CC BY
10
••• Известия ДГПУ. Т. 15. № 4. 2021
••• DSPU JOURNAL. Vol. 15. No. 4. 2021
Науки о Земле / Earth Science Оригинальная статья / Original Article УДК 551.435.11; 551.435.4; 627.141.1 DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-80-87
Методы маршрутно-полевых обследований и мониторинга селевых бассейнов реки Чегем
(Центральный Кавказ)
© 2021 Терекулов З. М.
Высокогорный геофизический институт Нальчик, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Цели. Выявить основные факторы формирования природных геосистем в зоне действия активных экзогенных процессов. Определить объекты дестабилизации склоновых процессов, лавинно-селевой, оползневой и обвально-осыпной опасности. Методы. Проведение натурных маршрутных обследований и геоэкомониторинг. Камеральная обработка имеющихся архивных материалов и литературных источников. Результаты. Даны характеристики зонам с нарушенными ландшафтами. Выводы. В статье рассмотрены вопросы негативного воздействия паводковых вод и русловых отложений на русловые процессы бассейна р. Чегем.
Ключевые слова: природные экосистемы, опасные русловые процессы, нарушенные ландшафты, селевая опасность, эрозионные склоны, оползневые склоны.
Формат цитирования: Терекулов З. М. Методы маршрутно-полевых обследований и мониторинга селевых бассейнов реки Чегем (Центральный Кавказ) // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2021. Т. 15. № 4. С. 80-87. DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-80-87
Methods of Route-Field Surveys and Monitoring of the Chegem River Mudflow Basins
(Central Caucasus)
© 2021 Zalim M. Terekulov
High-Mountain Geophysical Institute Nalchik, Russia; e-mail: [email protected]
ABSTRACT. Aims. To identify the main factors in the formation of natural geosystems in the zone of active exogenous processes. To determine the objects for the destabilization of slope processes, avalanche-mud-flow, landslide and avalanche-scree hazard. Methods. Full-scale route surveys and geo-eco-monitoring. Office processing of available archival materials and literary sources. Results. Characteristics of areas with disturbed landscapes are given. Conclusions. The paper deals with the negative impact of flood waters and channel deposits on fluvial processes of the Chegem River basin.
Keywords: natural ecosystems, dangerous fluvial processes, disturbed landscapes, mudflow hazard, ero-sional and landslide slopes.
For citation: Terekulov Z. M. Methods of Route-Field Surveys and Monitoring of the Chegem River Mudflow Basins (Central Caucasus). Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2021. Vol. 15. No. 4. Pp. 80-87. DOI: 10.31161/1995-0675-2021-15-4-80-87 (In Russian)_
Введение
Многообразие эндогенных и экзогенных процессов, протекающих в различных кли-
матических, геологических, геоморфологических и иных природных условиях, а также деятельность человека становятся причиной катастрофических явлений,
Естественные и точные науки ••• 81
Natural and Exact Sciences •••
угрожающих жизни и здоровью людей, а также хозяйственной деятельности. К таким явлениям относятся и сели.
Плотность селевой массы, даже в течение одного процесса, колеблется в широком диапазоне - от 1100 до 2400 кг/м3 и более [6].
Скорость селевых потоков может изменяться в широких пределах - от 2 до 400 км/ч. Течение может быть турбулентным, при этом поток окутывается облаком, состоящим из мельчайших частиц грязи, осаждающихся на почве и растительности на расстоянии нескольких десятков метров от потока, и квазиламинарным, при этом поток оставляет на берегах четкие границы [8].
Для формирования селей необходимо сочетание трех факторов: наличия рыхло-обломочных пород, воды и уклона. Причины и механизмы зарождения селей многообразны. Это эрозионные и сдвиговые процессы, возникающие в результате выпадения ливней и затяжных дождей, интенсивного таяния снега и льда, прорыва водоемов, землетрясений и извержения вулканов, обводнения грунтовых и снежных масс, а также хозяйственной деятельности человека и т. д. [3].
Селевые процессы граничат, с одной стороны, с паводками, транспортирующими значительные объемы наносов, с другой - с оползнями. При средней плотности твердых частиц 2650 кг/м3 и одинаковой скорости движения воды и твердого компонента такое равенство наступает при плотности селевой массы 1456 кг/м3 [1].
Зоной формирования дождевых селей могут быть как большие площади эродированных поверхностей (адыры, поверхности скольжения крупных обвалов, где образуются очаги рассредоточенного селе-образования), так и линейные образования (врез, рытвина и т. д. - очаги сосредоточенного селеобразования) [2].
Материал и методы исследования
В этой работе под селем будем понимать совокупность движения масс горных пород (происходящих без нарушения сплошности среды с вовлечением в селевой процесс рыхлообломочных пород и частичным их отложением) под действием силы тяжести или инерции при условии равенства или превышения в общем энергетическом балансе доли потенциальной энергии твердого компонента [6].
При проведении маршрутных обследований проведен анализ существующих, в том числе применяемых на практике, современных наземных методов проведения мониторинга селеопасных бассейнов на
горных и предгорных территориях.
На практике был применен мировой опыт комплексного подхода в изучении селевых проявлений, используя результаты маршрутных наземных обследований, фотоматериалы и дистанционного (с применением общедоступной космической информации Google Earth) мониторинга селевых бассейнов Центрального Кавказа. Немаловажное значение имело использование архивных материалов и кадастровой информации.
Результаты и их обсуждение
Протяженность р. Чегем составляет 103 км и имеет водосборную площадь 931 км2. Также в эту водосборную площадь входят бассейны двух основных истоков реки, р. Гара-Аузсу и р. Башиль-Аузсу, в результате слияния которых и образуется р. Чегем. В бассейне расположено 48 селевых бассейнов, общей суммарной площадью 593,5 км2. Географически они расположены в низкогорной, среднегорной и высокогорной частях бассейна, и являются притоками р. Чегем в верхней части ее русла на протяжении 75 км береговой линии.
В 2021 г. было обследовано 10 селевых бассейнов на предмет селевой активности. Маршрутно-полевые обследования проводились в следующие даты: 15.06.2021; 07.08.2021; 10.08.2021; 13.08.2021; 14.08.2021; 21-23.08.2021. Общая обстановка по селевой активности в бассейне р. Чегем, в этом году, была относительно спокойной и имела очаговый характер. Выявлено 10 селевых водотоков, где в 2021 г. были зафиксированы небольшие селевые проявления, по которым сошли микросели, это - рр. Ырхыкол, Ду-мала-Су, Джайлык, Масхуттарыкол, Ын-дырчи, Ырхыласу, Кызылтамакла, Уллу-куршол-Су, Тютюргю-Су, Шаурту. По результатам обследований были зафиксированы фото-видео материалы.
1. Река Ырхыкол - является правым притоком р. Чегем и протекает в нижней части с. Нижний Чегем, берет начало в урочище Бапына из заболоченных, перенасыщенных влагой участков. Основными источниками подпитки твердой составляющей селевого потока является множество эрозионных и оползневых врезов по бортам русла на протяжении всего участка реки (рис. 1-3).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - снежно-дождевой, грязекаменного типа. Площадь - 9,7 км2. Длина - 6 км. Абсолютная высота истока -1430 м. Средний уклон реки - 105 %о. Объем максимального селевого выноса -
••• Известия ДГПУ. Т. 15. № 4. 2021
••• DSPU JOURNAL. Vol. 15. No. 4. 2021
50 000 тыс. м3. Повторяемость - ежегодно (100 % обеспеченность).
Наиболее разрушительные сели прошли в следующие даты: 10.06.1924; 05.08.1927; 11.08.1940; 15.07.1947; 16.06.1954; 05.08.1963; 03.06.1966; 04.08.1967; 07.06.1977; 03.07.1082; 19.08.1983; 03.06.1987; 12.06.1988; 19.07.1993 [2; 9], которые сопровождались сносом полотна автодороги и занесением прилегающей селитебной территории селевыми отложениями на площади до 5 га. Размеры некоторых вынесенных селевым потоком валунов доходили в диаметре до 5-6 м. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
Требуется защита в виде строительства селепропускного лотка под дорожным полотном автодороги Чегем-2 - Булунгу на участке пересечения селевого русла.
2. Река Думаласу - является правым притоком р. Чегем и протекает между с. Эль-Тюбю и с. Булунгу. Берет начало от ледника Кардан (рис. 4-6).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - дождевой, грязека-менного типа. Площадь - 31 км2. Длина - 8,8 км. Абсолютная высота истока - 3161 м. Средний уклон реки - 189 %о. Объем максимального селевого выноса - 100 000 тыс. м3. Повторяемость - 10-12 лет.
Наиболее разрушительные сели прошли 10.06.1924; 12.08.1936; 14.08.1963; 05.08.1967; 11.08.1977 [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели. Требуются расчистка русла и руслорегулировочные работы.
3. Река Джайлыксу - левый приток р. Ба-шиль-Аузсу, берет начало с карово-долинного ледника Джайлык и каровых ледников склона г. Каяартыбаши южной экспозиции, расположенных на хребте Адырсу (рис. 7-9).
Основные гидроморфологические характеристики: длина р. Джайлыксу составляет 11,2 км, площадь водосбора - 28,0 км2 [3; 5]. Повторяемость - ежегодно. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
Рис. 1. Река Ырхыкол (Google Earth)
Рис. 2. Русловые отложения Рис. 3. Селевой вынос
Рис. 4. Река Думаласу (Google Earth)
-¡¿: тшгЧ __ _____
НШШШШ:^VПИ е *Ч' «у:.. ¿ЗР^Ш
Рис. 5. Очаг зарождения Рис. 6. Русловые отложения селя
Естественные и точные науки •
Natural and Exact Sciences •••
4. Река Масхуттарысу - левый приток р. Башиль-Аузсу (рис. 10-12).
Основные гидроморфологические характеристики: бассейн реки селевой; ледникового, дождевого и ледниково-дождевого генезиса, тип селя грязекаменный, площадь селевого бассейна - 4,0 км2, длина русла - 2,1 км2. Повторяемость -один раз в 11-17 лет, при максимальном выносе 50 тыс. м3 [3; 5].
5. Река Ындырчи - левый приток р. Ба-шиль-Аузсу (рис. 13-15).
Основные гидроморфологические характеристики: бассейн селевой, генезис дождевой, снежно-дождевой, тип селя гря-зекаменный, площадь селевого бассейна 4,0 км2, длина русла - 1,7 км. Повторяемость один раз в 1-11 лет, при максимальном единовременном выносе 100 тыс. м3 [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
6. Река Ырхыласу - является правым притоком р. Гара-Аузсу и протекает в 2-х км ниже турбазы «Чегем» (рис. 16-18).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - снежно-дождевой, грязекаменного типа. Площадь - 8,3 км2. Длина - 9,3 км. Абсолютная высота истока -3332 м. Средний уклон реки - 141 %о. Объем максимального селевого выноса -300 000 тыс. м3. Повторяемость - 1-10 лет.
Наиболее разрушительные сели прошли в следующие даты: 10.06.1945; 12.08.1953; 05.08.1958; 28.07.1961; 16.06.1965; 05.07.1975; 11.08.1977; 19.07.1983; 24.07.1984; 10.08.1986; 11.07.1987; 23.07.1990 [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
7. Река Кызылтамакла - является правым притоком р. Гара-Аузсу и протекает в 2-х км ниже турбазы «Чегем» (рис. 19-21).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - дождевой, грязекаменного типа. Площадь - 1,5 км2. Длина - 2 км. Абсолютная высота истока - 2666 м. Средний уклон реки - 473 %. Объем максимального селевого выноса - 10 000 тыс. м3. Повторяемость - 1-10 лет [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
8. Река Уллукуршулусу - является правым притоком р. Чегем и протекает выше турбазы «Чегем» (рис. 22-24).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - дождевой, грязекаменного типа. Площадь - 8 км2. Длина -5,8 км. Абсолютная высота истока - 3700 м. Средний уклон реки - 269 %. Объем максимального селевого выноса - 20 000 тыс. м3. Повторяемость - 1-12 лет.
Наиболее разрушительные сели прошли 04.08.1966; 11.08.1977; 19.07.1983; 24.07.1984; 23.07.1990 [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
9. Река Тютюргюсу - является правым притоком р. Гара-Аузсу и протекает в 2-х км выше турбазы «Чегем» (рис. 25-27).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - ледниковый, лед-никово-дождевой, водо-каменного и грязе-каменного типа. Площадь - 19,7 км2. Длина - 6,6 км. Абсолютная высота истока -3341 м. Средний уклон реки - 164 %. Объем максимального селевого выноса -100 000 тыс. м3. Повторяемость - 5-15 лет. Наиболее разрушительные сели прошли в следующие даты: 11.08.1945; 19.07.1953; 04.08.1966 [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
Рис. 7. Река Джайлыксу (Google Earth)
Рис. 8. Русловые меандры Рис. 9. Русловые отложения
84 ••• Известия ДГПУ. Т. 15. № 4. 2021
••• DSPU JOURNAL. Vol. 15. No. 4. 2021
Рис. 10. Река Масхуттарысу Рис. 11. Селевой вынос Рис. 12. Современное русло
(Google Earth)
Рис. 16. РекаЫрхыласу Рис. 17. Селевой вынос Рис. 18. Русловые
(Google Earth) отложения
Естественные и точные науки •
Natural and Exact Sciences •••
Рис. 19. Река Кызылтамакла (Google Earth)
Рис. 20. Русловые отложения
Рис. 21. Селевой вынос
Рис. 22. Река Уллукуршолсу (Google Earth)
Рис. 23. Русловые отложения
Рис. 24. Селевой вынос
Рис. 25. Тютюргюсу (Google Earth)
Рис. 26. Селевые отложения Рис. 27. Устье реки
86 ••• Известия ДГПУ. Т. 15. № 4. 2021
••• DSPU JOURNAL. Vol. 15. No. 4. 2021
Рис. 29. Морена-селевой Рис. 30. Селевые отложения очаг
Рис. 28. Река Шаурту (Google Earth)
10. Река Шаурту - является правым истоком р. Гара-Аузсу, берет начало от ледника и протекает в 2-х км выше турбазы «Чегем» (рис. 28-30).
Основные гидроморфологические характеристики: генезис - ледниковый, лед-никово-дождевой, водо-каменного и грязе-каменного типа. Площадь - 4,3 км2. Длина -3,3 км. Абсолютная высота истока - 4034 м. Средний уклон реки - 552 %. Объем максимального селевого выноса - 100 000 тыс. м3. Повторяемость - 1-15 лет [3; 5]. В 2021 г. по руслу сходили микросели.
При проведении маршрутных обследований выявлены селевые бассейны, с преобладанием смешанного и дождевого генезиса. Основным фактором образования смешанных селей является вода в виде жидких осадков, выпавших с большой интенсивностью в виде дождя, снега и льда, растаявшего под воздействием высоких температур воздуха в верховьях бассейнов, или в виде скопления большого количества скопления напорных вод в грунтах склоновых отложений.
Благоприятные условия для формирования дождевых селей создают осадки предшествующего периода, поскольку переувлажненные грунты увеличивают поверхностный сток (не отбирают воду на инфильтрацию), легче размываются и оползают. Оползневые массивы вместе с осып-ными склоновыми процессами, в которых тоже участвуют осадки как основная сдвиговая сила, являются основными источниками потенциальных селевых массивов и твердой составляющей селевого потока [4].
В процессе формирования селей наряду с осадками, также участвуют «капельная»
эрозия и грунтовый сток. Во время длительных дождей и ливней осуществляется быстрый сток грунтовых вод, которые вклиниваются в русла водотоков. Быстрый сброс воды со склонов в русло обеспечивает возрастание расходов в десятки и сотни раз, что ведет к глубинному и боковому размыву русла и трансформации водного потока в селевой поток [7].
Заключение
Основным фактором, провоцирующим экзогенные природные процессы, является выпадение обильных и продолжительных осадков с наложением их на интенсивное таяние ледников, которые приводят к катастрофическим паводкам, сходу селевых потоков и склоновым эрозионно-оползневым процессам. Осадки в этом районе в весенне-летний период выпадают как в жидком, так и в твердом виде. Они в дальнейшем формируют водные потоки, которые являются основной транспортирующей силой геологического материала и объектов флоры, сносимой с поверхностных почвенных слоев. Аллювиальные процессы способствуют изменению геоморфологии на водосборной площади бассейна р. Чегем.
Если проводить сравнительный анализ селепроявлений с соседними бассейнами рр. Черек, Баксан и Малка, то в этом году здесь наблюдалась положительная динамика. В 2021 г. по бассейну р. Чегем каких-либо разрушений и угроз объектам инфраструктуры и хозяйствующим субъектам экономики не зафиксировано.
Территория проведения мониторинга находится на Чегемском участке Кабардино-Балкарского высокогорного государственного природного заповедника. Здесь
Естественные и точные науки ••• 87
Natural and Exact Sciences •••
соблюдается режим особо охраняемых территорий. Кроме того, он используется в рекреационных и сельскохозяйственных целях. Все виды деятельности требуют сбалансированного подхода по использованию
этого горного природного кластера. Эффекта устойчивого развития данной территории можно достичь только при сбалансированном подходе использования окружающей среды, не допуская коллапса в отношениях между человеком и природой.
Литература
1. Баймолдаев Т. А. Опыт организации мониторинга селевой опасности в Казахстане // Селевые явления Юго-Восточного Казахстана. Т. 2. Ч. 2. Основы мониторинга в Иле Алатау. Ал-маты: Институт географии, 2018. С. 33-36.
2. Благовещенский В. П. Опыт организации мониторинга селевой опасности в мире // Селевые явления Юго-Восточного Казахстана. Т. 2. Ч. 2. Основы мониторинга в Иле Алатау. Алматы: Институт географии, 2018. С. 20-32.
3. Герасимов В. А. О селях на северном склоне Центрального и Восточного Кавказа // Труды ВГИ. 1974. № 27. С. 63-71.
4. Герасимов В. А. Селевой поток в с. Нижний Чегем 7 июля 1977 г. // Труды ВГИ. 1980. № 46. С. 148-151.
5. Кадастр лавинно-селевой опасности Северного Кавказа / под ред. М. Ч. Залиханова. СПб: Гидрометеоиздат, 2001. 112 с.
6. Медеу А. Р., Степанов Б. С. Общие положения о мониторинге селевой опасности // Селевые явления Юго-Восточного Казахстана. Т. 2. Ч. 2. Основы мониторинга в Иле Алатау. Алматы: Институт географии, 2018. С. 6-10.
7. Перов В. Ф. Селеведение. М.: Географический факультет МГУ, 2012. 272 с.
8. Яфязова Р. К. Основные принципы организации мониторинга селевой опасности // Селевые явления Юго-Восточного Казахстана. Т. 2. Ч. 2. Основы мониторинга в Иле Алатау. Алматы: Институт географии, 2018. С. 11-19.
References
1. Baymoldaev T. A. Experience in mudflow hazard monitoring organizing in Kazakhstan. Selevye yav-leniya Yugo-Vostochnogo Kazakh-stana. T. 2. Ch. 2. Osnovy monitoringa v Ile Alatau [Debris Flow in the South-Eastern Kazakhstan. Vol. 2. Part 2. The Basics of Monitoring in Ile Alatau]. Almaty, Institute of Geography Publ., 2018. Pp. 33-36. (In Russian)
2. Blagoveshchenskiy V. P. Experience in organizing mudflow monitoring in the world. Selevye yavleniya Yugo-Vostochnogo Kazakhstana. T. 2. Ch. 2. Osnovy monitoringa v Ile Alatau [Debris Flow in the South-Eastern Kazakhstan. Vol. 2. Part 2. The Basics of Monitoring in Ile Alatau]. Almaty, Institute of Geography Publ., 2018. Pp. 20-32. (In Russian)
3. Gerasimov V. A. Mudflows on the Northern Slope of the Central and Eastern Caucasus. Trudy VGI [Proceedings of High-Mountain Geophysical Institute]. 1974. No. 27. Pp. 63-71. (In Russian)
4. Gerasimov V. A. Mudflow in Nizhny Chegem village, July 7, 1977. Trudy VGI [Proceedings of
High-Mountain Geophysical Institute]. 1980. No. 46. Pp. 148-151. (In Russian)
5. Zalikhanov M. Ch. (ed.) Kadastr lavinno-sel-evoy opasnosti Severnogo Kavkaza [Cadastre of Avalanche-Mudflow Danger in the North Caucasus]. St. Petersburg, Gidro-meteoizdat Publ., 2001. 112 p. (In Russian)
6. Medeu A. R., Stepanov B. S. Basics of debris flow hazard monitoring. Selevye yavleniya Yugo-Vostochnogo Kazakhstana. T. 2. Ch. 2. Osnovy monitoringa v Ile Alatau [Debris Flow in the SouthEastern Kazakhstan. Vol. 2. Part 2. The Basics of Monitoring in Ile Alatau]. Almaty, Institute of Geography Publ., 2018. Pp. 6-10. (In Russian)
7. Perov V. F. Selevedenie [Mudflow Science]. Moscow, Faculty of Geography of Moscow State University Publ., 2012. 272 p. (In Russian)
8. Yafyazova R. K. Selevye yavleniya Yugo-Vos-tochnogo Kazakhstana. T. 2. Ch. 2. Osnovy monitoringa v Ile Alatau [Debris Flow in the South-Eastern Kazakhstan. Vol. 2. Part 2. The Basics of Monitoring in Ile Alatau]. Almaty, Institute of Geography Publ., 2018. Pp. 11-19. (In Russian)
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРЕ Принадлежность к организации
Терекулов Залим Максимович, научный сотрудник лаборатории геоэкологического мониторинга, отдел экологических исследований, Высокогорный геофизический институт, Нальчик, Россия. e-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT AUTHOR Affiliation
Zalim M. Terekulov, Researcher, Laboratory of Geoecological Monitoring, Department of Environmental Research, High-Mountain Geophysical Institute, Nalchik, Russia; e-mail: [email protected]
Принята в печать 11.11.2021 г.
R ece ived 11.11.2021.
