Научная статья на тему 'РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ В ЗАПАДНОМ ТУРКМЕНИСТАНЕ'

РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ В ЗАПАДНОМ ТУРКМЕНИСТАНЕ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Опустынивание / техногенное процессы / Западный Туркменистан / ветровой режим / перенос песка / дефляция / методы защиты / инженерные объекты / Desertification / techno genic processes / Western Turkmenistan / wind regime / sand transport / deflation / protection methods / engineering facilities

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Вейсов С.К., Хамраев Г.О.

В статье рассмотрены результаты многолетних исследований авторов по разработке принципов проектирования и размещения различных инженерных объектов в эоловом рельефе Западного Туркменистана и выбора методов их защиты от процессов техногенного опустынивания. Их выводы основываются на комплексном анализе многолетних данных ветрового режима территории, которые включают в себя активные скорости ветров по шестнадцати румбам. Кроме того, при изучении процессов опустынивания важную роль играет определение функциональной зависимости количества переносимого песка от скорости ветра. На этой территории наблюдаются высокие скорости ветра, которые превышают 18-25 м/сек, что приводит весь поверхностный слой песка в активное движение. На природные процессы опустынивания накладываются и антропогенные, что ведет к развитию техногенного очагов опустынивания. Для определения степени угрозы песчаных заносов на различных инженерных сооружениях, возводимых в условиях Западного Туркменистана, необходимо учитывать прогнозные показатели переноса песка за единицу времени. Они были рассчитаны по двум метеостанциям: Айдын и Джебел с учетом литологических, климатических и геоморфологических условий. Проведенный анализ показывает крайне неблагоприятную инженерно-геологическую обстановку для строительства линейных, точечных и площадных объектов. Исходя из данного анализа, мы рекомендуем для защиты различных типов инженерных объектов от подвижных техногенных песков, использовать метод без аккумулятивного переноса песка, который основан на принципе правильного размещения или вписывания объекта в окружающие формы песчаного рельефа. Следует использовать местные материалы, включая глину, которая позволяет бронировать поверхность барханных форм и обеспечивает перенос песка без его отложения на самом объекте, например на автомобильной дороге. Кроме того, для данных условий, необходима полная стабилизация очагов выноса песчаного материала, что позволяет существенно повысить эффективность эксплуатации инженерных объектов. Комбинированные методы с использованием механических видов защит с фитомелиоративными мероприятиями, мы рекомендуем проводить только на крупных песчаных массивах с частично сохранившейся пустынной растительностью. В противном случае, через 1-1,5 года, они будут полностью занесены песком, что вынудит устанавливать дополнительные клеточные механические защиты, что приведет к существенным экономическим потерям.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Вейсов С.К., Хамраев Г.О.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF DESERTIFICATION PROCESSES IN WESTERN TURKMENISTAN

The article discusses the results of many years of research by the authors on the development of principles for the design and placement of various engineering facilities in the aeolian relief of Western Turkmenistan and the selection of methods for their protection from the processes of techno genic desertification. Their conclusions are based on a comprehensive analysis of long-term data on the wind regime of the territory, which includes active wind speeds in sixteen directions. In addition, when studying desertification processes, an important role is played by determining the functional dependence of the amount of sand transported on wind speed. In this area, high wind speeds are observed, which exceed 18-25 m/sec, which causes the entire surface layer of sand to actively move. Natural desertification processes are superimposed on anthropogenic ones, which leads to the development of man-made desertification centers. To determine the degree of threat of sand drifts at various engineering structures erected in the conditions of Western Turkmenistan, it is necessary to take into account the predicted indicators of sand transfer per unit of time. They were calculated for two weather stations: Aydin and Jebel, taking into account lithological, climatic and geomorphological conditions. The analysis shows an extremely unfavorable engineering and geological situation for the construction of linear, point and area objects. Based on this analysis, we recommend using a method without accumulative sand transfer to protect various types of engineering objects from moving techno genic sands, which is based on the principle of correct placement or inscription of the object into the surrounding sandy relief forms. Local materials should be used, including clay, which allows you to armor the surface of the dune forms and ensures the transfer of sand without its deposition on the object itself, for example, on a highway. In addition, for these conditions, it is necessary to completely stabilize the sources of sandy material, which can significantly increase the efficiency of operation of engineering facilities. We recommend combining methods using mechanical types of protection with phytomelioration measures only on large sandy massifs with partially preserved desert vegetation. Otherwise, after 1-1.5 years, they will be completely covered with sand, which will force the installation of additional cellular mechanical protection, which will lead to significant economic losses.

Текст научной работы на тему «РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ В ЗАПАДНОМ ТУРКМЕНИСТАНЕ»

УДК 91:528.932 (575.4)

DOI: 10.24412/cl-37200-2024-228-236

РАЗВИТИЕ ПРОЦЕССОВ ОПУСТЫНИВАНИЯ В ЗАПАДНОМ ТУРКМЕНИСТАНЕ DEVELOPMENT OF DESERTIFICATION PROCESSES IN WESTERN TURKMENISTAN

Вейсов С.К., Хамраев Г.О.

Veysov S.K., Hamraev G.O.

Туркменский Государственный университет имени Магтымгулы, Ашхабад, Туркменистан Turkmen State University named after Magtymguly, Ashgabat, Turkmenistan

E-mail: wsultan@mail.ru, gapur2013@mail.ru

Аннотация. В статье рассмотрены результаты многолетних исследований авторов по разработке принципов проектирования и размещения различных инженерных объектов в эоловом рельефе Западного Туркменистана и выбора методов их защиты от процессов техногенного опустынивания. Их выводы основываются на комплексном анализе многолетних данных ветрового режима территории, которые включают в себя активные скорости ветров по шестнадцати румбам. Кроме того, при изучении процессов опустынивания важную роль играет определение функциональной зависимости количества переносимого песка от скорости ветра. На этой территории наблюдаются высокие скорости ветра, которые превышают 18-25 м/сек, что приводит весь поверхностный слой песка в активное движение. На природные процессы опустынивания накладываются и антропогенные, что ведет к развитию техногенного очагов опустынивания. Для определения степени угрозы песчаных заносов на различных инженерных сооружениях, возводимых в условиях Западного Туркменистана, необходимо учитывать прогнозные показатели переноса песка за единицу времени. Они были рассчитаны по двум метеостанциям: Айдын и Джебел с учетом литологических, климатических и геоморфологических условий. Проведенный анализ показывает крайне неблагоприятную инженерно-геологическую обстановку для строительства линейных, точечных и площадных объектов. Исходя из данного анализа, мы рекомендуем для защиты различных типов инженерных объектов от подвижных техногенных песков, использовать метод без аккумулятивного переноса песка, который основан на принципе правильного размещения или вписывания объекта в окружающие формы песчаного рельефа. Следует использовать местные материалы, включая глину, которая позволяет бронировать поверхность барханных форм и обеспечивает перенос песка без его отложения на самом объекте, например на автомобильной дороге. Кроме того, для данных условий, необходима полная стабилизация очагов выноса песчаного материала, что позволяет существенно повысить эффективность эксплуатации инженерных объектов. Комбинированные методы с использованием механических видов защит с фитомелиоративными мероприятиями, мы рекомендуем проводить только на крупных песчаных массивах с частично сохранившейся пустынной растительностью. В противном случае, через 1-1,5 года, они будут полностью занесены песком, что вынудит устанавливать дополнительные клеточные механические защиты, что приведет к существенным экономическим потерям.

Ключевые слова: Опустынивание, техногенное процессы, Западный Туркменистан, ветровой режим, перенос песка, дефляция, методы защиты, инженерные объекты.

Abstract. The article discusses the results of many years of research by the authors on the development of principles for the design and placement of various engineering facilities in the aeolian relief of Western Turkmenistan and the selection of methods for their protection from the processes of techno genic desertification. Their conclusions are based on a comprehensive analysis of long-term data on the wind regime of the territory, which includes active wind speeds in sixteen directions. In addition, when studying desertification processes, an important role is played by determining the functional dependence of the amount of sand transported on wind speed. In this area, high wind speeds are observed, which exceed 18-25 m/sec, which causes the entire surface layer of sand to actively move. Natural desertification processes are superimposed on anthropogenic ones, which leads to the development of man-made desertification centers. To determine the degree of threat of sand drifts at various engineering structures erected in the conditions of Western Turkmenistan, it is necessary to take into account the predicted indicators of sand transfer per unit of time. They were calculated for two weather stations: Aydin and Jebel, taking into account lithological, climatic and geomorphological conditions. The analysis shows an extremely unfavorable engineering and geological situation for the construction of linear, point and area objects. Based on this analysis, we recommend using a method without accumulative sand transfer to protect various types of engineering objects from moving techno genic sands, which is based on the principle of correct placement or inscription of the object into the surrounding sandy relief forms. Local materials should be used, including clay, which allows you to armor the surface of the dune forms and ensures the transfer of sand without its deposition on the object itself, for example, on a highway. In addition, for these conditions, it is necessary to completely stabilize the sources of sandy material, which can significantly increase the efficiency of operation of engineering facilities. We recommend combining methods using mechanical types of protection with phytomelioration measures only

on large sandy massifs with partially preserved desert vegetation. Otherwise, after 1-1.5 years, they will be completely covered with sand, which will force the installation of additional cellular mechanical protection, which will lead to significant economic losses.

Key words: Desertification, techno genic processes, Western Turkmenistan, wind regime, sand transport, deflation, protection methods, engineering facilities.

Среди глобальных экологических проблем, опустынивание занимает особое место. Аридные земли, где наиболее вероятно возникновение процессов опустынивания, занимают около 47,5% земной суши. Опустынивание - совокупность физико-географических и антропогенных процессов, приводящих к разрушению аридных и полуаридных экосистем и деградации всех форм органической жизни. Процесс опустынивания может быть обратимым и необратимым. Опустынивание считается обратимым, если биологическая продуктивность может быть восстановлена кратковременным отдыхом экосистем (порядка 5-10 лет), и необратимым, требующим для восстановления биоты длительного периода (десятки и сотни лет), включая и активные фитомелиоративные мероприятия [1, 2].

Активное промышленное освоение территорий Западного Туркменистана сопровождается строительством различных типов инженерных объектов: линейных (трубопроводы, автомобильные и железные дороги), точечные (ЛЭП) и площадных объектов, что привело к резкому увеличению антропогенной нагрузки на окружающие пустынные экосистемы. В результате планировки песчаной поверхности на значительных площадях исследуемой территории стал активно развиваться техногенный тип опустынивания, что сопровождается деградацией почвенно-растительного покрова и потере биоразнообразия (рисунок 1).

Рисунок 1. Развитие процессов опустынивания в Западном Туркменистане.

Вокруг нефтяных месторождений возникли новые массивы техногенных подвижных песков, а на эоловых формах рельефа значительно увеличились процессы дефляции. Все выше сказанное требует необходимость всестороннего изучения процессов и динамики развития опустынивания, а также разработки эффективных методов уменьшения их негативного влияния и стабилизации устойчивости пустынных экосистем.

В настоящее время в Туркменистане разработаны руководящие принципы долговременной политики по борьбе с процессами опустынивания, которые приведут к сохранению окружающей среды и повысят ее ресурсный потенциал. Туркменистан, придает большое значение эколого-экономическим проблемам и показывает свою решимость участвовать в достижении экологической безопасности в интересах нынешнего и будущих поколений и в 1995 году присоединился к Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием, а в 1996 году Меджлис страны ратифицировал ее.

Антропогенное вмешательство без учета специфических природных условий исследуемой территории, является активным ускорителем развития процессов опустынивания.

Поэтому исследование причин возникновения и усиления данных процессов в Западном Туркменистане уделяется пристальное внимание, а основой их комплексного изучения стала Национальная программа действий по борьбе с опустыниванием (НПДБО) и карты, подготовленные учеными Института пустынь Академии наук Туркменистана [3-5]. В Национальном институте пустынь, растительного и животного мира Министерства охраны окружающей среды Туркменистана была разработана и много лет используется эффективная методология по защите от песчаных заносов и выдувания различных типов инженерных объектов, построенных и строящихся в пустыни Каракум. Кроме того, на практике широко используются методы расчета возможных объемов переноса песка с различных форм эолового рельефа. На основе полученных по данной методологии результатов, разрабатываются эффективные практические рекомендации по предотвращению дефляционных процессов для конкретного региона пустыни Каракум, в том числе и Западного Туркменистана [6].

Исследования гранулометрического состава эоловых песков Западного Туркменистана показывают, что одним из критериев для выявления источников питания и установления генетической связи эоловых песков с исходными являются частицы более 0,25 мм. Они индицируют источники выноса песчаного материала. В районе исследований частицы крупнее 0,25 мм распределяются крайне неравномерно. В основном песчаный материал поступает за счет развевания исходных новокаспийских отложений. Литологические характеристики Западного Туркменистана, ясно показывают неблагоприятную инженерно-геологическую обстановку, потому что пески в основном, легко перевеваемые и размещены в зоне активных ветров, а это обуславливает их высокую подвижность. Основные формы эолового рельефа не обладают динамическим равновесием, а высокая засоленность почвы и близкое залегание грунтовых вод препятствует развитию растительного покрова.

Район характеризуется незначительной годовой суммой атмосферных осадков (Балканабате - 153 мм), которые выпадают главным образом в виде дождя. Наибольшее их количество приходится на весну. Из-за высоких температур и низкой влажности воздуха испарение в 21-24 раза превышает количество выпадающих осадков. Данный регион отличается большими амплитудами температур, незначительным количеством осадков и большими скоростями ветра, что обусловлено географическим положением и влиянием масс воздуха, поступающих с севера и юга Каспийского моря. В июле абсолютный максимум температуры воздуха достигает в Балканабате +47°. Абсолютный минимум отмечен в январе в Балканабате -25°. Летом поверхность песков нагревается до 65°. Высокие температуры поверхности почвы отрицательно влияют на жизнедеятельность растительности (ожоги корневых шеек и всходов молодых растений).

Особое место в развитии процессов опустынивания занимает ветровой режим. Сильные и постоянные ветры сопровождаются интенсивной дефляцией и образованием пыльно-песчаных бурь. Вследствие орографических особенностей региона воздушные потоки приобретают здесь четко выраженное направление и большую скорость. Северо-восточные и восточные ветры преобладают в зимне-весенний период, отличаются продолжительностью и высокими скоростями.

Интенсивность выноса, переноса и аккумуляции песка зависит от скорости ветра, ветроустойчивости поверхности и обтекаемости элементов рельефа. Вынос и отложение песка и пыли в условиях дефляции всегда сосуществуют на любой поверхности и являются лишь

этапами единого процесса переноса песчаных частиц. Вынос с территории характеризуется глубиной расчленения поверхности и ее возрастом. Интенсивность переноса связана со скоростью ветра, шероховатостью поверхности, обтекаемостью элементов рельефа. Так при самых слабых ветрах (0-3,5 м/с) на высоте 10 см) переноса нет, а при 4-5 м/сек (на высоте флюгера) наблюдается только перекатывание [12]. При более высоких скоростях ветра песчаные частицы передвигаются скачками, а частицы мельче 0,05 мм переносятся ветром во взвешенном состоянии на большие расстояния. На такырах песок из ветропесчаного потока не отлагается, но наблюдается отложение песка на пухлом солончаке. Аккумуляция песка и пыли наблюдается там, где происходит резкое падение скорости ветра, которое может быть вызвано любым препятствием, образующим ветровую тень. Перенос песка осуществляется при каждом активном ветре (выше 5 м/сек), однако преобладающее направление переноса осуществляется ветрами сезонных направлений. Перемещение барханных форм наблюдается при каждом активном ветре. В настоящее время для определения степени угрозы выдувания или песчаных заносов инженерных сооружений, возводимых в условиях песчаной пустыни, вводится величина переноса песка и пыли в единицу времени через линию фронта в 1 м, выражаемая в тоннах или кубометрах при данной скорости ветра.

Для определения возможных объемов переносимого ветром песка нами использована формула А. П. Иванова [14, 15].

д=0,006-п-(Уср.г.-4)3м3/м-год,

где Q - перенос песка по какому-либо направлению в кубометрах через линию фронта в 1 метр в год; 0,006 - безразмерный коэффициент; п - число случаев повторяемости ветров данного направления; Уср.г. - среднегодовая скорость ветра.

Для характеристики ветрового режима выбраны две метеостанции: Айдин и Джебел.

Метеорологическая станция Айдин. Она располагается к юго-востоку от подножья Большого Балхана. Там среднее многолетнее число случаев активных ветров в год составляет 801,8, а средняя годовая многолетняя скорость ветра составляет - 7,0 м/сек. Господствующее направление ветров в течение года северо-восточное. Оно составляет 442 случая (при среднегодовой скорости 8,8 м/с, многолетние данные), то есть 56% от общего числа случаев активных ветров. За ними по активности следует ветры ЮЗ, ВСВ и В направлений, имеющие соответственно 117, 67 и 54 случаев при скорости 7,0 м/с; 8,5 м/с и 7,5 м/с, которые составляют соответственно 14,9; 8,4 и 6,8% от числа всех случаев. Активность ветра этих направлений проявляется на протяжении всего года, но четко выраженный максимум приходится на весенне-летний период. Из западных румбов необходимо выделить ветры З и ЗЮЗ направлений, которые составляют 40 и 30 случаев при скорости 7,3 м/с и 7,2 м/с, что составляет соответственно 5,1 и 3,8% от числа всех случаев. Они проявляют активность с Байдак (февраль) по Горкут (июль) месяц. Следует сказать, что преобладание в районе Айдин сильных северо-восточных ветров обусловлено существованием Межбалханского коридора, который образует своеобразного русло для воздушного потока, поступающего со стороны Каракумов. По выходе из него (он имеет ширину 22 км) воздушный поток расходится веером. Правая его часть, прижата к горам Большого Балхана и, поэтому меняет своё направление на восточное по направлению: Балканабад - Моллакара - полуостров Дарджа. Левое крыло воздушного потока направляется по линии Кумдаг - Кизылкумы - Барсагелмез, причем данное направление неизменно при всех сильных северных, северо-восточных и восточных ветрах.

Метеорологическая станция Джебел. Она располагается к юго-западу от подножья Большого Балхана. По данной станции среднее многолетнее число случаев активных ветров за год составляет 359, а показатель скорости ветра равен, 6,4 м/сек. Преобладающими являются ветры северного и северо-западного румбов. Так, среднее число активных ветров северного направления составляет 68 случаев в год, при средней многолетней скорости 6,9 м/с. Эти ветры представляют 19% от общего числа случаев. За ними следуют ветры СЗ и ССЗ направлений и имеющие соответственно 37 и 29 случаев при скорости 6,8 м/с и 6,9 м/с, что составляет 10% и 8% от общего числа. Эти ветры активны в течение всего года, пик интенсивности приходится на лето и начало осени. Вторым доминирующим направлением является - юг - юго-восточное. На южные ветры приходится в среднем 44 случая, со средней скоростью 6,4 м/с, что составляет 12% от общего числа случаев. На ЮЮВ и ЮВ румбы приходится соответственно 40 и 34 случая, со средними скоростями 6,7 м/с и 6,3 м/с соответственно. В процентном отношении это составляет 11% и 9%.

Наибольшую активность они проявляют в конце весны - начале лета. На ветры западных румбов приходятся от 6% до 3% от общего числа случаев, при средних скоростях около 6 м/с.

Опираясь на полученные многолетние данные скорости ветра, рассчитываем по выше указанной формуле Иванова А.П. [15] общее количество переносимого ветром песка по определенным направлениям, которые показаны на рисунках 2 и 3, а прогнозные показатели указаны в таблице 1.

С

ССЗ 80 —__чССВ

70

СЗ 60 СВ

50

40

ЗСЗ 30 ВСВ

20

10

З 0 В

ЗЮЗ ВЮВ

ЮЗ ЮВ

ЮЮЗ ЮЮВ

Ю

Рисунок 2. Возможные объемы переноса незакрепленного песка в м3/м*год по метеостанции Айдин. Масштаб в 1 см - 5 м3.

СЗ ССЗ С 6 5 4 ССВ СВ

ЗСЗ ВСВ

2

1

З 0 В

ЗЮЗ ЮЗ ЮЮЗ ЮЮВ ЮВ ВЮВ

Рисунок 3. Возможные объемы переноса незакрепленного песка в м3/м*год по метеостанции Джебел. Масштаб в 1 см - 1 м3.

Таблица 1

Объем песка переносимого ветром по направления ^ м3/м-год) для метеорологических станций Айдин и Джебел

Объём возможного переноса песка С ССВ СВ ВСВ В ВЮВ ЮВ ЮЮВ Ю ЮЮЗ ЮЗ ЗЮЗ З ЗСЗ СЗ ССЗ Год

Метеостанция Айдын

Р м3/м в год 0,7 2,2 71,7 10,8 8,7 - 0,1 - 0,4 2,2 19,0 4,9 6,6 0,1 0,3 0,1 127,8

Метеостанция Д жебел

Р м3/м-в год 0,03 0,08 0,25 0,91 22,47 3,23 0,25 0,01 0,08 0,25 2,32 2,90 4,39 0,41 0,25 0,08 37,91

Высокие температуры воздуха и поверхности песка, малое количество осадков, большая сухость воздуха способствуют усилению аридизации территории. Кроме того, климатические особенности обуславливают активное протекание эоловых процессов. Усиливаются процессы дефляции и аккумуляция, что и обуславливают активное развитие процессов опустынивания. Дефляция песков тесно связана с количество переносимого ветром песчаного материала и последующим его отложением в зоне аккумуляции. Вопрос о зависимости количества переносимого песка от скорости ветра имеет не только теоретическое, но и практическое значение, так как позволяет судить об угрозе песчаных заносов и выдувания инженерных объектов [13].

В целом для песчаного рельефа Западного Туркменистана характерны типичные мелко -средне - и крупнобарханных цепи. Мелкобарханные формы не занимают сплошных массивов. Это одиночные барханы, расположенные на Келькоре и образующие узкие полосы длиной 50100 м, чаще всего переходящие в барханные цепи, высота которых достигает 3 м. Они мелкозернистые, в них много ракушек новокаспийской фауны. Мелкобарханные цепи вытянуты с ССВ на ЮЮЗ и образуют валообразные песчаные накопления. Среднебарханные цепи высотой 3-7 м и длиной 0,3-3 км ориентированы с севера на юг (реже с ССВ на ЮЮЗ). Ориентация наветренных склонов восточная, а подветренных - западная. Они подстилаются новокаспийскими отложениями. Ширина межбарханных пространств 5-25 м, в отданных случаях такие промежутки отсутствуют. Ветры западных направлений выполаживают крутые склоны, а гребни перемещаются на верхнюю часть пологих. Крупнобарханные пески занимают значительную часть Дарджакумов. Относительная высота их 10-15 м (иногда 20 м). Они ориентированы с севера на юг и характеризуются четко выраженной, ассиметрией своих склонов. Пологие (наветренные) склоны обращены на северо-восток, а крутые (подветренные) -на юго-запад. В отличие от мелких и средних форм барханных цепей они переходят в сплошную форму барханных грядовых песков, подвижны только гребни барханных гряд, а ширина межбарханных пространств 500-1500 м.

В связи с этим мы рекомендуем методы по стабилизации процессов техногенного опустынивания использовать не традиционные технологии и методы. Поскольку в их основу должен быть положен принцип без аккумулятивного переноса песка через защищаемые инженерные объекты. Его применение использует принцип правильного размещения или вписывания объекта в окружающие формы песчаного рельефа. При этом весь поступающий к сооружениям песок в виде ветропесчаного потока пропускается через него без отложения и засыпания самого объекта. Особенно данный метод эффективен при защите линейных объектов, которые имеют большую длину, когда они пересекают эоловый рельеф на всем его протяжении. Следовательно, для использования определенного вида защиты необходимо выяснить специфические природные условия расположения инженерных объектов и наличие местных материалов для закрепления подвижных песков, а также особенности устройства и технологии проведения работ (сроки и сезон проведения работ, технологии посадки и выбор местной растительности для проведения фитомелиоративных работ) [7].

Метод безаккумуляционного переноса песка через линейный объект без него отложения. Для решения поставленной задачи необходимо дать научное обоснование метода, основываясь

разработанной импульсной теории отрыва и движения песчаных частиц в ветропесчаном потоке. Из аэродинамики известно, что с увеличением высоты песчаной поверхности увеличивается и скорость ветра. Поэтому желательно, чтобы высота скачка песчаной частицы была как можно выше, т.к. в этом случае частица попадает в зону повышенных скоростей ветра, а, следовательно, скорость песчаной частицы также будет возрастать. А это является основным условием осуществления безаккумуляционного переноса песка через дорогу без его аккумуляции (отложения) на проезжей части автомобильной дороги.

Следует выделить следующие основные принципы проектирования, размещения и защиты различных инженерных объектов [9-11]:

1. При проектировании железной дороги в барханных песках необходимо строго следовать следующим правилам: прокладывать трассу дороги вдоль, а не поперёк основных форм рельефа и по возможности перпендикулярно направлению господствующих ветров.

2. Выбирались участки с наименьшим колебанием высот; прокладывали трассу по межгрядовым понижениям, не приближая ее к подножию крутых склонов; старались избегать необходимости устройства выемок, стремясь в наибольшей степени «вписать» трассу в существующий тип рельефа.

3. При выборе трассы, особенно линейных объектов следует максимально использовать закрепленные растительностью участки эолового рельефа.

4. В случаях, когда пересечение форм рельефа неизбежно, выбирать участки с наименьшим перепадом высот.

5. В условиях грядового рельефа прокладывать автомобильную трассу по межгрядовым понижениям, не приближая её к подножию крутых склонов песчаного рельефа.

На наш взгляд необходимые условия можно создать путем устройства покрытия поверхности откосов дороги из смеси глины (такырной) или ее смеси с гравием или щебнем. Добавка глины необходима для предотвращения скатывания гравия или сползания щебня вниз по склону откоса вследствие выдувания песка ветром из-под гравийных или щебеночных частиц. Такое покрытие необходимо опрыскать водой из расчета 1 л/м2. Смачивание водой даст частичное размокание глины и улучшит сцепление гравия или щебня. Каждая песчаная частица ветропесчаного потока, подходя к такому покрытию, будет испытывать упругий удар о массивные гравийные или щебеночные частицы. В результате упругого удара в значительной степени возрастает величина коэффициента восстановления, что скажется на увеличении высоты и длины сальтирующих (скачущих) песчаных частиц. Таким образом, чем выше будет отскок песчаных частиц, тем с большей скоростью они будут перемещаться по проезжей части дороги, то есть, будет осуществляться безаккумуляционный перенос песка, без его отложения на дороге (рисунок 4).

А т т

Б

Для защиты от песчаных заносов линейных объектов нами рекомендуются следующие мероприятия:

1. Полотно автомобильной дороги поднять по всей трассе там, где оно ниже вершин барханных цепей, на уровень 2-2 (рисунок 4 А).

2. С целью уменьшения объема земляных работ желательно использовать под насыпь барханы и барханные пески (рисунок 4Б).

3. Откосы дороги устраивать не круче 1:4 во избежание отложения песка в ветровой тени откосов (рисунок 4 В).

4. 4. Поверхность откосов бронировать глиной, гравием или другими, не раздуваемыми крупнозернистыми материалами для перевода песка, поступающего в виде эоловых форм, в ветропесчаный поток и пропуска его через дорогу без отложения на проезжей части. Высокая насыпь, и бронирование поверхности откосов будут способствовать осуществлению безаккумуляционного переноса через дорогу.

5. По обе стороны дороги необходимо создать нераздуваемое покрытия из гальки или глины в виде полос, через которые будут осуществляться без аккумуляции песка за счет увеличения скорости потока. Ширина полос составляет: с северной стороны - 10, а с южной - 5 метров.

Барханные формы закреплять механическими защитами - клетками из камыша, так они без фитомелиоративных мероприятий представляют собой зону большого накопления песка, а со временем скопившийся, в клетках песок может служить источником для заносов дороги. Следует, особо отметить, что данные пескозащитные мероприятия, несмотря на их трудоемкость, являются наиболее эффективными для защиты от песчаных заносов и выдувания инженерных объектов в условиях Западного Туркменистана. При удачном выборе местных материалов в значительной степени упрощается их применение ив 1,5-2 раза удешевляется стоимость пескоукрепительных работ по сравнению с другими способами.

Все открытые песчаные поверхности, которые являлись главным источником образования ветропесчаного потока и расположенные близ инженерных сооружений, мы предложили опрыскивать раствором мазута в нефти (в отношении 1:1) или нефтью (3-4 л/м2). Помимо вышеприведенных жидких фиксаторов, также используется раствор мазута в отработанных машинных маслах (1:1). Вместо мазута можно использовать раствор битума любых марок с отработкой в соотношении 1:3. Предлагаемый способ обеспечивает, во-первых защиту от раздувания песчаной поверхности у основания объектов и во-вторых, перенос песка без отложения на сооружениях [14].

Необходимо создавать обтекаемый профиль методом бронирования глиной или ее смеси с гравием песчаной поверхности. По периметру, закрепляемой песчаной поверхности, следует устраивать «замок» для предотвращения раздувания ветром краев покрытия и дальнейшего его разрушения. «Замок» представляет собой канавку в песке глубиною в 10 см, в которую заливается фиксирующий раствор.

Метод бронирования состоит в том, что на песчаную поверхность наносится (путем отсыпки) слой гравия, глины или другого материала, состоящего из сравнительно крупных частиц (5 мм и более). Толщина «бронирующего» слоя - 10-20 см. Выдувание можно предотвратить, осуществляя периодическую заливку сбросными водами песчаных поверхностей, так как сильно увлажненные они становятся не раздуваемыми.

Применение некоторых видов местной растительности для создания клеточной защиты обходится в несколько раз дешевле. Нормы расхода материалов также зависят от расстояния между клетками, скорости ветра, вида используемого материала, степени закрепленности прилегающих песков. Лучше сочетать полускрытую защиту с посевом семян или посадкой саженцев местных видов растений. Для увеличения срока службы механических защит впервые 2-3 года после установки, необходимо периодически проводить их ремонт. В эти же годы для повышения приживаемости посадочного материала кустарников-пескоукрепителей нужно осуществлять дополнение культур - посадку растений на участках, где они не прижились. Защита из хвороста кустарниковых пород хорошо задерживает семена от переноса ветром, поэтому участки защит очень быстро зарастают [8, 12, 16].

Изучение динамики техногенных песков имеет важное практическое значение при проектировании и строительстве различных типов инженерных объектов в Западном Туркменистане. Комплексный анализ выше изложенной информации позволяет сделать вывод, что при промышленном освоении данной территории необходима детальная

геоморфологическая карта, также карта степени развития процессов опустынивания. Последняя дает возможность правильно планировать этапы размещения инженерных объектов. Так детальная геоморфологическая карта будет объективно отражать границы контуров и динамику развития техногенных очагов опустынивания и позволит разработать эффективные методы их нейтрализации. Таким образом, изучение развития процессов опустынивания в Западном Туркменистане, имеет важное научное значение для разработки практических основ по борьбе с ними и обоснования прогноза их изменения на ближайшую перспективу.

Список литературы

1. Бабаев А.Г. Проблемы освоения пустынь. А.: Ылым, 1995. 340 с.

2. Бабаев А.Г. Проблемы пустынь и опустынивания. А.: Государственная издательская служба, 2012. 408 с.

3. Бабаев А.Г., Харин Н.Г., Николаев В.Н., Орловский Н.С., Курочкина Л.Я., Фаизов К.Ш., Чигаркин А.В., Рафиков А.А. и др. Карта антропогенного опустынивания аридных территорий СССР. М. 1:2500000. А., Туркмен АГПГУГКСССР, 1990. 25 с.

4. Харин Н.Г., Каленов Г.С. и др. Карта антропогенной деградации земель в бассейне Аральского моря. М. 1:2500000. А. Изд-во «Туркменгеология», 1992. 22 с.

5. Леваднюк А.Т., Инженерно-геоморфологический анализ равнинных территорий. Кишинев: Штиинца, 1983. 256 с.

6. Вейсов С.К., Иванов А.П., Хамраев Г.О., Атаев Х. Расчет переноса возможных объемов песка с эоловых форм рельефа. А.: Ылым, 2013. 36 с.

7. Лалыменко Н.К., Лалыменко А.А., Литвинова А.И. Фитомелиорация подвижных песков Западного Туркменистана // Проблемы освоения пустынь. 1999. № 6. С.54-59.

8. Вейсов С.К., Хамраев Г.О. Особенности защиты инженерных объектов от дефляционных процессов в Западном Туркменистане // Проблемы освоения пустынь. 1999. № 6. С. 81-86.

9. Вейсов С.К., Хамраев Г.О. Методы защиты трубопроводов от выдувания в условиях Западного Туркменистана // Проблемы освоения пустынь. 2004. № 3. С. 45-46.

10. Вейсов С.К., Курбанов О.Р. Опыт Туркменистана по защите инженерных объектов от песчаных заносов и выдувания // Проблемы освоения пустынь. 2006. № 4. С. 16-19.

11. Вейсов С.К., Хамраев Г.О., Добрин А.Л. Развитие процессов техногенного опустынивания на территории Туркменистана и борьба с ними. Алматы, 2008. С. 438-443.

12. Вейсов С.К., Хамраев Г.О., Акыниязов А.Д. Динамика барханного рельефа Западного Туркменистана // Проблемы освоения пустынь. 2008. № 4. С. 16-19.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

13. Вейсов С.К., Хамраев Г.О. Методы борьбы с дефляционными процессами на инженерных объектах Туркменистана // Вопросы географии и геоэкологии. 2017. № 1. С. 34-39.

14. Иванов А.П. Физические основы дефляции песков пустыни. А: Ылым, 1972, 112 с.

15. Иванов А.П. Формирование профилей эоловых форм рельефа песчаных пустынь. А.: Ылым, 1989, 68 с.

16. Чередниченко В.П., Дарымов В.Я. Геоморфологические основы индустриального освоения песчаных пустынь Туркменистана. А.: Ылым, 1985, 215 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.