальвеги) бассейновых систем и опираются базальные фасеты Тункинского сброса.
Бассейновые системы, открывающиеся в Тункинскую котловину, имеют ранг морфосистемных районов. Порядок водотоков, формирующий эти бассейновые системы варьирует в пределах 1-1У, однако на карте морфосистем районы показываются без отображения осложняющих их дочерних и элементарных бассейнов (подрайонов), как это и предусмотрено методикой морфоси-стемного картографирования [1, 2].
Практически все указанные бассейновые системы являются коллекторами рыхлого материала и потенциальными селевыми аппаратами. Методика дешифрирования селей по материалам дистанционного зондирования отработана достаточно полно [3]. Селевые отложения в горной тайге на выходе из бассейнов и на подгорном шлейфе прекрасно дешифрируются по утолщенным светлым до белого полоскам селевых прочесов. Учитывая, что для зарастания такого конуса древесной растительностью (лиственница, сосна, кедр) требуется 100150 лет, можно видеть, что за этот период «выстрелила» селями почти половина всех бассейнов. Скудость информации об этих селях объясняется тем, что подгорные шлейфы в Тункинской котловине практически не заселены (за исключением поселков Аршан и Хойтогол) и сход селей остается незамеченным (рис. 1).
Рис. 1. Карта селевой подверженности северного борта Тункинской котловины:
1 - гребни (водоразделы) водосборных бассейнов; 2 - тальвеги постоянных водотоков, по которым возможны сходы селевых потоков; 3 - тальвеги временных и исчезающих (подповерхностных) водотоков, по которым возможны сходы селей; 4 - селевые потоки 18.06. 2014; 5 - селевые потоки исторического времени (не старше 100-150 лет); 6 - селитебные территории (поселки); 7 - озера
Так, в ночь на 28 июня 2014 г. курортный поселок Аршан пережил стихийное бедствие. Обильные дожди спровоцировали наводнение и сход мощных селевых потоков. Одновременно сошло пять мощных селей.
Первый, самый западный поток застрял в лесу на подгорном шлейфе.
Второй каменный поток остановился в двухстах метрах от парка курорта «Аршан». Если бы он продвинулся еще на двести метров, то задел бы корпуса курорта. А вода с песком, мелкими камнями и обломками деревьев хлынула на территорию парка курорта и улицы поселка.
Еще два потока вышли из соседних падей, затем соединились в предгорьях и тоже остановились.
Самый разрушительный сель подошел к пансионату «Сагаан Дали», обтек каменное строение, завалив его валунами и грязью до окон второго этажа, снес несколько десятков деревянных строений и остановился. Потоки воды и грязи устремились дальше и слились с потоками второго селя. Общий поток был очень мощный, на улицах образовались глубокие рвы. Песком занесло огороды и подвалы домов.
Четвертый, самый мощный сель, сошел восточнее поселка Аршан, по пади Артемьева, и остановился в лесу практически незамеченный населением.
На рис. 2 представлена карта серии Аршанских селей, составленная по разновременным материалам дистанционного зондирования. На карте показаны бассейновые морфосистемы, породившие селевые потоки, сами сели, их водо-грязевые шлейфы и зоны затопления поселка разлившейся рекой Кынгарга.
Рис. 2. Морфодинамическая ситуация района схода серии Аршанских селей
На рис. 2: 1- крутые и очень крутые (более 30°) скальные склоны реликтовых каров и трогов с развитием гравитационных процессов (осыпи, обвалы, снежные и каменные лавины) и линейной эрозии временных водотоков; 2 - пологие (3-6°) бугристые поверхности реликтовых глыбовых морен по днищам
41
каров и трогов с процессами криогенного крипа и солифлюкции; 3 - средней крутизны (20-25°) склоны эрозионно-денудационного рельефа бортов поперечных речных долин покрытые чехлом рыхлых глыбово-щебнистых отложений с супесчаным наполнителем и развитием линейной эрозии временными водотоками, криогенного крипа и дефлюкции; 4 - крутые (20-25°) склоны базальных фасет смесителя Тункинского сброса, покрытые чехлом рыхлых глыбово-щебнистых отложений с супесчаным наполнителем, с развитием линейной эрозии временными водотоками, селевой денудации, криогенного крипа, дефлюк-ции, оползней-срывов и осыпей; 5 - пологие (более 3-4°) склоны подгорного шлейфа, сложенные пролювиальными и селевыми глыбово-щебнистыми и супесчаными отложениями с развитием процессов аккумуляции временных водотоков и селей, крипа и поверхностного смыва; 6 - селитебные территории (поселок Аршан); 7 - ров отседания у подножия фасет Тункинского сброса; 8 - русла постоянных водотоков (река Кынгарга); 9 - тальвеги временных водотоков; 10 - гребни (водоразделы) водосборных бассейнов; 11 - селевые каналы и конуса выноса селей, сошедших 28.06.14, сложенные слабоокатанными глыбами с супесчаным наполнителем; 12 - границы селевых грязевых супесчаных и суглинистых отложений; 13 - плоские пологие поверхности селевых грязевых отложений; 14 - то же на селитебной территории; 15 - границы паводка 28.06.14 на реки Кынгарга; 16 - подтопленные паводком селитебные территории; 17 - то же вне селитебной территории.
По свежим следам нами были проведены полевые обследования и замеры главного (четвертого) селя. Параллельно выполнялось изучение морфологии и структуры селевого потока по разновременным космическим снимкам (от 12 и 28 июня) и снимкам, полученным с БПЛА. Также был выполнен анализ продольного профиля селя, полученного по ЦМР БЯТМ.
Ниже приведены основные характеристики Аршанского селя:
- состав отложений: - глыбы и валуны (до 3 м в поперечнике), песок, грязь, ил, и большое количество воды.
- длина основного (грязекаменного селя): - 4 100 м
- длина вместе с грязевым шлейфом: - около 8 000 м
- ширина на выходе: - 500-600 м
- скорость потока: 5-10 м/сек
- мощность отложений: - 4-4,5 м
- объем отложений: около 1 000 000 м
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Ступин В. П. Картографирование морфосистем. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. - 160 с.
2 Пластинин Л. А., Ступин В. П. Морфосистемное картографирование экзогенных геологических процессов Байкальской горной страны // Геодезия и картография. - 2013. -№ 10. - С. 17-21.
3 Голубев Г. Н., Лабутина И. А. Дешифрирование селей высокогорий по аэрофотоснимкам // Вестн. Моск. ун-та. - 1966. - № 1. - С. 48-53.
© В. П. Ступин, Л. А. Пластинин, Д. Г. Сыренов, 2015
