uzluga.ru
добавить свой файл
1
ДИНАМИКА РУСЛА ГОРНОЙ РЕКИ В ПОСЛЕСЕЛЕВОЙ ПЕРИОД В УСЛОВИЯХ АКТИВНЫХ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ1

Виноградова Н.Н., Крыленко И.В., Сурков В.В. E-mail river@river.geogr.msu.su

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Селевые потоки, поступающие из притоков в русло принимающей их горной реки, оказывают большое влияние как на русло реки, формируя при впадении в нее конус выноса из селевых отложений, так и на прилегающую к реке территорию. На обширном конусе выноса р. Герхожансу, наиболее селеопасного притока р. Баксан в Приэльбрусье, расположен самый крупный жилой и административный районы г. Тырныауза. Устранение последствий наиболее разрушительных селей, проходящих по Герхожану, требует выполнения ряда инженерных работ. Изменения русла р. Баксан у г. Тырныауз являются показательным примером развития русловых процессов на крупной горной реке в условиях активных антропогенных воздействий.

Рассматриваемый участок русла протяженностью около 15 км расположен в верхнем течении Баксана на высотах 1400-1200 м в 40-50 км от истока реки. Баксан здесь типично горная река, характеризующаяся большими уклонами и скоростями течения, валунно-галечным аллювием, летним половодьем, связанным с таянием снегов и ледников в высокогорье, значительным влиянием на развитие русла геолого-геоморфологических условий, склоновых и селевых процессов. Среднемноголетний сток воды Баксана (г.п. Тырныауз) составляет 0,75 км3/год, максимальный расход воды превышает 200 м3/с, суммарный сток наносов - более 1 млн. т/год.

Специфическими особенностями участка являются:

- расположение в месте выхода реки из узкого ущелья в межгорную котловину. Это обусловливает резкое увеличение ширины долины, смену подстилающих пород со скальных с маломощным слоем аллювия на многометровые толщи рыхлообломочного материала разнородного происхождения (флювиогляциального, селевого, аллювиального).

- активная селевая деятельность на притоках, расположенных выше по течению (Тютюсу, Бол. и Мал. Мукуланы) и впадающих в Баксан в пределах города (Герхожансу и Камыксу). Наиболее мощные периодически повторяющиеся сели наблюдаются в бассейне Герхожансу. Последние по времени проявления сели, прошедшие с 18 по 25 июля 2000 г., носили катастрофический характер, привели к человеческим жертвам и значительному материальному ущербу.

- продолжительные (более 60 лет) и значительные по объемам прямые и косвенные техногенные воздействия на русло реки, связанные с деятельностью крупного горнодобывающего Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината (ТВМК), развитием инфраструктуры Тырныауза, устройством берего- и селезащитных сооружений и ликвидацией последствий селевых потоков.

Выше Тырныауза естественные деформации в устойчивом врезанном русле ограничены и проявляются, главным образом, в незначительных смещениях и размыве берегов при сходе селей из притоков. Наиболее существенным антропогенным воздействием на русло на этом участке Баксана является резкое увеличение, начиная с 70-х годов XX века, поступления наносов из левых притоков Бол. и Мал. Мукуланов в результате схода техногенных селей, формирующихся из отвалов карьера ТВМК в их верховьях. Небольшая крупность поступающего селевого материала способствует быстрому транзиту его вниз по течению. Однако, при сходе значительных селей на Баксане ниже устья Бол. Мукулана формируются протяженные селевые террасы, постепенно размываемые рекой. (фото Террас при впадении Мукулана)

Участок Баксана от верхней границы Тырныауза до устья Камыксу отличается интенсивными русловыми деформациями. Здесь происходит резкое уменьшение уклонов, связанное, главным образом, с формированием за многолетний период зоны подпора выше селевого конуса выноса Герхожансу, а также с выходом реки из теснины в расширение долины. В условиях направленной аккумуляции значительной части наносов, поступающих с вышележащего участка, здесь сформировалось слабоустойчивое широкопойменное блуждающее русло с подвижными аллювиальными русловыми формами, развитием горизонтальных и вертикальных русловых деформаций. В последующем участок подвергся активным антропогенным воздействиям. В 1950-х годах в пойме Баксана был обустроен шламоотстойник (старое хвостохранилище) ТВМК, в 70-80-х годах обширный массив поймы с помощью искусственной отсыпки был отторгнут под жилую застройку. Русло было стеснено и канализовано, берега укреплены берегозащитными стенками. Это привело к ограничению горизонтальных русловых деформаций и, благодаря повышению транспортирующей способности потока, способствовало увеличению транзита наносов на участке. В результате возросли вертикальные деформации, связанные с движением аллювиальных форм, однако, в целом, устойчивость русла повысилась. В 2000 г. после катастрофических селей, перекрывших Баксан, в пределах зоны подпора возник обширный, длиной около 2 км временный водоем, где практически полностью осаждались наносы, поступающие по Баксану. Наибольшее повышение отметок дна составило свыше 4 м, а общий объем отложившихся наносов более 1,0 млн.т. Было затоплено несколько городских микрорайонов. (фото Зоны подпора – подпрудного водоема) Для устранения последствий затопления был выполнен ряд инженерных работ, которые значительно преобразовали русло Баксана. Через прокоп в селевых массах был спущен подпрудный водоем, русло было искусственно углублено и обваловано, поскольку старые берегозащитные стенки на значительном протяжении были погребены под наносами. Это позволило к половодью 2001 г. вернуть реку в старое русло, однако высотные отметки дна оставались на 1-3 м выше доселевых. В половодья 2001-2002 гг. отложения в зоне подпора были практически полностью размыты. В русле Баксана в результате поступления наносов с вышележащего участка и размыва дамб обвалования сформировались побочни и осередки из галечно-валунного материала. (фото Зоны подпора с побочнями и осередками).Проводимое в межень искусственное повторное дноуглубление и руслоформирующая деятельность реки в половодье привели к восстановлению здесь к 2003 г. на абсолютных отметках, близких к доселевым, типа русла, существовавшего на участке до схода катастрофических селей 2000 г. Масштаб непосредственных искусственных механических воздействий на русло в послеселевой период на этом участке был сопоставим с интенсивностью руслоформирующей деятельности Баксана. В последующие годы в зоне подпора в меженный период продолжались выемка аллювия из русловых карьеров и строительство вдольрусловых дамб. Приблизительные объемы выбираемого из русла аллювия составили 10-30 тыс. м3 в год, что существенно меньше объема наносов, аккумулировавшихся на участке в 2000 г. в подпрудном водоеме и дельте выдвижения. (фото Выемка аллювия в зоне подпора). Однако, после каждого половодья происходило восстановление русловых форм на прежних отметках.

Характер русла Баксана на 2-х километровом участке ниже устья р. Камыксу полностью определяется антропогенными воздействиями на русло. По пространственному положению этот участок соответствует современному селевому конусу выноса Герхожансу, сформировавшемуся после селей в 1999 и 2000 гг. Раньше на этом участке существовало врезанное порожисто-водопадное русло, оттесненное к высокому левому берегу старым конусом выноса Герхожансу. В районе противоселевого лотка на р. Герхожансу берега Баксана были укреплены бетонными берегозащитными стенками. Ниже река в однорукавном слабоизвилистом русле с частично укрепленными берегами пересекала участок аккумуляции перемытых селевых отложений прошлых лет. В процессе схода селей в июле 2000 г. селевыми отложениями объемом около 4 млн. м3 было полностью перекрыто днище долины Баксана, в том числе и его русло. На участке аккумуляции селевых отложений (конусе выноса) отметки дна Баксана по сравнению с доселевыми повысились на 5 15 м.(фото селевого конуса выноса) Формирование нового, поверх селевой запруды, русла началось у высокого левого берега, уже пострадавшего от непосредственного ударного воздействия селевых потоков, вызвав дополнительный его размыв. Осенью невыработанное разбросанное русло, сформировавшееся после селей в пределах конуса выноса (фото блуждающего русла), было искусственно отчленено и Баксан пущен по глубокому и узкому прокопу длиной около 600 м.(фото прокопа) Весь сток реки в половодье был сконцентрирован в этом новом русле, вследствие чего прекратился размыв левобережной террасы. Стеснение потока в прокопе и сопутствующее ему увеличение скоростей течения определили тенденцию русла к врезанию. Однако грубообломочный материал, слагающий днище прокопа и нижнюю часть откосов (средние и крупные валуны перемытых селевых отложений), ограничивает углубление реки. Русло в прокопе оставалось устойчивым. Ниже прокопа в конце 2000 – начале 2001 гг. русло Баксана было канализовано путем обвалования и спрямления. В половодья 2002 - 2005 гг. здесь происходил размыв дамб обвалования и формирование извилистого русла. На месте бесструктурного послеселевого рельефа происходит восстановление аллювиальных форм и образование перекатов. Таким образом, в настоящее время в пределах селевого конуса выноса Герхожансу морфологический облик русла Баксана сформировался под воздействием селевых потоков и последующих инженерных мероприятий. Руслоформирующая деятельность самой реки носит здесь лишь приспосабливающий характер.

На участке от селевого конуса выноса Герхожансу до нижней границы Тырныауза река течет в русле, врезанном в древние террасы. Днище вреза достаточно широкое для формирования поймы и излучин и здесь формируется адаптированное слабоизвилистое,(фото слабоизвилистое русло на участке переработки) местами разветвленное русло с хорошо выраженными аллювиальными формами (побочнями, осередками, перекатами) При бытовых условиях русло на участке достаточно стабильное, русловые деформации связаны главным образом с перемещением гряд (перекатов). В 2000 г. во время мощных селей на Герхожансу с послеселевыми паводками на участок поступило избыточное количество наносов. Это привело к аккумуляции значительной их части и усилению горизонтальных и вертикальных деформаций русла. Они выразились в формировании высоких побочней, размыве берегов, занесении русловым аллювием низких пойменных массивов, смене положения ведущего рукава и возникновении новых рукавов.(фото занесение пойменных массивов) В последующем на участке не проводилось значительных работ по регулированию русла и здесь продолжалось активное переформирование русловых форм, образованных из вынесенного и перемытого селевого материала. За два-три года, за счет размыва и поступления наносов с вышележащего участка, сформировались побочни и осередки на абсолютных отметках на 1,5-2 м ниже русловых форм, возникших в период схода селей и после него; в дальнейшем русло оставалось практически стабильным. Таким образом, на участке за счет аномально высокого поступления наносов после схода селей и при отсутствии заметных искусственных воздействий, руслоформирующая деятельность Баксана менее чем за 5 лет привела к восстановлению естественных тенденций развития русла.

Итак, основными факторами, под влиянием которых в настоящее время формируется современный облик русла Баксана у г. Тырныауза, являются селевая деятельность на притоках, антропогенные воздействия и руслоформирующая работа водного потока. Протяженность участков, где тип и форма русла определяются первыми двумя факторами невелика, однако интенсивность и масштабы преобразования русла при этом значительно превосходят динамику русла, обусловленную руслоформирующей деятельностью водного потока. После масштабных внешних воздействий резко возрастает интенсивность русловых процессов и на большем протяжении реки происходит быстрое (в течение нескольких гидрологических сезонов), восстановление естественных тенденций руслоформирования. Это указывает на устойчивость (повышенную сопротивляемость к внешним воздействиям) основных морфодинамических типов русла р. Баксан, главной причиной которой является высокая энергия горного руслового потока.


1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 04-05-65030)