CC BY
132
ОВРАЖНЫЕ СИСТЕМЫ ДОЛИННОГО КОМПЛЕКСА р. ЕНИСЕЙ (В РАЙОНЕ г. КРАСНОЯРСКА)
RAVINE SYSTEMS OF VALLEY COMPLEX ALONG THE YENISEI REVER (NEAR KRASNOYARSK)
К.С. Мокринец K.S. Mokrinets
Овражные системы, долина Енисея, овраги на территории города, Красноярск, факторы роста оврагов. Рассматриваются овражные системы долинного комплекса г. Красноярска и факторы, их формирующие. Приводится классификация овражных систем, а также рассматривается роль антропогенного фактора в их развитии.
Ravine systems, valley of the Yenisei, ravines in the city territory, Krasnoyarsk, factors of ravine growth.
The ravine systems of the valley complex of Krasnoyarsk and their forming factors are analyzed in the article. The classification of the ravine systems is resulted and the role of the anthropogenous factor in their development is studied.
Долинные комплексы крупных рек эволюционируют благодаря экзогенным процессам. К наиболее распространённым из них относятся эрозионные процессы (оврагообразова-ние). Как правило, крупные города строятся в долинах крупных рек. Наблюдение за овражной сетью территории городской и пригородной сред имеет важное значение при определении динамики изменений рельефа территории. Последний является средой жизни человека, чем и определяется актуальность его исследования.
В статье рассматриваются овражные системы долинного комплекса г. Красноярска и факторы, их формирующие.
Изучением экзодинамических процессов территории Красноярска в разное время занимались: А.А. Горюнов, Г.А. Голодковская, В.С. Кусковский, В.В. Богословская, В.П. Чеха, Г.Е. Бондарев, Н.С. Шевелева, А.Я. Литвинов, С.Д. Воронке-вич, А.С. Герасимова, С.Н. Максимов, М.Л. Махла-ев. Но детального исследования оврагообразова-ния на данной территории ими не проводилось.
Исследование овражных систем территории проводилось по литературным, картографическим, спутниковым данным, а также посредством полевых работ (2009-2011). Маршруты проводились в районах с выявленными активными проявлениями оврагообразования.
Эрозионные процессы в районе Красноярска
имеют широкое распространение и проявляются в росте многочисленных оврагов и в виде эрозии почв на пологих делювиальных склонах. Участками наибольшего развития процессов являются речные долины, где можно наблюдать все стадии эрозионного процесса - от небольших промоин до крупных растущих оврагов и широких плоских и задернованных балок и долин. Факторы, их формирующие: приуроченность к гидрологической сети, почвообразующие породы, углы наклона поверхности, экспозиция.
Гидрографическая сеть. Распространение овражных систем территории связано с гидрографической сетью территории. Гидрографическая сеть г. Красноярска тяготеет к р. Енисей, общая длина от истоков Малого Енисея 4287 км. В черте города Енисей имеет протяженность около 30 км. Ширина реки в окрестностях Красноярска колеблется от 720 м до 3 км (в местах, где русло реки разветвляется островами на протоки). Глубина реки в отдельных местах достигает 6 м и местами регулируется искусственно.
Енисей относится к типу рек смешанного питания с преобладанием снегового. Последнему принадлежит около 50 % питания, дождевому 36-38 %, подземному в верховьях - до 16 %. В связи со сложившимися условиями питания в годовом ходе уровня воды выделяется высокое и продолжительное весенне-летнее половодье,
когда уровень воды поднимается по сравнению с меженным (до строительства Красноярской ГЭС) в отдельные годы до 10 м, затопляя пойму и первые надпойменные террасы [Енисей, 2011]. После строительства Красноярской ГЭС колебания уровня воды снизились вдвое, что привело к стабилизации в развитии некоторых оврагов.
Река Енисей имеет многочисленные притоки. На правобережье в окрестностях города -р. Базаиха (протяжённость 160 км, средний расход воды 5 м3/с), р. Берёзовка (протяжённость 41 км). На левобережье - р. Кача (длина 103 км, площадь водозабора 1280 км2, средний расход воды 4,3 м3/с) с её многочисленными притоками - рр. Бугач, Каракуша, Пяткова, Нанжуль, Большой и Малый Арей и др.
Русла рек являются местными базисами эрозии, к которым и тяготеют овражные системы.
Горные породы и рельеф. В геологическом строении района принимают участие породы различного геологического возраста и литологического состава - от нижнекембрийских осадочно-метаморфических и вулканогенных образований до рыхлых четвертичных отложений. В районе развиты два основных, принципиально различных класса пород: породы с жёсткими кристаллическими связями (скальные) и породы без жёстких кристаллических связей (рыхлые).
Нахождение района в области сопряжения трёх геологических структур проявляется в виде определённых закономерностей при развитии и проявлении экзодинамических процессов. Закономерности определяются совокупностью морфометрических параметров, особенностями геологического строения и уровнем грунтовых вод [Методика изучения ..., 1988].
Разными учёными и в разное время насчитывалось от 3 до 12 террас [Пазилова, 2006]. Краткая характеристика террас: i и М террасы высотой 8-18 м, позднеплейстоценового возраста; iii терраса высотой 30 м, позднеплейстоценового возраста; IV и V террасы высотой 45-55 м и 60-70 м, соответственно среднеплейстоценового возраста; Vi терраса высотой 100 м, раннеплейстоценового возраста; VII терраса высотой 130-140 м, раннеплейстоценового возраста; VШ терраса высотой 150-230 м, олигоцен-неогенового возраста [Чеха, 1997]. Террасы представляют собой го-
ризонтальные площадки, лишь иногда имеющие небольшой уклон (до 2,50) в сторону водотока, к бассейну которого принадлежат. При этом все надпойменные террасы имеют повышенную мощность аллювия. У террас мощность
осадков в 2 раза превышает средние величины [Горшков, 1962].
Для выявления факторов проявления процессов оврагообразования для территории Красноярска была составлена цифровая модель долинного комплекса р. Енисей в районе г. Красноярска в среде ГИС [Мокринец, 2011]. На цифровой основе был составлен ряд тематических карт, отображающих: экспозицию, углы наклона поверхности, вертикальное расчленение.
При сопряжённом анализе созданной серии карт выявлена взаимосвязь между экспозицией склонов и их крутизной. Так, склоны северных экспозиций ввиду повышенной влажности и наличия более плотного растительного покрова являются более пологими, чем склоны южных экспозиций.
Ключевое влияние на рост и развитие оврагов и промоин имеет вертикальная расчленённость территории, то есть разница высот между базисом эрозии и верхней частью элемента рельефа. Так, величина 20-25 м/км2 является нижним пределом для развития и активизации линейной эрозии.
Вышеописанные условия территории формируют пять типов оврагов исследуемой территории.
Образованию оврагов в речных долинах значительно способствуют наличие легкоразмывае-мых лёссовых и песчано-галечниковых отложений террас, значительные гипсометрические перепады, подмыв берегов реки с образованием осыпей, формирование суффозионных воронок вдоль бровок склонов [Горюнов, 1974]. Также немаловажным фактором является расположение эрозионно-активных участков в степной зоне, где отсутствие леса приводит к тому, что поверхностный сток во время дождей и снеготаяния вызывает интенсивное развитие эрозии.
По интенсивности развития овражной сети в различных по литологическому составу и возрасту породах выделяют: овраги в девонских песчаниках и известняках; овраги в юрских рых-
лых отложениях; овраги в песчано-галечниковых четвертичных отложениях; овраги в лёссовидных четвертичных отложениях [Петрова и др., 1982; Герасимова, Красилова, 1968].
Овраги в девонских песчаниках и известняках развиваются на крутых, хорошо обнажённых склонах обоих берегов Енисея. Овраги образуются вследствие эрозионной деятельности дождевых и талых вод. Ввиду высокой прочности коренных пород и значительной сопротивляемости размыву овраги в этих отложениях, как правило, не выходят из стадии промоин и не создают угроз.
Овраги в юрских рыхлых песчаниках развиваются на обоих берегах Енисея. Они обычно большой протяжённости, до 1,5 км, и, как правило, привязаны к урезу воды р. Енисей и его притоков (р. Базаиха). Овраги имеют V-образную форму и крутые (до 450), местами незадернованные склоны, что говорит об активном их росте. На территориях оврагов наблюдаются постоянно действующие осыпи и обвалы. Глубина их у устья достигает 80-100 м. На территории оврагов в юрских отложениях левобережья наблюдается наличие постоянно или временно действующих водотоков. В этом случае имеется хорошо выработанное русло ручья. Овраги создают большую угрозу, так как развиваются быстрыми темпами.
Овраги в песчано-галечниковых четвертичных отложениях развиты в пределах IV террасы р. Енисей на участке Коровий лог - пос. Кор-кино. Верховья таких оврагов обычно не разветвлённые, они имеют значительную протяжённость и глубину. В настоящее время овраги развиваются под деятельностью талых и ливневых вод. В длину такие овраги достигают 1 км и более, растут они лишь с верховьев и бортов южной экспозиции, в то время как северные их экспозиции частично закреплены растительностью.
Овраги в песчано-галечниковых отложениях способны к быстрому росту и требуют закрепления. Самые крупные из них - лог Коровий и лог Бадалыкский. Лог Коровий в настоящее время значительно заполнен различной застройкой. В связи с этим его эрозионный рост прекращён.
Овраги в лёссовых породах имеют самое высокое распространение из всех перечисленных и развиты преимущественно на левобережье.
Слабая сопротивляемость лёссовых пород размыву приводит к особенно интенсивному развитию оврагов этого типа. В их образовании принимают участие эрозионные и суффозионные процессы. Их особенностью можно выделить наличие разветвлённых вершин, вследствие чего площадь водосбора их значительна. Такие овраги представляют собой угрозу и требуют эффективных мер борьбы.
Овраги в нижнекембрийских породах приурочены к крутым склонам левобережной части долины Енисея в пределах гор Восточного Саяна. Овраги имеют крутые склоны и вскрывают толщи известняков.
Эрозия почв и суффозия как факторы роста оврагов. Хозяйственная деятельность человека активизирует экзогенные процессы, взаимосвязанные с собой цепной реакцией. Так, например, распашка земель приводит к смыву почв, подстилаемых лессовидными суглинками и супесями, активизируя суффозионные процессы. Этот процесс широко развит на делювиальных склонах в окрестностях пос. Берёзовка [Герасимова, Красилова, 1968]. Под распашку в окрестностях Красноярска используются пологие и средней крутизны делювиальные склоны, свободные от древесной растительности. В период летних дождей и снеготаяния на этих склонах происходит интенсивный смыв почвенных частиц, после чего образуются промоины глубиной 40 см, шириной 20-30 см, впоследствии вырастающие в овраги.
Суффозионно-эрозионные процессы развиты наиболее широко на левобережье в отложениях V, VI и VII террас Енисея, сложенных лёссовыми породами мощностью до 20 м [Петрова и др., 1982; Герасимова, Красилова, 1968; Богословская, 2003]. Процессы наблюдаются вблизи бровок террас, оврагов, бортов карьеров, траншей, чем и провоцируют развитие линейной эрозии. На территории города суффозионно-эрозионные процессы образуются при попадании сточных и хозяйственных вод в лёссовые породы, чему в значительной степени способствует хозяйственная деятельность человека [Петрова и др., 1982].
Эрозионные процессы городской среды за 1982 и 2009 гг. и влияние антропогенного фактора на оврагообразование. Эрозионные
процессы в пределах города развиваются в значительных масштабах. Основная причина их возникновения - деятельность человека (нарушение почвенного слоя, неупорядоченный сброс промышленно-хозяйственных вод, искусственная концентрация поверхностного стока и т. д.).
Для территории Красноярска произведено сравнение состояний эрозии и суффозии за 1982 и 2009 гг., т. е. за 27 лет.
Для определения активности экзогенных процессов на территории города методом наложения, после приведения в единый масштаб, сравнивалась «Схема развития экзогенных геологических и инженерно-геологических процессов на территории г. Красноярска», выполненная в 1982 г. Г.Е. Бондаревым [Петрова и др., 1982], карта составленная автором на основе космических снимков за 2009 г.
Сравнительный анализ картографических материалов показал, что на территории города за период 1982-2009 гг. наблюдаются: увеличение числа и длин активных обвально-оползневых склонов; появление новых линейных эрозионных форм (промоины, овраги); проявление вторичной эрозии по бортам и днищам древних логов.
Выявлены следующие тенденции, определяющие активизацию экзодинамических процессов, связанные с особенностями литогенной основы и антропогенным влиянием:
- по всем районам города наблюдается увеличение числа промоин и оврагов, вышедших из разряда мелких. Чаще всего они активизированы подрезкой склонов при склоновом строительстве, повреждении почвенно-растительного субстрата ввиду антропогенной деятельности различного характера;
- наблюдается всеобщее поглощение городской застройкой «старых» оврагов и логов, некоторых частей эрозионных склонов, которые при освоении территории были предварительно засыпаны, а затем покрыты застройкой. Так, например, в результате застройки и террасирования склона III (30 м над уровнем Енисея), IV (45-55 м) террас в районе стрелки р. Кача произошла полная деактивация процессов склоновой эрозии, и сейчас склон выглядит вполне стабильно. Также под плотной застройкой оказались скрыты несколько оврагов и промоин, располагавшихся
на поверхности нижних, позднеплейстоценовых террас левобережья Енисея (i, ii, iii - 8-30м);
- на поверхностях V (60-70 м) и Vii (130-140 м) террас наблюдается застройка частей днищ и склонов древних логов и балок, что блокирует активные проявления экзогенных процессов. Так была застроена ранее создававшая угрозу для дороги (Академгородок - Студенческий городок) активно растущая верхушка лога Гремячий.
Заметное усиление интенсивности и масштабов протекания экзогенных процессов по сравнению с 1982 г. обусловлено усилением антропогенной нагрузки, одним из аспектов которой является уплотнение застройки городской среды, при котором под застройку используются неблагоприятные с инженерно-геологических позиций участки рельефа, без проведения необходимых противоэрозионных мероприятий.
Таким образом, факторами, определяющими пространственное распространение овражных систем, являются: приуроченность к гидрологической сети, почвообразующие породы, углы наклона поверхности, экспозиция, а также факторы антропогенные. При этом самым распространённым типом овражных систем района ввиду большей подверженности и распространённости пород являются овраги в лёссовых породах. Роль антропогенного фактора в большинстве случаев проявляется в активизации эрозии, а в ряде случаев и в нейтрализации.
Библиографический список
1. Богословская В.В., Чеха В.П. Современные экзогенные процессы на территории г. Красноярска // Самоорганизация и динамика гео-морфосистем: материалы XXVIi Пленума геоморфологической комиссии РАН. Иркутск.: ИГУ. 2003. С. 321-322.
2. Герасимова А.С., Красилова П.С. Инженерногеологическая карта г. Красноярска масштаба 1:50 000, листы О-46-138-Г, 139-В, -46-7-А, -6-Б (отчёт). Красноярск: МИНГЕО РСФСР, 1968. 191 с.
3. Горшков С.П. Четвертичные отложения и история развития Приенисейской Сибири. М., 1962, 150 с.
4. Горюнов А.А. Экзогенные геологические процессы и явления Чулымо-Енисейского меж-
дуречья и их значения для строительства // Влияние геодинамических процессов на формирование рельефа Сибири. Новосибирск: Наука, 1974. С. 90-96.
5. Енисей // Википедия - свободная энциклопедия, 2011 [Электронный ресурс]. URL: http:// ru.wikipedia.org/wiki/Енисей#cite_note-2 (дата обращения: 24.02.2011).
Методика изучения и прогноза экзогенных геологических процессов / под ред. А.И. Шеко, С.Е. Гречищева. М.: Недра, 1988. 216 с. Мокринец К.С. Цифровая модель рельефа Красноярска как основа для проведения эколого-геоморфологических исследований // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2011. № 3 (17). Т. 2: Гуманитарные и естественные науки. С. 205-209.
8. Пазилов Д.С. К вопросу о возрасте и генезисе террас в окрестностях Красноярска // География и геоэкология Сибири: материалы Все-
6.
7.
рос. науч.-практич. конф., посвященной Всемирному дню Земли, Году учителя-2010 в рамках национальной образовательной инициативы «Наша новая школа», Красноярск, 22 апреля 2010 г. / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В. П. Астафьева; Краснояр. отд. Рус. географ. об-ва. Красноярск : КГПУ, 2006. С. 237-241.
9. Петрова Н.Н., Бондарев Г.Е. и др. Сводный отчёт Красноярской гидрогеологической и инженерно-геологической партии по изучению режима, баланса подземных вод, геодинамических процессов и контролю за охраной подземных вод от истощения и загрязнения за 1975-1981 гг. Красноярск: Красноярск-геология, 1982.
10. Чеха В.П. Позднепалеолитические стоянки красноярского района - итоги археологических исследований // Исторические чтения памяти М.П. Грязнова. Омск: Омский университет, 1997. С. 179-180.
