CC BY
106
УДК 551.4.02:551.3.051
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ДОЛИНЫ РЕКИ БОЛЬШАЯ АЛЕКСАНДРОВКА (О. САХАЛИН)
Мелкий Вячеслав Анатольевич,
д-р техн. наук, зав. каф. геологии и природопользования, директор Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Ильин Владимир Вениаминович,
ст. преподаватель каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института,
помощник ректора Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Пищальник Владимир Михайлович,
д-р техн. наук, профессор кафедры геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Сахаров Валерий Александрович,
канд. геол.-минерал. наук, доцент кафедры геологии и природопользования, зав. лаб. физико-химических исследований Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Семенов Николай Сергеевич,
канд. пед. наук, зав. каф. эксплуатации транспорта Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Первухин Сергей Михайлович,
канд. геогр. наук, доцент каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Верхотуров Алексей Александрович,
ст. преподаватель каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Белянина Яна Павловна,
ст. преподаватель каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Еременко Ирина Владимировна,
ст. преподаватель каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Зарипов Олег Мансурович,
ст. преподаватель каф. строительства Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Гальцев Алексей Андреевич,
ст. преподаватель каф. геологии и природопользования Технического нефтегазового института Сахалинского государственного университета, Россия, 693008, г. Южно-Сахалинск, ул. Пограничная, 42. E-mail: [email protected]
Актуальность работы обусловлена необходимостью точного представления о строении верхней части геологического разреза, основанного на понимании генезиса отложений для использования в качестве инженерно-геологического обеспечения строительства на исследуемой территории.
Цель работы: выявление инженерно-геологических условий в долине р. Бол. Александровка по результатам инженерных изысканий и космического мониторинга природных процессов, а также определение особенностей формирования неоген-четвертичных отложений территории.
Методы исследования: методы инженерно-геологических исследований - наземные наблюдения, буровые работы; комплекс лабораторных методов определения физико-механических свойств пород: определение гранулометрического состава связных и несвязных осадочных пород, плотности и объемной массы, расчет пористости, влажности и максимальной молекулярной вла-гоемкости, пластичности, липкости, набухания, других; методы определения петрофизических свойств магматических пород: определение плотности, объемной массы, водонасыщенности, водопоглащения, влажности, капиллярного поднятия, пористости, прочностных и упругих свойств; геофизические методы: вертикальное электрическое зондирование и сейсморазведка по методу преломленных волн; прямые методы корреляции грунтовых разрезов, основанные на изучении кернов и сопоставлении колонок в разных скважинах; стратиграфический метод; космический мониторинг природных процессов. Результаты. В результате инженерно-геологических изысканий был составлен геологический разрез протяженностью семь километров для нижней части долины реки Большая Александровка, расположенной в центральной части о. Сахалин. Выявлены условия формирования верхней части разреза, выделены инженерно-геологические элементы и выявлено их пространственное положение. Выполнено районирование территории долины по совокупности характеристик отложений и изменчивости отдельных параметров в различных частях разреза. Определено, что начиная с верхнеплиоценового времени днище долины реки. Бол. Александровка было подвержено процессу устойчивого поднятия. Выявлен перерыв в аллювиальных отложениях между пикетами 31-47, который обусловлен промыванием рекой нового спрямленного русла при стоке с более высокой террасы, с уровнем бровки на высоте 12 м, на более низкую, с уровнем поверхности 4-6 м над уровнем моря. Образование низкой морской террасы абразионно-аккумулятивного генезиса связано с послеледниковой трансгрессией, произошедшей около 7-9 тыс. л. н., когда море уходило вглубь долины р. Бол. Александровка на 5-7 км. Формирование террасы с уровнем поверхности 12-15 м можно объяснить поднятием уровня океана при значительной гляциоэвстатической трансгрессии позднеплейстоценового возраста.
Ключевые слова:
Инженерно-геологические изыскания, космический мониторинг, эндогенные и экзогенные факторы, эрозия, аккумуляция, перенос твердого стока.
Введение
Изучены природные условия и инженерно-геологическое строение долины реки Большая Александровка на участке от поселка Михайловка до г. Александровск-Сахалинский. Инженерно-геологические изыскания выполнялись для изучения условий по трассе прокладки водопровода от водозабора до города. Глубина исследований по трассе составляет 5-6 м. Расстояние между скважинами - до 300 м. Всего пробурено 38 скважин. Выход керна не менее 90 %. Лабораторные испытания грунтов выполнены в Тихоокеанской инжиниринговой компании. Кроме того, для общей характеристики района использованы данные, полученные при бурении скважин глубиной до 15 м на площадках проектируемых сооружений, и материалы геофизических исследований.
Физико-географическая характеристика
исследуемой территории
Географическое положение
Исследуемая территория расположена в центральной части о. Сахалин, в окрестностях г. Алек-сандровска-Сахалинского, который является административным центром муниципального образования - городской округ «Александровск - Сахалинский район». Территория находится к западу от осевой линии Западно-Сахалинских гор и занимает нижнюю северную часть долины р. Большой Алексан-дровки, впадающей в Татарский пролив (рис. 1). В меридиональном направлении объект исследования раскинулся между 50°50' и 50°55' с. ш. От широты местности зависит продолжительность дня
(табл. 1). Продолжительность светового дня сказывается на количестве солнечной энергии, получаемой земной поверхностью и, соответственно, определяет климатические условия территории.
Таблица 1. Продолжительность дня во время зимнего и летнего солнцестояния на севере и юге территории [1] Table 1. Day length in winter and summer solstice in the north and in the south of the territory [1]
^^^ Дата/Date Местность ^^^^ Region Продолжительность дня Day length
22 июня (June) 22 декабря (December)
50°50' с. ш. 16 ч 31 мин 07 ч 57 мин
50°55' с. ш. 16 ч 32 мин 07 ч 56 мин
Восточные границы исследуемого района проходят по водоразделу Камышового хребта с абсолютными высотами до 918,3 м (г. Бородаковская), западные - по водоразделу Крутого хребта с абсолютными высотами в южной части до 787,6 м (г. Лахина). Горные сооружения и долина ориентированы в субмеридиональном направлении. Долина реки Бол. Александровка, как практически все реки этой части побережья, в нижней части меняет свое направление с северного на северо-западное и выходит к Александровскому заливу Татарского пролива.
Рельеф
Хребты, окружающие долину, характеризуются низкогорным и холмисто-увалистым рельефом с высотами до 1000 м. Склоны, как с восточной, так
Рис. 1. Схема местонахождения района работ Fig. 1. Location of works region
АДМИНИСТРАТИВНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
HauMtMiumiMHf
иушшипалышх образований
Центры муниципальных образований
Городские округа:
Городской округ • Алемсандропск-Сдха.пшскнй район»_
г. А.к-ксан.трошк Сахалинский
4,
т
Границы гогуигрсглеинме муниципальных пйрмомнмй
II 1пргрм Нуммптмыша оЛ(чкчинин Сахалинской
ОбД1СГК 1Ш.1МШ ЛУрПурКа* МММ»! IIVHiЧМС1Н |
О И*«ии
О Шыуь
nun
Нм*л*мниг пункты
ссльгвогп tum
и с западной стороны долины Бол. Александровки, достаточно густо расчленены эрозионными врезами, долинами ручьев, мелких рек, имеющими, как правило, У-образное поперечное сечение в средних и верхних частях и корытообразное - в устьевых. Территорию района пересекают западные отроги Камышового хребта. Прибрежная часть Западно-Сахалинских гор в районе представлена хребтом Крутым Северо-Прибрежной цепи, отличающимся резкими формами рельефа с крутыми склонами и остроконечными вершинами.
Горы состоят из ряда коротких параллельных горных гряд с господствующим северо-северо-за-падным и северо-западным направлением гребней, согласующимся с простиранием пластов горных пород и кулисообразным примыканием друг к другу.
Особенно крутые склоны горных гряд имеют уклоны 30-60° и приурочены к разрывным нарушениям.
Проведенные морфометрические исследования рельефа Крутого хребта по величине глубины расчленения показывают, что подавляющая часть форм рельефа на данной территории имеет превышения более 200 м, что свойственно горным странам. В районе Александровско-Агневской депрессии высоты не превышают уровня 700-900 м. Однако интенсивность расчленения не только остается значительной, а даже наоборот, несмотря на небольшие абсолютные отметки, приобретает черты рельефа, свойственные высокогорному.
В Александровско-Агневской депрессии р. Бол. Александровка течет спокойно, долина ее широкая с аллювиально-эрозионными террасами, достигающими высоты 50 м. Днище долины Бол. Александровки имеет ширину от 0,8 до 1,5 км и расширяется с юга на север. Оно слабо расчленено врезами притоков, достаточно плоское с уклоном к руслу реки ~0,0015-0,0018.
Берега реки обрывистые, высотой 1-4 м, ширина русла от 20 до 40, в устье до 60 м, живое сечение потока 7-50 м2. Русло сильно меандрирует, что вызвано блочно-тектоническим строением коренных пород. Глубина реки по фарватеру в летнюю межень (примерно середина июля) изменяется от 0,2 м на перекатах до 0,5 м на плесах, в русловых ямах достигает 2 м. В нижнем течении (до с. Корсаковка) дно русла илистое, скорость течения 0,2-0,6 м/с, выше дно русла гравийно-песчаное, переходящее в гравийно-галечное, а от северной окраины п. Ми-хайловка - с включением валунов (до 10-20 %) и в 2,5 км выше в береговом обрыве обнажаются коренные породы. Долина реки в нижнем течении выработана настолько, что приливная волна в Александровском заливе создает подпор стоку даже в 4 км от устья (до с. Корсаковка) высотой до 0,8 м, а в 1,5 км от устья - примерно до 1,8 м.
Геологическое строение района изысканий
Стратиграфический разрез района изысканий представлен породами меловой, неогеновой и четвертичной систем.
Довольно широкое распространение в районе изысканий имеют верхнемеловые отложения, отнесенные в 1938 г. А.А. Капицей, Л.М. Саяпиной и Б.М. Штемпелем к тымовской свите [2]. Свита характеризуется глинистым составом отложений, которые представлены чередующимися пачками темно-серых алевролитов и аргиллитов с линзами мелкозернистых песчаников. Мощность свиты 600-1000 м.
Материнскими породами четвертичных отложений в основном являются породы неогеновой системы - верхнедуйской, сертунайской, александровской и маруямской свит [3], суммарная мощность которых составляет более 2000 м, отложения представлены песчаниками, алевролитами, гравелитами, конгломератами, аргиллитами с прослоями глин и песков. Для изученной территории свойственно широкое развитие в составе неогеновых отложений вулканогенных и нормально-осадочных терригенных образований.
Во всех комплексах неогена отмечено присутствие диатомовых отложений. Комплексы фора-минифер по экологическому облику очень разнообразны [4], что свидетельствует о большом разнообразии обстановок осадконакопления - от заболоченных, периодически затапливаемых приморских равнин до батиальных условий верхней части материкового склона. Фораминиферы представлены практически исключительно бентосом.
Геоморфология
В бассейне реки Бол. Александровка весьма интенсивно протекают рельефообразующие процессы: эрозия, денудация, заболачивание. Также наблюдаются сход снежных и каменных лавин, оползни, перемещение морских песков на побережье и другие экзогенные процессы. Распределение форм рельефа и элементов орографии зависит также от тектонической структуры территории, неотектонических движений, некоторое значение при формировании рельефа имеют сейсмические подвижки.
Структурная позиция долины реки Бол. Алек-сандровка определяется тектоническими разрывами, ограничивающими складчатые структуры Камышового и Крутого хребтов, расположенных в ее обрамлении. Можно уверенно говорить о приуроченности продольных долин к крупным тектоническим структурам о. Сахалин. Заложение синклинальной зоны, по которой течет р. Бол. Алек-сандровка, произошло, по мнению С.М. Александрова, в раннеплиоценовое время [5-7]. Большое значение рельефообразующей роли сбросовых дислокаций конца плиоценовой эпохи при формировании крупных элементов орографии на Сахалине отмечали Н.Н. Тихонович и П.И. Полевой [8]. В это время произошло заметное изменение рельефа на всей территории Хоккайдо-Сахалинского складчатого сооружения.
Долина реки в современном плане представляет собой хорошо выраженный грабен, заполнен-
ный толщами плиоценовых осадков, имеющих тектонические контакты с породами верхнего мела - неогена. В рельефе грабен выражается в виде узкой внутригорной холмисто-увалистой депрессии, восточный борт депрессии растянут и полог, западный имеет форму крутого тектонического уступа.
Устьевая часть депрессии характеризуется общим погружением толщ и увеличением мощности плейстоценовых отложений, в то время как в верховьях долины р. Бол. Александровка выходят на поверхность не только дочетвертичные, но и донео-геновые отложения.
Климат
Муссонный подтип умеренного климата, господствующий на востоке Евразии и в том числе на Сахалине, характеризуется сменой устойчивых ветров (муссонов) по сезонам, что оказывает влияние на количество и режим осадков. Зимой здесь дует холодный ветер с континента, поэтому зима ясная и холодная (-20...-27 °С). Летом ветра с Тихого океана приносят чаще теплую дождливую погоду.
Информация о климате в городском округе «Александровск - Сахалинский район» собирается на местной метеостанции. Местоположение метеостанции Александровск-Сахалинский (Сахалинская область, Россия): широта 50,90°, долгота 142,16°, высота над уровнем моря 29,5 м. Данные метеостанции характеризуют климатические условия центральных районов западного побережья острова, а также гидрологический режим прибрежной зоны Татарского пролива в районе. Сведения об основных климатообразующих факторах и атмосферных процессах представлены в табл. 2-4, а также на графиках и диаграммах.
Следует отметить, что в исследуемом районе климат отличается от соседних территорий Сахалина большим количеством солнечных дней, умеренно теплым летом и относительно холодной зимой (в Тымовской долине еще холоднее). Влияние муссона в районе ослаблено: сказывается защищенность горами с востока.
Гидрография
Река Бол. Александровка относится к бассейну Татарского пролива. Длина реки - 38 км, площадь бассейна - 23б км2. Берет начало в северной части хребта Крутой. Течет по узкой долине между хребтами Крутой и Камышовый Западно-Сахалинских гор, в меридиональном направлении, с юга на север. Впадает в Александровский залив.
Вследствие выпадения на территории большого количества осадков в условиях малой испаряемости и преобладания горного рельефа речная сеть в районе развита очень хорошо. Густота речной сети в бассейне р. Бол. Александровка колеблется от 1,0 до 1,5 км/км2.
Питание реки смешанное с преобладанием снегового. Высокий уровень воды наблюдается в третьей декаде апреля, низкий - в первой декаде
августа. Ледостав начинается во второй декаде ноября, весенний ледоход - в третьей декаде апреля. Крупные притоки: правые - Тымовская (12 км), Малая Александровка (14 км). В устье находится г. Александровск-Сахалинский.
Таблица 2. Температура воздуха в г. Александровске-Саха-линском [9]
Table 2. Air temperature in Aleksandrovsk-Sakhalinsky [9]
Абсолют. ï! м î| * E Абсолют.
Месяц Month минимум Absolute mi- I 1 Средняя Average ГО x . i 1 максимум Absolute
nimum X cj CD ш 3 Ci U ни an ci Ш ш 5 р С maximum
Январь January -41,0 (1904) -20,3 -16,3 -12,0 3,0 (2010)
Февраль February -37,3 (1892) -19,0 -14,6 -10,0 5,4 (1960)
Март March -34,2 (1888) -12,4 -8,0 -3,7 11,4 (1990)
Апрель April -25,9 (1883) -3,3 0,2 4,2 20,9 (2008)
Май May -8,9 (1889) 2,2 5,9 10,7 28,1 (1896)
Июнь June -2,4 (1886) 7,5 11,4 16,1 29,4 (1898)
Июль July 0,5 (1887) 11,8 15,4 19,4 32,0 (1901)
Август August 1,5 (1889) 13,2 16,6 20,5 32,6 (1897)
Сентябрь September -2,5 (1885) 8,6 12,3 16,4 28,3 (1899)
Октябрь October -15,0 (1972) 1,8 5,1 8,7 21,2 (1948)
Ноябрь November -26,0 (1882) -7,5 -4,5 -1,3 13,8 (1939)
Декабрь December -36,9 (1888) -15,9 -12,3 -8,8 5,7 (1968)
Год Year -41,0 (1904) -2,8 0,9 5,0 32,6 (1897)
'(■ Температура воздуха CO
Месяцы
—|—'—i——т—1—i—'—j—1—|—J—7i—'—i——т——r т —i— t— 123436789 10 U 12
Рис. 2. Графики изменений температур воздуха в г. Алек-сандровске-Сахалинском [9]
Fig. 2. Graphs of air temperature changes in Aleksandrovsk-Sakhalinsky [9]
Почвы
Почвенный покров района изучен на примере агроландшафтов (сельскохозяйственных угодий бывшего совхоза «Александровский») представлен следующими типами почв [11]: лугово-дерно-вые и пойменно-дерновые - 1161 га (68,3 %); бурые лесные - 514,2 га (30,3 %); болотные (торфяники) - 24,8 га (1,4 %) [10].
Таблица 3. Характеристики процессов выпадения осадков в
г. Александровске-Сахалинском [9] Table 3. Characteristics of precipitation in Aleksandrovsk-Sakhalinsky [9]
Месяц Month Норма, мм Norm, mm Месячный минимум Monthly minimum Месячный максимум Monthly maximum Суточный максимум Daily maximum
Январь January 38 3 (1882) 119 (1919) 25 (1901)
Февраль February 28 1 (1902) 74 (1994) 24 (2014)
Март March 31 3 (1996) 150 (1904) 65 (1904)
Апрель April 29 5 (1982) 122 (1888) 34 (1962)
Май May 48 4 (1955) 129 (1919) 37 (1995)
Июнь June 38 3 (1989) 147(2004) 64 (1936)
Июль July 54 0,2 (1954) 164 (1959) 67 (1938)
Август August 93 4 (1998) 205 (1988) 82 (1993)
Сентябрь September 97 14 (1998) 212 (1949) 77 (1935)
Октябрь October 97 9 (1925) 228 (1997) 73 (1944)
Ноябрь November 61 3 (1925) 146(2006) 40 (2006)
Декабрь December 63 10 (1881) 181 (1916) 42 (1901)
Год Year 677 357 (1884) 880 (1889) 82 (1993)
123456789 10 11 12
Рис. 3. Диаграмма характеристик процессов выпадения осадков в г. Александровске-Сахалинском [9]
Fig. 3. Diagram of precipitation characteristics Aleksandrovsk-Sakhalinsky [9]
Таблица 4. Число дней с твердыми, жидкими и смешанными
осадками в различные месяцы и в году [9] Table 4. Number of days with solid, liquid and mixed precipitations in different months and in the year [9]
Месяцы/Months
Вид осадков Precipitation Январь/January Февраль/February Март/March Апрель/April Май /May Июнь/June Июль/July Август/August er b m te pt e ь/ р Ю я нт Ф О er b to ct о ь/ р ю я кт О Ноябрь/November Декабрь/December Год/Year
Твердые Solid 26 22 20 11 2 0 0 0 0 3 21 28 133
Смешанные Mixed 0,2 0 0,3 5 4 0 0 0 0,2 6 4 1 21
Жидкие Liquid 0 0 0 3 13 15 16 20 20 14 1 0 102
Лугово-дерновые почвы имеют матрикс, представленный тяжелым суглинком и глинами. Они являются наиболее плодородными почвами в Сахалинской области. Эти почвы кислые, редко слабокислые. Обменная кислотность в них обусловлена обменным алюминием. Они увлажняются как почвенно-грунтовыми водами, так и атмосферными осадками.
В условиях Сахалина непринятие мер по снижению переувлажнения почв ведет к интенсивному развитию процессов оглеения, в результате чего наиболее плодородные лугово-дерновые почвы переходят в категорию худших.
Пойменно-дерновые почвы имеют изменения по потенциальному плодородию от прирусловой части поймы к центральной и притеррасной; в этом направлении в почвах увеличивается общий запас органического вещества и содержания общего азота, а также возрастает сумма обменных оснований. Лучшими являются незаболоченные незасоленные почвы зернистой поймы. Такие почвы имеют большой гумусовый горизонт, значительный общий запас органического вещества (до 350-550 т на 1 га).
Бурые лесные почвы в естественном состоянии формируются под елово-пихтовыми лесами, в нижней трети склонов гор, а также на пологих увалах и на низких водоразделах. Непременным условием для формирования бурых лесных почв является хороший внутрипочвенный дренаж, когда избыток влаги быстро удаляется из почвы. Бурые лесные почвы имеют небольшой по мощности профиль (60-80 см) со слабо выраженными морфологическими генетическими горизонтами. Сложены они обычно суглинистыми, иногда тяжелосуглинистыми, реже глинистым материалом, встречается также щебень, различный по форме и размерам.
Болотные почвы формируются в депрессиях рельефа, там, где обеспечен приток грунтовых вод, богатых минеральными веществами. Близость их залегания приводит к формированию минерализованного торфа [10].
В отобранных на объекте пробах (13 проб) производилось определение качественных показате-
Таблица 5. Фоновые значения концентраций химических
компонентов для почв и грунтов [10] Table 5. Backgrounds of chemical component concentrations for soils and grounds [10]
Химический компонент Chemical component Содержание/Content
Фоновый показатель, совхоз «Александровский»**** Background, sovkhoz «Aleksan-drovsky»**** Фоновый показатель для Сахалинской области"" Background for Sakhalin region"" ПДК MPC
Нитраты (NO3)/Nitrate мг/кг mg/kg 6,0-8,5 6,0-8,5 130
Нефтеуглеводороды Oil hydrocarbons 10,0 1000
Бензапирен/Benzapyrene <0,005 <0,005 0,02*
Фенолы/Phenols 4,0 -
Сера (S) 9,0 3,0-12,0 160
Цинк (Zn) 33,98 49,91 100
Медь (Cu) 10,53 14,96 66
Никель (Ni) 7,21 12,25 40
Кадмий (Cd) 0,18 0,39 1
Мышьяк (As) 7,47 5,56 5
Ртуть (Hg) 0,04 0,09 2,1
Свинец (Pb) 9,62 13,07 65
ГХЦГ/HCH 0,005 0,005 0,1
ДДТ/DDT 0,05 0,05 0,1
Метафос/Metaphos 0,004 0,004
Фосфамид/Phosphamide 0,03 0,03
Карбофос/Karbofos 9,02 0,02 2,0
Cs137 бк/кг bq/kg 3,10 4,02 6 ±10 %
K40 349,00 350,92 610±45 %
Th232 22,00 20,12 30±30 %
Ra222 15,00 19,63 25±45%
Примечание: ' - Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2511-09; "-ПДК и ОДК в почве и подземных водах на нормативном уровне не установлены; '" - нет данных; "" -ФГБУ ГЦАС «Сахалинский».
Note: 'are the hygienic standards HS 2.1.7.2041-06, HS 2.1.7.2511-09; " the MPCand APC in soil and in underground waters are not determined at the specified level;'" - not available; """" - «Sakhalinsky».
лей и химических компонентов: pH, нитратов, элементарной серы, меди, цинка, кадмия, никеля, свинца, ртути, мышьяка, цезия-137, калия-40, то-рия-232, радия-226. Также проводилось опробование почв и грунтов на содержание пестицидов хло-рорганической и фосфорорганической группы, фенолов и нефтеуглеводородных соединений. Содержание в почвах тяжёлых металлов, элементарной серы и мышьяка определялось для валовой формы. Значения фоновых концентраций элементов из образцов с обследованной территории определялись по данным агрохимических обследований, выполненных в 2012 г. Федеральным государ-
ственным бюджетным учреждением государственным центром агрохимической службы «Сахалинский» (табл. 5).
Растительность
В соответствии с последними корректировками геоботанического районирования А.И. Толмачева [11], выполненными в работе П.В. Крестова с соавторами, район изысканий занимает северо-западную часть Западно-Сахалинского района [12].
Лесообразующие породы в растительном покрове - пихта сахалинская (Abies sachalinensis) и ель аянская (Picea ajanensis) — образуют древостои I—II ярусов. Елово-пихтовые леса с преобладанием ели в районе исследований занимают позиции, ослабленные антропогенным воздействием и пиро-генной дегрессией. Лиственничные леса занимают ограниченные площади, преимущественно на слабо дренированных равнинных участках, местами в горах встречаются небольшие пятна лиственничников с кедровым стлаником, что хорошо видно на космических снимках [12].
Травяной ярус густой или средней густоты из мелкотравья (мелкотравье — 10—12 см травы: майник двулистный и камчатский, дерен канадский, ветреница слабая, вальштейния тройчатая, копытень гетеротрофный, линнея северная, щитовник Линнея, осоки лесные, ожика волосистая и рыжеватая, кислица обыкновенная, подмаренник камчатский и северный и т. д.) и редкий из щитовника амурского, чистоуса коричного и других трав. Местами по валежникам в основном зеленые мхи.
Повсеместно в горах широко представлен пояс ка-меноберезников из Betula ermanii с бамбучниками.
В долинах рек развиты припойменные леса из чозении, ив, тополя и ольхи, с кустарниками и крупнотравьем, иногда с участием Acer mayrii и Ulmus japonica.
В ходе инженерно-экологических изысканий на территории были выделены группы агроланд-шафтов:
1. Группа заброшенных сельскохозяйственных угодий, использовавшихся ранее для выращивания многолетних трав — клевера гибридного, розового (Trifolium hybridum), лугового (Trifolium pratense), ползучего (Trifolium repens), костера остистого (Bromus), мятлика лугового (Poa pratensis), овсяницы (Festuca pratensis) и др. Обнаружено, что на момент изысканий помимо перечисленных выше видов растений на полях развивается комплекс сорной растительности, в котором в качестве фонововых выделяются виды: ежа сборная (Dactylis glomerata) и тимофеевка луговая (Phleum pratense). На избыточно увлажненных полях, примыкающих к пойме, формируется комплекс растительности, в котором фоновыми видами являются вейники, в первую очередь вейник Лангсдорфа (Calamagrostis langsdorffii) и тростник южный, обыкновенный (Phragmites australis). На границах таких полей со стороны поймы происходит разрастание ольховника Максимовича (Dusche-
kia maximowiczii), бузины Микеля (Sambucus miquiliana), различных ив (Salix), прежде всего ивы поронайской (Salix taraikensis), ивы козьей (Salix caprea) и ивы удской (Salix udensis). 2. Агроландшафты пойменных и надпойменных лугов, которые использовались ранее как покосы, характеризуются интенсивным формированием комплекса высокотравья из белокопытника широкого (Petasites amplus), дудников преломленного (Angelica genuflexa), медвежьего (Angelica ursine), Максимовича (Angelica ma-ximowiczii), либо комплекса кустарников (по большей части на границах луга и леса) из рябинника рябинолистного (Sorbarias orbifolia), таволги иволистной (Spiraea salicifolia), таволги берёзолистной (Spiraea betulifolia). Поляны и опушки, находящиеся на возвышенных и сухих местах, отличаются травяным покровом из однолетних и многолетних трав, среди которых фоновыми видами являются: лопух малый (Arctium minus), тысячелистник обыкновенный (Achillea millefolium), лагедиум сибирский (Lagedi-um sibiricum), несколько видов осоки (Carex), Иван-чай узколистный (Chamaenerion angustifoli-um), кипрей Максимовича (Epilobium maximowiczii), шиповник иглистый (Rosa acicularis). На таких участках нередко высокотравье из белокопытника широкого (Petasites amplus), дудника преломленного (Angelica genuflexa), дудника Максимовича (Angelica maximowiczii), борщевика шерти-стого (Heracleum lanatum), купыря лесного (Anthriscus sylvestris).
На заброшенных сельскохозяйственных угодьях, испытывающих процессы заболачивания, формируется комплекс растительности, в котором фоновыми видами становятся вейники, в первую очередь вейник Лангсдорфа (Calamagrostis lang-sdorffii), тростник южный, обыкновенный (Phragmi-tes australis), кипрей болотный (Epilobium palustre).
В пределах сельскохозяйственных угодий бывшего совхоза «Александровский» в связи с прекращением хозяйственной деятельности процессы сукцессии приобрели более интенсивный характер, нежели ранее. Это проявилось, прежде всего, в изменении режима увлажнения, заболачивании ранее осушенных участков долины, трансформации почв, с явным повышением кислотности и снижением в них органических веществ, а также ускорении процессов зарастания кустарниками и деревьями луговых пространств. Изменение структуры агроланшафтов проявляется в увеличении площадей вторичных (как правило, белобере-зовых лесов) за счет снижения доли лугов и сельскохозяйственных угодий.
Животный мир
В зоогеографическом отношении район инженерно-экологических изысканий относится, как и вся Сахалинская область, к восточной окраине Па-леарктики [13]. Остров Сахалин подразделяется на два зоогеографических участка - южный Сахалин
и Сахалинский. На территории последнего находится водосборный бассейн Большой Александров-ки, где во время изысканий наблюдались отдельные виды животных.
Во время маршрутных наблюдений из амфибий встречена только обыкновенная жаба; из рептилий - гадюка и живородящая ящерица, из птиц -дикуша, мохноногий сыч, рябчик, московка, гаичка, обыкновенная пищуха, длиннохвостая синица, японская овсянка, полевой жаворонок, черная ворона, большеклювая ворона; из млекопитающих -когтистая бурозубка, средняя бурозубка, дальневосточная малая бурозубка, обыкновенная белка, азиатский бурундук, азиатская лесная мышь, красная полевка.
На территории водосборного бассейна Бол. Александровки отмечаются следующие виды животных, занесенных в Красные книги России и Сахалинской области [14]: Росомаха Gulo gulo sibirica (Pallas, 1780), Сахалинская кабарга Moschus moschiferus sachalinensis (Flerov, 1929), Египетская цапля Bubulcus ibis (Linnaeus, 1758), Белая цапля Egretta alba (Linnaeus, 1758), Малый перепелятник Accipiter gularis (Temminck et Schlegel, 1844), Беркут Aquila chrysaetos (Linnaeus, 1758), Чеглок Falco subbuteo (Linnaeus, 1758), Дикуша Falcipennis falcipennis (Hartlaub, 1855), Даурский журавль Grus Vipio (Pallas, 1811), Горный дупель Gallinago solitaria (Hodgson, 1831), Белая сова Ny-ctea scandiaca (Linnaeus, 1758), Еграва Hydroprog-ne caspia (Pallas, 1770), Филин Bubo bubo (Linnaeus, 1758), Воробьиный сыч Glaucidium passerinum (Linnaeus, 1758), Ястребиная сова Surnia ulula (Linnaeus, 1758), Бородатая неясыть Strix nebulosa (Forster, 1772).
Физико-механические свойства грунтов
Вскрытые грунты представлены коренными полускальными неогеновыми аргиллитами и связными и несвязными грунтами четвертичного возраста.
На рис. 1-7 представлен инженерно-геологический разрез по трассе трубопровода от п. Михай-ловка до г. Александровск-Сахалинский. На каждом из рисунков представлен один километр трассы и разреза.
Мощность четвертичных отложений на отдельных участках составила 3-4 м (верховья долины р. Бол. Александровка), на других участках скважины глубиной 6,0 м не вскрыли коренные отложения.
В долине реки развиты аллювиально-делюви-альные отложения, представленные водонасыщен-ными гравийно-галечниковыми отложениями с песчаным заполнителем мощностью от 0,5 до 5-6 м.
Галечниковые отложения повсеместно перекрыты суглинком коричневым, тугопластичным до полутвердого на отдельных участках с дресвой, щебнем, гравием и галькой до 10-15 %. Мощность отложений от 0,9 до 3,2 м. Они также развиты на склонах и вершинах водоразделов.
Рис. 4. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 0-1 км (ПК0-ПК10). Описание инженерно-геологических элементов разреза приводится в тексте
Fig. 4. Engineering geological section on the part of the route 0-1km (PK0-PK10). Description of engineering geological elements of the section is introduced in the text
Рис. 5. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 1-2 км (ПК10-ПК20) Fig. 5. Engineering geological section on the part of the route 1-2 km (PK10-PK20)
Рис. 6. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 2-3 км (ПК20 - ПК30) Fig. 6. Engineering geological section on the part of the route 2-3 km (PK20-PK30)
Рис. 7. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 3-4 км (ПК30-ПК40) Fig. 7. Engineering geological section on the part of the route 3-4 km (PK30-PK40)
Рис. 8. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 4-5 км (ПК40-ПК50) Fig. 8. Engineering geological section on the part of the route 4-5km (PK40-PK50)
Рис. 9. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 5-6 км (ПК5 -ПК60) Fig. 9. Engineering geological section on the part of the route 5-6 km (PK50-PK60)
Рис. 10. Инженерно-геологический разрез на участке трассы 6-7 км (ПК60-ПК70) Fig. 10. Engineering geological section on the part of the route 6-7 km (PK60-PK70)
В долине и в нижней части склонов вскрыт суглинок серый, мягкопластичный мощностью от 0,9 до 4,0 м, залегает в интервале глубин от 2,0 до 9,5 м.
В нижней части разрезов долин вскрыт суглинок серый, полутвердый до твердого с содержанием гравия и гальки до 20 %, вскрыт в интервале глубин от 3,1 до 15,0 м.
В районе с. Корсаковка по днищу долины развито болото с отложениями торфа мощностью до 3,8 м. Торф от сильноразложившегося до средне-разложившегося. В зимнюю межень не обводнен. Также торфяные отложения развиты в нижней части города в пойме реки и в надпойменной террасе в виде прослоев мощностью 0,8-2,2 м.
В районе п. Михайловка и на вершине водораздела на глубине 2,5-4,0 м вскрыты коренные отложения, представленные осадочными породами неогенового возраста - верхнемиоценовые аргиллиты александровской свиты.
На всей территории изысканий развиты тонкие прослои глин и супесей различной консистенции мощностью 5-10 см, которые не выделены в отдельные инженерно-геологические элементы, но хорошо согласуются с общей инженерно-геологической моделью района изысканий.
В инженерно-геологическом разрезе выделено шесть инженерно-геологических элементов:
• ИГЭ-1 - суглинок аллювиально-делювиаль-ный, светло-коричневый, тугопластичный до полутвердого, с включениями дресвы, щебня, гравия и гальки 5-10 %. Покровный суглинок, развит на всей территории изысканий от поверхности до глубины 4,0 м. Плотность -1,96 г/см3;
• ИГЭ-2 - галечниковый грунт с песчано-гравий-ным заполнителем до 30-40 %, средней плотности, водонасыщенный, мощность - от 0,5 до 5-6 м. Плотность - 2,26 г/см3;
• ИГЭ-3 - аргиллит, малопрочный, естественная влажность около 5 %, плотность - 2,07 г/см3.
Вскрыт в районе п. Михайловка и на вершине водораздела на глубине 2,5-4,0 м. Плотность -2,07 г/см3;
• ИГЭ-4 - суглинок серый, полутвердый до твердого, с гравием и галькой до 10-20 %. Вскрыт в интервале глубин от 3,1 до 6,0 м. Плотность -2,07 г/см3;
• ИГЭ-5 - суглинок серый, мягкопластичный, мощность - от 0,9 до 4,0 м, залегает в интервале глубин от 2,0 до 9,5 м. Плотность -1,82 г/см3;
• ИГЭ-6 - торф, от среднеразложившегося до сильноразложившегося. Естественная влажность - от 62 до 182 %, плотность -1,20-1,62 г/см3. Глубина залегания: от дневной поверхности до 3,8 м. Плотность -1,33 г/см3.
Большая часть долины р. Бол. Александровка отнесена нами к денудационным поверхностям выравнивания с увалистым рельефом, образованным при медленном небольшом поднятии днища грабена. Денудационные поверхности срезают миоценовые и плиоценовые осадки и деформированы более поздними неотектоническими проявлениями.
Изменчивость инженерно-геологических элементов и их характеристик обусловлена характером экзогенного воздействия и составом материнских пород. Так, появление гравийно-галечных отложений (ИГЭ-2) связано с разрушением более древних конгломератов из толщ неогеновых (сер-тунайская, верхнедуйская свиты) и мезозойских отложений. Суглинок серый, полутвердый до твердого с гравием и галькой (ИГЭ-4) сформировался из пород сертунайской свиты, а суглинок серый, мягкопластичный, практически без грубых примесей (ИГЭ-5) является продуктом диагенеза светло-серых, желтоватых аргиллитов маруямской свиты.
Появление мощных торфяных отложений обусловлено подпором морскими водами весеннего стока и, соответственно, разливом и подтоплением
низкой поверхности выравнивания в приморской части долины, формированием болот и, как следствие, болотистых отложений (ИГЭ-6).
Инженерно-геологическое районирование трассы
В пределах территории трассы выделяется пять участков со свойственным для каждого участка набором характеристик инженерно-геологических условий.
1. Находится в районе п. Михайловка, от ПК0 до ПК7. Для него характерно неглубокое залегание коренных пород - малопрочного аргиллита (ИГЭ-3) в интервале глубин 3-4 м. На аргиллитах залегает обводненный слой галечниковых отложений с гравийно-песчаным заполнителем мощностью 1-2 м (в районе водозабора, в русле р. Бол. Александровка, его мощность достигает 5-6 м). Водоносный горизонт, развитый по галечнику - безнапорный. Верхняя часть разреза перекрыта коричневым, тугопластичным суглинком мощностью 1-2 м. Поверхность рельефа долины несколько расчленена и имеет заметный уклон в направление устья, отметки высот изменяются от 26,2 до 21,0 м.
В районе ПК7 коренные аргиллиты замещаются суглинком серым, полутвердым до твердого с гравием и галькой. Эта смена пород выражена в рельефе едва заметным общим понижением и переходом рельефа в более спокойное состояние.
2. Начинается от ПК7 и продолжается до ПК30. На этом участке долина реки расширяется до 2,0-2,5 км, днище долины выровненное, с плавным понижением в сторону устья от 21,0 до 9,5 м. Верхняя часть разреза аналогична разрезу первого участка - суглинок тугопла-стичный (ИГЭ-1) и галечник с песчано-гравий-ным заполнителем, водонасыщенный (ИГЭ-2). Отличие от первого участка имеется в нижней части разреза, которая представлена суглинком серым, полутвердым до твердого с гравием и галькой (ИГЭ-4). Водоносный горизонт (в ИГЭ-2) также безнапорный.
В районе тридцатого пикета наблюдается значительное изменение инженерно-геологического разреза: в верхней части сохраняется покровный суглинок (ИГЭ-1), а в средней и нижней частях галечник (ИГЭ-2) и полутвердый суглинок (ИГЭ-4) замещаются на суглинок серый, мягкопластич-ный (без включений) - ИГЭ-5.
3. Выделяется от ПК30 до ПК46. В пределах участка русло реки приближается к правому борту долины. Отметки высот изменяются от 9,5 до 6,0 м. Рельеф ровный, с небольшими врезами ручьев. Инженерно-геологический разрез представлен двумя элементами: в верхней части - суглинок коричневый, тугопла-стичный (ИГЭ-1), мощностью 1,8-2,2 м, в нижней - суглинок серый, мягкопластичный (ИГЭ-5).
Аналогичные условия также встречены в районе ПК67-ПК70.
В районе сорок шестого пикета отмечается кардинальная перестройка верхней части разреза: суглинок тугопластичный (ИГЭ-1) полностью замещается торфом (ИГЭ-6) и галечником (ИГЭ-2). В нижней части сохраняется суглинок мягкопла-стичный (ИГЭ-5).
4. Выделен от ПК46 до ПК63. В верховьях участка русло реки делает резкий поворот на запад и далее течет вплотную к левому борту долины. Днище долины относительно ровное и плоское, со слабым уклоном к центральной части участка, с отметками высот от 6,0 м по краям до 2,0 м в центре. Заболочено. Развиты мощные торфяные отложения. Инженерно-геологический разрез представлен тремя элементами: в верхней части - торф, от среднеразложившего-ся до сильно разложившегося, мощность до 3,8 м, ниже - галечник с песчано-гравийным заполнителем, водонасыщенный (ИГЭ-2), мощность до 1,5 м, в основании - суглинок серый, мягкопластичный (ИГЭ-5).
На осушенной прирусловой части долины расположен п. Корсаковка. В районе шестьдесят третьего пикета галечниковый слой полностью выклинивается, а верхняя часть торфяника замещается суглинком коричневым, тугопластичным.
5. Выделяется от ПК63 до ПК67. Рельеф спокойный, ровный, выдержан в районе отметки 2,0 м. В инженерно-геологическом разрезе выделено три элемента: от 0 до 1,1 м - суглинок коричневый, тугопластичный (ИГЭ-1), от 1,0 до 2,2 м - торф, от среднеразложившегося до сильно разложившегося (ИГЭ-6), в нижней части -суглинок серый, мягкопластичный (ИГЭ-5). По результатам детального сейсмического районирования для всего района исследований фоновая (исходная) сейсмичность определена в 8 баллов, для средних грунтовых условий (II категория грунтов по сейсмическим свойствам) для объектов нормального и повышенного уровня ответственности (карты А, В) (приказ № 104-1 от 14.12.2007 г. департамента строительства Сахалинской области).
Обсуждение результатов
В процессе исследования были выявлены характерные черты природных условий и особенности современного состояния экосистем территории, а также определены инженерно-геологические условия долины р. Бол. Александровка
По результатам выполненных исследований выявлены сложные инженерно-геологические условия (III категория, СП 11-105-97, приложение Б), обусловленные высокой сейсмичностью района (8-9 баллов), наличием специфических грунтов и водоносных горизонтов.
К специфическим грунтам относятся торфяные отложения (ИГЭ-6).
По пучинистости в зоне сезонного промерзания к среднепучинистым относится суглинок тугопла-стичный (ИГЭ-1) и сильно пучинистым - суглинок мягкопластичный (ИГЭ 5).
В пределах территории исследований выделено пять участков с характерным комплексом инженерно-геологических условий для каждого участка.
К неблагоприятным процессам относятся: высокая сейсмичность (8-9 баллов), развитие специфических грунтов (торф), пучинистость грунтов, заболачиваемость, подтопление, сезонные паводки, донная и боковая эрозия русла р. Бол. Алек-сандровка.
Выявленный перерыв в аллювиальных отложениях между пикетами 31-47 обусловлен, по-видимому, промыванием рекой нового спрямленного русла при стоке с более высокой террасы, с уровнем бровки на высоте 12 м, на более низкую, с уровнем поверхности 4-6 м над уровнем моря. Результат прорыва реки хорошо прослеживается на космических снимках. Образование низкой морской террасы абразионно-аккумулятивного генезиса связано с послеледниковой трансгрессией, произошедшей около 7-9 тыс. л. н., когда море уходило вглубь долины р. Бол. Александровка на 5-7 км [5].
Особенности формирования террас с уровнями поверхностей 12-15 м изучались ранее другими
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Ч. 1-6. Вып. 34 / Гос. ком. СССР по гидрометеорологии. Сахалинская область. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 350 с.
2. Геология СССР. Том XXXIII. Остров Сахалин. Геологическое описание / С.Н. Алексейчик, В.Н. Верещагин, Д.П. Жижин, Ю.М. Ковтунович, И.М. Сирык, А.Я. Табояков, И.И. Тютрин, И.К. Туезов / под ред. В. Н. Верещагина. - М.: Недра, 1970. - 432 с.
3. Кайнозой Сахалина и его нефтегазоносность / Ю.Б. Гладенков, О.К. Баженова, В.И. Гречин, Л.С. Маргулис, Б.А. Сальников. - М.: ГЕОС, 2002. - 225 с.
4. Morley J.J., Nigrini C. Miocene to Pleistocene radiolarian bio-stratigraphy of North Pacific sites 881, 884, 885, 886, and 887 // Proc. DDP. Sci. Results. - 1992. - V. 145. - P. 55-91.
5. Александров С.М. Остров Сахалин. История развития рельефа Сибири и Дальнего Востока. - М.: Наука, 1973. - 183 с.
6. Атлас литолого-палеогеографических карт СССР 1:7500000. Т. III. Триасовый, юрский и меловой периоды / гл. ред. А.П. Виноградов, ред.: В.Н. Верещагин, А.Б. Ронов и др. - М.: ГУГК, 1968. - 74 л.
7. Атлас литолого-палеогеографических карт СССР 1:7500000. Т. IV. Палеогеновый, неогеновый и четвертичный периоды / гл. ред. А.П. Виноградов; ред.: В.А. Гроссгейм, В.Е. Хаин и др. - М.: ГУГК, 1967. - 57 л.
8. Тихонович Н.Н., Полевой П.И. Геоморфологический очерк русского Сахалина. - Пг., Геол. ком., 1915. - 77 с.
9. Климат Александровска-Сахалинского // Погода и климат. 2004-2015. URL: http://www.pogodaiklimat.ru/clima-te/32061.htm (дата обращения: 26.10.2015).
10. Агрохимический паспорт совхоза «Александровский». - Южно-Сахалинск: ФГБУ ГЦАС «Сахалинский», 2013. - 7 с.
11. Толмачёв А.И. Геоботаническое районирование острова Сахалина. - М; Л.: Изд-во АН СССР, 1955. - 77 с.
12. Крестов П.В., Баркалов В.Ю., Таран А.А. Ботанико-географи-ческое районирование острова Сахалин / Растительный и животный мир острова Сахалин: Матер. Междунар. сахалинского проекта. Т. 1. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - С. 67-90.
13. Атлас Сахалинской области. - М.: ГУГК, 1967. - 136 с.
исследователями, которые объясняли их генезис колебаниями уровня океана при значительной гляциоэвстатической трансгрессии позднеплей-стоценового возраста [15-19]. Формирование нижней денудационной поверхности отнесено С.М. Александровым к раннему плейстоцену, им отмечалось срезание ею верхнеплиоценовых отложений [3].
Заключение
Выявлено, что начиная с верхнеплиоценового времени днище долины р. Бол. Александровка было подвержено процессу устойчивого поднятия. Аналогичные процессы протекали на северо-восточном шельфе Сахалина [20, 21]. Направленность и развитие современных процессов на каждом конкретном участке шельфа зависит от его структурной приуроченности и соответствующего состояния эндогенных факторов, а объемы поступающего материала и его перемещение обеспечивают экзогенные факторы. Морфолитодинамические особенности современных процессов для шельфовых зон Сахалина установлены в процессе комплексных исследований в данном районе [22, 23].
14. Красная Книга Сахалинской области: животные. - Южно-Сахалинск: Сахалин. кн. изд-во, 2001. - 190 с.
15. Каплин П.А., Поротов А.В. Изменения климата в позднем голоцене и развитие морских берегов Черного моря // Геоморфология. - 2012. - №4. - С. 64-72.
16. Holocene development and geomorphic processes at Omnsbreen, southern Norway: Evidence for glacier-permafrost interactions / K.S. Lilleoren, O. Humlum, A. Nesje, B. Etzelm?ller // The Holocene. - 2013. - № 23 (6). - P. 796-809.
17. Jolivet L., Tamaki K. Neogen Kinematics in the Japan Sea Region and volcanic activity of the North-east Japan Arc // Proceeding of the Ocean Drilling Program, Scientific Results. - Texas A&M University, 1992. - V. 127/128, Pt. 2. - P. 1311-1327.
18. Woodroffe S.A., Horton B.P. Holocene sea-level changes in the Indo-Pacific // Journal of Asian Earth Sciences. - 2005. -V. 25.- Iss. 1. - P. 29-43.
19. Contrasted sediment processes and morphological adjustments in three successive cutoff meanders of the Danube delta / L.T. Dutu, M. Provansal, J. Le Coz, F.Dutu // Geomorphology. - 2014. -V. 204. - P. 154-164.
20. Ильин В.В. Эндогенные и экзогенные факторы в процессах эрозии, переноса и аккумуляции осадков на северо-восточном шельфе острова Сахалин / Известия Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 324. - № 1. - С. 17-22.
21. Куделькин В.В., Ильин В.В., Савицкий В.О. Несогласия в осадочном чехле Охотского моря / Вторая тихоокеанская школа по морской геологии и геофизике. - Южно-Сахалинск, 13-15 сентября 1985. - Южно-Сахалинск: Институт морской геологии и геофизики ДВНЦ АН СССР, 1985 - С. 41-42.
22. Мелкий В.А. Теоретические основы и принципы построения единой системы мониторинга природной среды и техносферы / Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2002. - № 2. - С. 89-97.
23. Математическое моделирование условий функционирования экосистемы Татарского пролива / В.М. Пищальник, А.В. Леонов, В.С. Архипкин, В.А. Мелкий. - Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011. - 104 с.
Поступила 27.10.2015 г.
UDC 551.4.02:551.3.051
RESULTS OF STUDIES OF NATURAL CONDITIONS AND ENGINEERING-GEOLOGICAL STRUCTURE OF THE VALLEY OF THE RIVER BOLSHAYA ALEKSANDROVKA (SAKHALIN ISLAND)
Vyacheslav A. Melkiy,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk,
693008, Russia. E-mail: [email protected]
Vladimir V. Ilin,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Vladimir M. Pishchalnik,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Valeriy A. Sakharov,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Nikolay S. Semenov,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Sergey M. Pervukhin,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Aleksey A. Verkhoturov,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk,
693008, Russia. E-mail: [email protected]
Yana P. Belyanina,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk,
693008, Russia. E-mail: [email protected]
Irina V. Eremenko,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Oleg M. Zaripov,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
Aleksey A. Galtsev,
Sakhalin State University, 42, Pogranichnaya street, Yuzhno-Sakhalinsk, 693008, Russia. E-mail: [email protected]
The relevance of the discussed issue is caused by the need of precise ideas about the structure of the upper part of geological section, based on understanding of sediments genesis for use as engineering geological support of construction in the study area. The main aim of the study is to identify engineering-geological conditions in the valley of river Bolshaya Aleksandrovka according to the results of engineering surveys and determination of features of formation of the Neogene-Quaternary deposits of the territory. The methods used in the study: methods of engineering-geological researches: surface observation, drilling; complex laboratory methods for determining physico-mechanicalproperties of rocks: determination of granulometric composition of cohesive and non-cohesive sedimentary rocks, density and bulk density calculation of porosity, moisture content and the maximum molecular moisture capacity, plasticity, stickiness, swelling and other; methods for determining petrophysical properties of igneous rocks: density, bulk density, water saturation, water absorption, humidity, capillary rise, porosity, strength and elastic properties; geophysical methods of vertical electrical sounding and seismic exploration by the method of refracted waves; direct methods of correlation of ground sections, based on the study of cores and the mapping of columns in different wells; stratigraphic method.
The results: As a result of geological engineering survey the authors have compiled geological section of seven kilometers to the bottom of the valley of the river Bolshaya Aleksandrovka, located in the central part of Sakhalin island. The conditions of formation of the up-
per part of the section were identified and engineering-geological elements and their spatial position were selected. The authors zoned the valley territory by the totality of sediments characteristics and variability of the individual parameters in different parts of the section. It was ascertained that since the Upper Pliocene time the bottom of the valley of river Bol. Aleksandrovka was subjected to sustainable lift. The authors determined the break in the alluvium between stations 3—47, which is caused by the washing of a new straightened river channel at the runoff from higher terraces, with edge level on the height of 12 m, to a lower one, with the surface level of 4-6m above sea level. The formation of the lowest marine terraces of abrasion-accumulative genesis is associated with post-glacial transgression, occurred near 7-9 ka BP, when the sea went inward into the valley of Bol. Aleksandrovka on 5-7 km. Formation of terraces with surface level of 12-15 m can be explained by the ocean level rise at significant glacioeustatic transgressions in Late Pleistocene.
Key words:
Engineering-geological surveys, space remote sensing, endogen factor and exogenous factors, erosion, accumulation, sediment transporting.
REFERENCES
1. Nauchno-prikladnoy spravochnik po klimatu SSSR [Scientific-applied handbook on climate of the USSR]. B. 1-6. Iss. 34. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1990. 350 p.
2. Alekseychik S.N., Vereshchagin V.N., Zhizhin D.P., Kovtuno-vich Yu.M., Siryk I.M., Taboyakov A.Ya., Tyutrin I.I., Tu-ezov I.K. Geologiya SSSR. Tom XXXIII. Ostrov Sakhalin. Geolo-gicheskoe opisanie [Geology of the USSR. V. XXXIII. The Sakhalin Island. Geological description]. Ed. by V.N. Vereshchagin. Moscow, Nedra Publ., 1970. 432 p.
3. Gladenkov Yu.B., Bazhenova O.K., Grechin V.I., Margulis L.S., Salnikov B.A. Kaynozoy Sakhalina i ego neftegazonosnost [The Cenozoic of Sakhalin and its oil and gas potential]. Moscow, GEOS Publ., 2002. 225 p.
4. Morley J.J., Nigrini C. Miocene to Pleistocene radiolarian bio-stratigraphy of North Pacific sites 881, 884, 885, 886, and 887. Proc. DDP. Sci. Results, 1992, vol. 145, pp. 55-91.
5. Aleksandrov S.M. Ostrov Sakhalin. Istoriya razvitiya relefa Sibi-ri i Dalnego Vostoka [The Sakhalin Island. The history of development of relief of Siberia and the Far East]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 183 p.
6. Atlas litologo-paleogeograficheskikh kart SSSR 1:7500000. T. III. Triasovy, yurskiy i melovoy periody [Atlas of lithological-paleoge-ographical maps of the USSR 1:7500000. V. III. Triassic, Jurassic and Cretaceous periods]. Ed. by A.P. Vinogradov, V.N. Vereshchagin, A.B. Ronov. Moscow, GUGK Press, 1968. 74 p.
7. Atlas litologo-paleogeograficheskikh kart SSSR 1:7500000. T. IV. Paleogenovy, neogenovy i chetvertichny periody [Atlas of litholo-gical-paleogeographical maps of the USSR 1:7500000. V. IV. Pa-leogene, Neogene and Quaternary periods] Ed. by A.P. Vinogradov, V.A. Grossgeym, V.E. Khain. Moscow, GUGK Press, 1967. 57 p.
8. Tikhonovich N.N., Polevoy P.I. Geomorfologicheskiy ocherk rus-skogo Sakhalina [Geomorphological sketch of the Russian Sakhalin]. Petrograd, Geological Committee, 1915. - 77 p.
9. Klimat Aleksandrovska-Sakhalinskogo [Climate of Aleksan-drovsk-Sakhalinsky]. Pogoda i klimat [Weather and climate]. 2004-2015. Available at: http://www.pogodaiklimat.ru/clima-te/32061.htm (accessed 26.10.2015).
10. Agrohimicheskiypasport sovhoza «Aleksandrovskiy» [Agrochemi-cal passport of the farm «Aleksandrovskiy»]. Yuzhno-SaKhalinsk, Sakhalinskiy Publ., 2013. 7 p.
11. Tolmachev A.I. Geobotanicheskoe rayonirovanie ostrova Sakhalin [Geobotanical zonation of Sakhalin island]. Moscow, Leningrad: Academy of Sciences of the USSR Publ., 1955. 77 p.
12. Krestov P.V., Barkalov V.Yu., Taran A.A. Botaniko-geogra-ficheskoe rayonirovanie ostrova Sakhalin [Botanical-geographic zoning of Sakhalin island]. Rastitelny i zhivotny mir ostrova Sakhalin. Materialy Mezhdunarodnogo sakhalinskogo proekta [Flora and fauna of Sakhalin island. Materials of International Sakhalin project]. Vladivostok, Dalnauka Publ., 2004. Vol. 1, pp. 67-90.
13. Atlas Sakhalinskoy oblasti [Atlas of Sakhalin region]. Moscow, GUGK Publ., 1967. 136 p.
14. Krasnaya Kniga Sakhalinskoy oblasti: zhivotnyie [The Red Book of the Sakhalin region: animals]. Yuzhno-Sakhalinsk, Sakhalin book publishing house, 2001. - 190 p.
15. Kaplin P.A., Porotov A.V. Izmeneniya klimata v pozdnem golot-sene i razvitie morskikh beregov Chernogo morya [Climate change in the late Holocene and the development of marine coasts of the Black sea]. Geomorfologiya, 2012, no. 4, pp. 64-72.
16. Lilleoren K.S., Humlum O., Nesje A., Etzelm?ller B. Holocene development and geomorphic processes at Omnsbreen, southern Norway: Evidence for glacier-permafrost interactions. The Holo-cene, 2013, no. 23(6), pp. 796-809.
17. Jolivet L., Tamaki K. Neogen Kinematics in the Japan Sea Region and volcanic activity of the North-east Japan Arc. Proc. of the Ocean Drilling Program Scientific Results. - Texas A&M University, 1992. - V. 127/128, Pt. 2. - P. 1311-1327.
18. Woodroffe S.A., Horton B.P. Holocene sea-level changes in the Indo-Pacific. Journal of Asian Earth Sciences, 2005, vol. 25, Iss. 1, pp. 29-43.
19. Dutu L.T., Provansal M., Le Coz J., Dutu F. Contrasted sediment processes and morphological adjustments in three successive cutoff meanders of the Danube delta. Geomorphology, 2014, vol. 204, pp. 154-164.
20. Ilin V.V. Endogennye i ekzogennye faktory v protsessakh erozii, perenosa i akkumulyatsii osadkov na severo-vostochnom shelfe os-trova Sakhalin [Endogenous and exogenous factors at sediment erosion, transporting and accumulation in the north-east shelf of Sakhalin island]. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2014, vol. 324, no. 1, pp. 17-22.
21. Kudelkin V.V., Ilin V.V., Savitskiy V.O. Nesoglasiya v os-adochnom chekhle Okhotskogo morya [Disagreement in the sedimentary cover of the Sea of Okhotsk]. Vtoraya tikhookeanskaya shkola po morskoy geologii i geofizike [The second Pacific School on marine Geology and Geophysics]. Yuzno-Sakhalinsk, 13-15 September 1985. Yuzno-Sakhalinsk, Institute of marine Geology and Geophysics of the FESC of the USSR, 1985. pp. 41-42.
22. Melkiy V.A. Teoreticheskie osnovy i printsipy postroeniya edinoy sistemy monitoringa prirodnoy sredyi i tekhnosfery [Theoretical foundations and principles of the United system of monitoring of the Environment and the Technosphere]. Izvestiya vuzov. Geode-ziya i aerofotosemka, 2002, no. 2, pp. 89-97.
23. Pishchalnik V.M., Leonov A.V., Arkhipkin V.S., Melkiy V.A. Matematicheskoe modelirovanie usloviy funktsionirovaniya eko-sistemy Tatarskogo proliva [Mathematical modeling of functioning of Strait of Tartary ecosystem]. Yuzhno-Sahalinsk, SakhGU Publ., 2011. 104 p.
Received: 27 October 2015.
