1.6 Д.А. Манукьян, О.Б. Кизарисова

Д.А. Манукьян, О.Б. Кизарисова
ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ
ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ В СПЕЦИФИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
ТЕРРИТОРИИ КБР, ИХ ПРОГНОЗ И МОНИТОРИНГ
Оползень - это смещение части горных пород на более низкий гипсометрический
уровень при сохранении контакта с неподвижным основанием. Оползневые процессы это последовательные изменения состава, состояния и свойств оползня с момента его
зарождения и перемещения на другой уровень вплоть до полного затухания,
проявляющиеся в деформациях слагающих оползень горных пород.
Массовая активизация оползней наблюдается при особых метеорологических
условиях - выпадении большого количества осадков. Острота проблемы активизации
оползней состоит в том, что катастрофические проявления их могут нести не только
огромные экономические убытки, но и вызывать гибель сотен и тысяч людей во всех
частях мира. Так, например, в 1920 году в Китае в результате оползня погибло около 100
тысяч человек, в 1970 году в Перу погибло 18 тысяч человек, в 1974 году в Андах сошел
самый крупный в мире оползень объемом 1,6 км3, где погибло 450 человек [1].
Все факторы, обусловливающие формирование и развитие оползневых процессов
делят на три группы:
1) постоянные или неизменяющиеся (геологическое строение и рельеф);
2) медленно изменяющиеся (современные тектонические движения, климат,
гидрогеологические, геокриологические условия, растительность, почвы);
3) быстро изменяющиеся (метеорологические, гидрологические, сейсмические
условия, хозяйственная деятельность).
Разделение оползней по их механизму проводится на одном иерархическом уровне,
выделяется шесть отличных друг от друга типов оползней: скольжения, выдавливания,
выплывания, течения, проседания и разжижения [2]. Особенности инженерногеологических условий территорий и, в первую очередь, состав, структура и свойства
пород стратиграфо-генетических комплексов, слагающих склоны, обусловливают
неравномерность как в целом на земном шаре, так и в отдельных геологических регионах,
в частности, в специфических условиях территории Кабардино-Балкарской Республики
(КБР).
В административном отношении территория Кабардино-Балкарии входит в состав
южного федерального округа РФ. Территорию КБР по особенностям техногенного
воздействия на геологическую среду можно разделить на две орографические зоны: в
южной части - горная система Большого Кавказа, на севере - Кабардинская предгорная
равнина. По географическому положению Кабардино-Балкария занимает центральную
часть северного склона Большого Кавказа с очень сложным геологическим строением и
рельефом, обуслoвливающими широкое развитие экзогенных геологических процессов, в
том числе, оползневых. Наиболее распространенными генетическими типами оползней на
территории КБР являются оползни-потоки, оползни скольжения и оползни разжижения.
Оползни-потоки или оползни-сплывы по числу проявлений занимают первое место.
Для них характерна тесная связь с корой выветривания пород [3]. В горно-складчатых
областях оползни течения связаны с глинистыми элювиально-делювиальными и
крупнообломочными
покровными
образованиями
и
рыхлыми
оползневыми
накоплениями. Типичной особенностью механизма оползней течения является полная или
частичная потеря первичной структуры пород в зоне смещения вследствие изменения
влажности. Под воздействием гравитационных и гидродинамических сил происходит
водно-пластическое течение глинистых пород.
Оползни скольжения связаны с различными по составу, возрасту и генезису
скальными и полускальными породами. Для них характерно блоковое строение, наличие
наклонной поверхности, совпадающей с плоскостями напластования, рассланцованности,
с крупными тектоническими разломами. Различие состава деформирующихся пород и их
структуры предопределяют различия морфологии, морфометрии и динамики оползней
этого типа. Оползни скольжения делятся на две разновидности: консеквентные соскальзывающие, инсеквентные - срезающие.
Оползни разжижения распространены в областях молодых глинистых отложений
моренного генезиса, характерным свойством которых является высокая чувствительность.
Глины этой категории обладают способностью внезапного разжижения и перехода в
текучее состояние или тиксотропностью.
Оползневые процессы на территории КБР наиболее сильно развиты в предгорнойнизкогорной зоне (оползневые массивы Герпегежский, Белореченский, Верхне-Куркужинский) [4]. В среднегорной зоне расположены крупные оползни на Тырныаузском
(«Бузулган») и Верхне-Балкарском участках. Наибольшая активизация оползневых
процессов приурочена к опасному периоду весны-начала лета и обусловлена ливневыми
дождями. Исключением является оползень «Бузулган», активизация которого связана с
размывом и подрезкой языковой части селями и рекой Герхожан-Су во время летнего
паводка.
Оползневые процессы оказывают существенное влияние на общее экологическое
состояние территории и ежегодно наносят значительный материальный ущерб
республике, а иногда приводят к человеческим жертвам. Однако человек в ходе
хозяйственной деятельности может изменить - ускорить или замедлить - ход развития
геологических процессов. Нарушение склонов при строительстве различных сооружений
и автодорог на территории республики приводит к образованию и активизации оползней.
Так, в 2001 году активизация обвалов в ущельях Черека Безенгийского и Адыл-су
обусловлена подрезкой склонов дорогами. В районе с. Верхняя Балкария активизация
древнего оползня произошла в результате подрезки склона дорогой и проведения
взрывных работ. Антропогенное воздействие способствует также активизации оползневых
процессов населенных пунктов на Герпегежском и Верхне-Куркужинском участках. В
1998 году в районе с.Герпегеж образование нового оползня произошло прямо на полотне
автодороги и напрямую связано с движением транспорта. В результате нарушения
дернового покрова (тропинчатой эрозии) также активизируются оползневые процессы.
Для предотвращения или предупреждения негативных последствий оползневых
процессов в КБР установлена система мониторинга экзогенных геологических процессов.
На основании наблюдений за ними составляются прогнозы. Главной задачей
исследований является количественное решение прогнозной оценки подверженности
территории КБР воздействию оползневых процессов в специфических условиях, в
результате которого составляются оперативные (краткосрочные), среднесрочные и
долгосрочные прогнозы. Для составления оперативных прогнозов оползневых процессов
на территории КБР установлено три процессоопасных периода, напрямую связанных с
метеорологическими и гидрологическими факторами:
первый период - весна - начало лета - обусловлен таянием снежного покрова и
ливневыми дождями;
второй период - летний - характерна жаркая погода, вызывающая таяние ледников и
подъем уровня воды в реках, ливневые дожди;
третий период - сентябрь - октябрь - период затяжных дождей, вызывающих
проявления оползневых процессов в предгорье-низкогорье.
Научная новизна исследований этих факторов заключается в составлении
трехслойных прогнозных карт на базе математической модели конкретного вида оползней
с помощью уже имеющегося обзорного картографического материала. Составление таких
карт дает возможность оконтуривать участки максимального проявления оползневых
процессов, а также рационально планировать хозяйственное освоение территории,
проводить противооползневые мероприятия и мониторинговые наблюдения. Некоторые
исследователи называют такие карты – картами оценки оползневого риска. Построение
прогнозных карт осуществляется с использованием геоинформационных систем (ГИС),
для чего производится разделение изучаемой территории на элементарные участки.
Информация о факторах формирования и развития оползневых процессов снимается с
геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических, геоморфологических,
климатических и других карт.
Интенсивность оползневых процессов на этих картах будет оцениваться
площадными и линейными коэффициентами пораженности. Интенсивность проявления
оползней определяется двумя показателями: коэффициентом площадной пораженности и
коэффициентом частоты оползней. Коэффициент площадной пораженности (Кр) – это
отношение площади, пораженной оползнями (fp), ко всей площади участка (F) –
изменяется от 0 до 1 [5]
Kp = fp/F.
(1)
Коэффициент частоты оползней Кр - это отношение числа оползней (n) на данном
участке к площади этого участка (F) – изменяется от 0 до 
Kp = n/F.
(2)
При окончательном оформлении карты коэффициент площадной пораженности
территории вычисляется по формуле
Kp = nfn/F,
(3)
где n – число оползней на участке; fn – средняя статистическая площадь одного оползня
конкретного генетического типа.
Практическая значимость картографирования заключается в том, что на основе этих
прогнозов создается система организации мониторинга, которая включает в себя три
подсистемы:
1) подготовительные работы (сбор банка данных);
2) наблюдения;
3) прогноз.
Основными задачами мониторинга оползневых процессов являются:
изучение их режима и факторов формирования, в том числе техногенных, на
специально организованной опорной наблюдательной сети (на территории КБР
наблюдательная сеть мониторинга за экзогенными геологическими процессами состоит из
четырех федеральных участков наблюдений и одиннадцати участков территориального
уровня);
оценка активности оползневых процессов и их влияния на геологическую среду;
изучение, оценка характера и степени влияния деятельности человека на активность
оползневых процессов;
составление различных видов прогнозов оползневых процессов;
проверка, оценка оправдываемости и уточнение прогнозов;
оценка степени подверженности народнохозяйственных объектов воздействию
оползневых процессов;
разработка практических рекомендаций по комплексу природоохранных
мероприятий и рациональному использованию геологической среды от оползневых
процессов;
разработка и ведение постоянно действующих моделей прогноза оползневых
процессов.
Мониторинговые исследования должны носить комплексный характер. Этот
комплекс должен включать в себя следующие виды исследований [6]:
геологические
(стратиграфия,
тектоника,
антропогенные
отложения,
минералогический состав, степень и характер раздробленности пород);
геоморфологические (элементы рельефа, слагающие речные долины, распределение
уклонов, гипсометрия). В ходе изучения динамики оползневых процессов
устанавливаются следующие причины этих явлений: подмыв руслом склона, оттаивание
грунтов, выходы грунтовых вод, землетрясения, тектонические движения, техногенные и
агрогенные факторы;
гидрогеологические (глубина залегания первого от поверхности водоносного
горизонта, фильтрационные свойства пород и их водопроницаемость, характер движения
грунтовых вод, выходы подземных вод на поверхность);
грунтовые исследования (изучение физико-механических свойств склоновых
отложений, гранулометрический состав, влажность, пористость, пластичность, угол
естественного откоса);
геофизические (условия залегания горных пород и подземных вод, их физические и
химические свойства, физико-геологические явления, техногенные явления);
гидрологические (наблюдения за внутригодовым распределением стока рек, изучение
связи между формированием максимальных расходов и активизацией оползней,
выяснение роли дождевых паводков в оползневых процессах природного антропогенного
генезиса);
метеорологические (изучение хода температур на различных гипсометрических
уровнях и в различных ландшафтных поясах на различных участках проявления
оползневых процессов, установление закономерности в распределении атмосферных
осадков, изучения режима таяния снега и ледников);
почвенные исследования (изучение и картирование типов и мощности почв по
высотным зонам, механического состава, фильтрационных свойств, объемного веса почв,
изучение бронирующей роли почв на горных склонах);
геоботанические - относятся к категории природоохранных (описание и
картирование растительности, глубина проникновения корней, установление
закономерности размещения растительных ассоциаций на оползневых склонах, выявление
противооползневой аккумулятивной и задерживающей роли растительности на склонах);
эколого-экономические - завершают собой комплекс изучения исследуемого района в
ходе организации мониторинга оползневых процессов (площади оползнеопасных
бассейнов, количество населения в бассейне в целом и в страдающих от оползневых
процессов участков, процент, занимаемый оползнями и другими непродуцирующими
площадями на территории КБР, площадь смытых почв и степень развития оползней на
различных участках, стоимость зданий, сооружений, хозяйственной инфраструктуры в
зоне распространения оползневых процессов, затраты на строительство инженернотехнических защитных сооружений, агролесомелиоративные мероприятия по
биологическому креплению склонов и общая стоимость разрушенных объектов,
техническое состояние действующих сооружений по защите населения от оползневых
процессов).
Библиографический список
1. Оползни и сели. Под ред. Шеко А.И. Центр международных проектов ГКНТ. М.,
1984. Т. 2. С.7.
2. Оползни и сели. Под ред. Шеко А.И. Центр международных проектов ГКНТ. М.,
1984.Т. 2. С.52 - 60.
3. Бондарик Г.К. Общая теория инженерной (физической) геологии. М.: Недра. 1981.
4. Отчет КабБалкГеоМониторинга о геологических экзогенных процессах за 2003 г. С.44.
5. Оползни и сели. Под ред. Шеко А.И. Центр международных проектов ГКНТ. М., 1984.
Т. 1. С.250.
6. Отчет Кабардино-Балкарской геолого-разведочной экспедиции. Мониторинговые
исследования. 2002. С. 36 – 46.