CC BY
42
УДК 528.481
МОНИТОРИНГ ОПАСНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ИРТЫШСКОМ ПОЛИГОНЕ (БУХТАРМИНСКИЙ УЧАСТОК) ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Маржан Есенбековна Рахымбердина
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 470000, Республика Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19, доктор Ph. D., зав. кафедрой геодезии, картографии и кадастра, тел. (708)369-81-33, e-mail: marzhanrakh@mail.ru
Айнур Оралбеккызы Оралбекова
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 470000, Республика Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19, магистрант кафедры геодезии, картографии и кадастра, тел. (777)764-37-49, e-mail: ainuroralbekova@mail.ru
Айслу Амановна Кутубаева
Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 470000, Республика Казахстан, г. Усть-Каменогорск, ул. Серикбаева, 19, магистрант кафедры геодезии, картографии и кадастра, тел. (708)753-51-48, e-mail: aika_1302@mail.ru
В статье приведены основные выводы по мониторингу опасных геологических процессов на Иртышском полигоне (Бухтарминский участок) Восточно-Казахстанской области.
Ключевые слова: мониторинг, опасные геологические процессы.
MONITORING OF DANGEROUS GEOLOGICAL PROCESSES IN THE IRTYSH POLYGON (BUCHTARMINSKY LAND) OF THE EASTERN KAZAKHSTAN REGION
Marzhan Ye. Rakhymberdina
D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University, 470000, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 19 Serikbaev St., D. Sc., Head of the Department of Geodesy, Cartography and Cadastre, tel. (708)369-81-33, e-mail: marzhanrakh@mail.ru
Ainur O. Oralbekova
D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University, 470000, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 19 Serikbaev St., undergraduate of the Department of Geodesy, Cartography and Cadastre, tel. (777)764-37-49, e-mail: ainuroralbekova@mail.ru
Aislu A. Kutubayeva
D. Serikbayev East Kazakhstan State Technical University, 470000, Kazakhstan, Ust-Kamenogorsk, 19 Serikbaev St., undergraduate of the Department of Geodesy, Cartography and Cadastre, tel. (708)753-51-48, e-mail: aika_1302@mail.ru
The article presents the main findings of the monitoring of hazardous geological processes in the landfill on the Irtysh (bukhtarminsk plot) in East Kazakhstan region.
Key words: monitoring, dangerous geological processes.
В пределах Восточного региона Восточно-Казахстанской области проживает около 1 млн. человек, сосредоточено 20 % промышленного потенциала Республики Казахстан, расположено более 200 населенных пунктов (города,
поселки, села), в том числе крупнейший промышленный областной центр -Усть-Каменогорск.
Задача обеспечения безопасности от опасных геологических процессов является первоочередной. Основой стратегии относительной защиты от внезапных катастроф является мониторинг и прогноз опасных геологических процессов, обеспечивающий своевременное предупреждение населения и административных органов об опасных процессах.
Система мониторинга ОГП может включать в себя различные типы наблюдений - от примитивной визуальной фиксации развития проявлений ОГП, до высокоточных инструментальных измерений параметров состояния грунтового массива, зданий и сооружений, с использованием самого современного геотехнического и геодезического оборудования, систем спутниковой навигации и компьютерного моделирования. Следует отметить, что в геологических и экологических работах методы дистанционного зондирования Земли давно и успешно используются как при проведении геолого-съемочных работ, так и при ведении государственного мониторинга состояния недр (включая мониторинг развития ОГП). Получаемые в настоящее время материалы космических съемок по своим параметрам, прежде всего по разрешающей способности, удовлетворяют требованиям как среднемасштабного, так и крупномасштабного инженерно-геологического и эколого-геологического картирования, задачам ведения мониторинга состояния недр. Они также обеспечивают возможность режимных наблюдений на отдельных участках проявлений ОГП.
Начало систематического применения материалов дистанционного зондирования для изучения, картирования и мониторинга ОГП относится к концу 70-х -началу 80-х гг. ХХ в. В этот период геологической службой была создана сеть опытных полигонов, выбранных с учетом разнообразия природных и геологических условий.
На Бухтарминском участке Иртышского полигона были проведены наблюдения по изучению ОГП в бассейне реки Бухтармы, а также были изучены влияющие факторы, закономерности развития и воздействие на объекты народного хозяйства. Прогноз развития ОГП во времени обеспечит своевременное предотвращение негативных воздействий ОГП на хозяйственные объекты и земельные ресурсы.
Работы проведены на площади, охватывающей бассейн реки Бухтармы с ее крупными и мелкими притоками протяженностью 359 км.
В результате ежегодных обследований постов отмечается, что наиболее активно проявил себя эрозионный процесс по береговому уступу реки Бухтармы на постах: Парыгино, Нижне-Быково, Чингистай, Верх-Березовка, Соловье-во (береговая линия реки Березовки).
На территории Восточного Казахстана отмечено большое разнообразие геологических, климатических и ландшафтных условий. Здесь встречаются более 10 опасных природных явлений, среди которых наиболее разрушительными являются: землетрясения, оползни, сели, подтопление, эрозия речная и овражная, суффозия, снежные лавины, различные мерзлотные явления.
Исходя из категории и показателей степени опасности геологических процессов и анализа динамики развития изучаемых процессов на постах, конкретизированы категории опасности процессов:
- Оползни: пост Первороссийский относится к умеренно опасной категории (площадь разового проявления менее 0,01 км2), пост Путинцево опасная категория (площадь разового проявления составляет 0,37 км2, объем захваченных пород 0,34 млн. м3), пост Коктерек относится к весьма опасной категории по площади разового проявления (1 км2) по объему захваченных пород (5,5-6 млн. м3);
- Речная эрозия: посты Парыгино - опасная категория (скорость развития, соответственно, 1,3 м/год), пост Чингистай, Верх-Березовка, Соловьево, Нижне-Быково - умеренно-опасная категория (скорость развития - 0,42; 0,65; 0,5; 0,93 м/год);
- Овраги: пост Верх-Березовка - умеренно-опасная категория (скорость развития около 0,65 м/год);
- Сели: пост Саралка - умеренно опасная категория по показателю площади проявления 0,09 км2.
Широкое развитие имеют гравитационные процессы и явления практически на всей территории бассейна реки Бухтарма: обвалы, камнепады, осыпи, курумы и лавины.
Особенно широко развит процесс обвалов по хребту Сарым-Сакты, в верховьях реки Бухтарма и ее правобережных притоков. Зачастую наблюдается обрушение отдельных глыб или группы крупных обломков - камнепады. Механизм их проявления связывается с землетрясениями. Участки их распространения удалены от главных водотоков, поэтому их массы не могут быть захвачены селевым потоком.
Обрушения в основном небольших размеров, получили развитие в нижнем течении реки Сарым-Сакты, особенно по его правому борту. Начинаются они от места впадения реки Саралки и почти непрерывно продолжаются до горного устья.
Техногенные обвалы - обвалы, связанные с деятельностью человека при дорожном строительстве, отработке полезных ископаемых карьерным способом, при массовых взрывных работах и т. д., также широко распространены на территории области. Процессы развиты по участкам автодорог Берель - Рахма-новские Ключи, Усть-Каменогорск - Зыряновск, вдоль линии железной дороги Усть-Каменогорск - Зыряновск.
Осыпи на описываемой территории имеют также широкое распространение. В отличие от обвалов осыпные явления характеризуются накоплением более мелкого глыбово-щебнистого материала, представляя собой отдельные тела, либо шлейфы осыпей, образованные в результате постепенного скатывания или скольжения, иногда обваливания обломков вследствие физического выветривания, которое постепенно проникает вглубь пород. Широкое их проявление наблюдается в долинах рр. Таутуколь, Аша и Саралки, Берели и др. Наиболее активно эти процессы протекают на лавинных склонах, где вдоль склонов фор-
мируются мощные нивальные валы и бугры. Значительное развитие осыпи получили также в результате хозяйственной деятельности человека.
Процесс лавин получил довольно широкое развитие на описываемой территории. Приурочен он к крутым склонам в бассейнах рек Бухтарма, Берель, Тургусун, Хамир и др. Сход лавин в зимний и особенно весенний (март-апрель) периоды является исключительно распространенным явлением для горных районов. Наличие лотков схода, лавинных бугров, следов прошедших лавин фиксировались во время проведения аэровизуальных, рекогносцировочных и картировочных облетов.
В Восточном Казахстане выделяют два основных оползнеопасных района: Зыряновский и Бухтарминский. Стационарная сеть ГМОГП состоит из 18 постов. В области изучение проявлений опасных геологических процессов ведется с 1981-86 гг. и возобновлено с 2002 года.
Зыряновский оползневой район расположен в нижнем течении реки Бух-тармы и ее притоков - Тургусун, Хамир, Черновая, Березовка. Оползневые процессы развиваются в областях среднегорного и низкогорного денудацион-но-тектонического рельефа и аллювиально-пролювиальных равнин и долин рек. Наиболее широко оползневые процессы наблюдаются в нижнем течении р. Ха-мир у поселков Путинцево, Зевакино, Столбоуха.
Развитие оползневых процессов имеет тесную взаимосвязь с выпадением атмосферных осадков. По устным данным местных жителей известно, что большое развитие оползни получили в период 1958-1969 гг., причем активизация процесса происходила в годы с аномальными (наивысшими) суммами осадков. За период 1991-2001 гг. информация по оползням отсутствует. В мае 2002 года севернее села Путинцево сошел наиболее крупный из известных оползней объемом до 300 000 м3.
Бухтарминский оползневой район расположен в Бухтарминской впадине Катон-Карагайского района. Оползни приурочены к левобережью окаймляющих впадину предгорий, сложенных делювиально-пролювиальными суглинками, водноледниковыми и ледниковыми отложениями мощностью до 25-30 м. Сосредоточены они в основном выше поселка Чингистай, в бассейне реки Тихая - приток реки Черновой.
Эрозионные обвалы развиты очень широко. Приурочены они к высоким эродируемым береговым уступам рек Бухтармы, Берель, Белой, Хамир и ряда других. Объем обваливающихся масс нередко достигает значительных величин и составляет сотни метров кубических, чаще же колеблется от 5-10 м3 до 20-25 м3. Примером обвалов по эрозионным уступам рек являются обвалы по реке Бухтарма в районе села Парыгино, Нижне-Быково, по реке Березовка в селе Соло-вьево и др.
К процессам и явлениям, связанных с действием поверхностных вод относятся боковая эрозия - связанная с действием постоянных и временных водотоков, эрозия овражная, плоскостной смыв, сели, абразия и аккумуляция пляжных накоплений, просадка лессовых пород, такырообразование. Особенно ярко процесс проявляется на таких реках как Бухтарма и Хамир.
Наблюдения за развитием ОГП являются основой Государственного мониторинга опасных геологических процессов (ГМОГП). Работы по изучению данных процессов носят специальный характер и предназначены для отслеживания их динамики, оценки состояния и прогноза развития опасных геологических процессов, обеспечивают получение всесторонней достоверной информации о процессах на территории Восточно-Казахстанской области.
Активизация процесса боковой эрозии отмечается в долине реки Бухтар-мы, где расположено много населенных пунктов. По долинам рек на больших расстояниях проложены трассы железных и шоссейных дорог, линии связи и электропередач, сооружены гидротехнические (Усть-Каменогорская, Бухтар-минская, Шульбинская ГЭС), а также гидромелиоративные сооружения.
В результате проведения мониторинговых работ было выявлено:
- активность развития опасных геологических процессов на изучаемых территориях способствовала степень увлажнения площадей водосборов за счет запасов влаги;
- скорость развития процессов находится в прямой зависимости от геоморфологического положения (высота уступов, крутизна склонов и т.д.) и геологического строения участка (водно-физические и физико-механические свойства пород, слагающих изучаемый объект);
- к неблагоприятным участкам, где проявляется активность ОГП, как правило, относятся излучины рек, вершинные части оврагов, где развитие процессов усугубляется слабоустойчивыми, быстроразмокаемыми связными породами, слагающими изучаемые участки (преимущественно лессовидные суглинки и супеси, типичные лессы).
Мониторинговые данные развития ОГП позволяют своевременно информационно обеспечить органы представительной и исполнительной власти по предупреждению чрезвычайных ситуаций связанных с ОГП и негативных последствий, связанных с нанесением ущерба.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Смольяженко Н. Н. Отчет о результатах работ по объекту «Ведение наблюдений на Иртышском полигоне по изучению опасных геологических процессов (Бухтарминский участок)» в 2013-2015 гг. - Усть-Каменогорск : ТОО «Геологоразведочная компания «Топаз», 2015.
2. Язиков Е. Г., Шатилов А. Ю. Геоэкологический мониторинг : учеб. пособие для вузов, 2003.
3. Использование материалов дистанционного зондирования Земли при ведении мониторинга экзогенных геологических процессов в составе государственного мониторинга состояния недр / О. В. Зеркаль, А. В. Мирнова, Н. Н. Азаркина и др. - М. : ЗАО «Геоин-форммарк», 2000. - 52 с.
© М. Е. Рахымбердина, А. О. Оралбекова, А. А. Кутубаева, 2017
