Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Инженерно-геологическая оценка селевых очагов и прогноз селей Восточной Ферганы

ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Инженерно-геологическая оценка селевых очагов и прогноз селей Восточной Ферганы"

|к и ^

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "УЗБЕШЩРОГЕОЛОГШ" К'СТНТУТ ГЛДЮГЕОЛОПШ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ гол. О.К.ЛАНГЕ

На правах рукоппсп

ЮСУПОВ Ю'ХА1ВД?0Н ЮСУПОВИЧ

1ШЖЕ!1ЕРНО-Г0О1ОПШОКЛЯ ОЦЕНКА СЕЛЕВЫХ ОЧАГОВ И ПРОГНОЗ СЕЛЕЙ ВОСТОЧНОЙ ФЕРГАНЫ .

йГецпалыюсть 04.00.07 - "Шпетгерная гоологня, мерзлотоведение и грунтове^шпте

Автореферат

зортацшт па соискание ученой степени кандидата геадого-шшералогических наук

Тасг.знт Г992 г.

Работа выполнена в Институте гидрогеологии и инженерной геологии (ЩЦРОИНГЕО) им.О.К.Ланге Производствешюго объедине "Узбекгидрогеологш"

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессор С.М.Касымов кандидат геолого-минералогических наук, ' старший научный сотрудник В.П.Пушкареню

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

ШЕРМАТОВ М.

кандидат ге олого-мен ералогиче оких наук МИНЧЕНКО В. Д.

Ведущая организация: "ФЕРГАНАГИПЮВ0ДХ03"

Защита оостоитоя " 25 " марта 1992 г. в И00 ч.. на заседании специализированного совета Д 071.01.01 при институте гидрогеологии и инженерной геологии им.О.К.Ланге по адресу: 700041, Ташкент, ул. Морозова, 64

Отзыв на автореферат в 2-х окз. заверенные печатью учрежде просим направить ученому секретарю Совета.

С диссертацией моано ознакомиться в библиотеке института ГИДРОИНГЕО

Автореферат разослан " ^О " тйэя г.

Ученый секретарь специализированного

совета ШМЕДЙНОВ Л.з.

| ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОМ

Актуальность теш. Селевые процессы . Восточной Ферганы представляют одно из самых грозных природных стихийных бедствий. Своей активной деятельностью они наносят значительны!! материальный ущерб и оказывают определенное влияние на экономику горных и предгорных районов западного-юго-западного склона Ферганского хребта.

От селевих потоков района регулярно страдают траяспортшо артерии, гидротехнические и ирригационные объекты, горно-промыщяеп-ные комплексы, населенные пункты Дкшгал-Абадской области Киргиз-отан и Андижанской области Узбе. летая. В ейязи о этим весьма важной стороной в изучении селей данного района, как и прилегающих терр..тденй, является проблема защиты и рационального использования 'селеопасных территорий. Обоснование наиболее оптимальной структуры противоселевой защиты требует г.лшлексного исследования ое-лэй, в число которых входят и инженерно-геологические работы.

Условия оелеобразованпя исследуемого рзгиона, в отличии от других районов Ферганы изучены недостаточно» Существенные недостатки имыотся и в оценка роли инженерно-геологических факторов формирования селей. Поэтогяу всесторонняя оценка аспектов солеоЗ-разования представляет определенный интерес для прогноза селеспа-сностя и йбоснования мероприятий селезащита.

Инженерно-геологическое изучение селей на данной территории проводилооь автором о 1967 по 1991 гг., вначале в составе полевых отрядов института ГИДРОИНГЕО, затем в группе экспедиций института Сейсмологии АН Республики Узбек-стай.

Целью работы является установление региональных и локальных иняенерно-геологических условий форлироваши селевых очагов и га типизация для разработки методов прогноза селеопасностя и обоснования комплексной схемы селезащиты.

Основные задачи исследований:

- анализ природных условий формирования селевых очагев г развития селевых процессов;

- разработка методов изучения и типизации селевих очагов г селевых бассейнов в практических целях;

- обоснование г. рэатизащм лняенерно-геологпчеокото прогит^ парапет-рог солеопасиостп;

- инженерно-геологическое районирование селеопасных территорий дуя обоснования комплексной схемы селезащиты.

Негодные матерпач». объект» и метода исследований. Для тши- . г>.?ция и установления региональных и локальных условий формирования селевых очагов, реализации методов прогноза использованы опу-бллховашша в литература и разработанные автором аналитические и картографические методы, которые реализованы на основе собранных материалов о климатической, геоморфологической и других обстаНо-вок в восточной части Ферганской депрессии.'

Детальные исследовшия условий формирования селевых очагов автором проводились в бассейнах рек Талдасу, '-он-Кашкасу, Кугарт Кчргункур, Чангетсср и других с 1967 по 1991 года, При этом приценялись методы стационарных наземных и аэровизуальных наблюдений.

Няучная новизна:

1. Предложена морфогенетическая схема, типизации селевшс очагов и селевых бассейнов.

2. Впервые раскрыта роль инженерно геологических факторов формирования селевых очагов к тракоформа: дк сеяевта процессов применительно к условиям Ферганского яребта.

3. Разработана методика инженерно-геологического прогнозирована селеопаслости, позволившая обоснованно экстраполировать границы дальности выноса селевой масса ез очагой и установить ркстре-малыыс периоды оелвпроявлений,

4. Усовершенствована метода инженерно-геологической оценки селевых процессов» районирования селеопасных территорий и обосно-ЕГ.ШШ комплексной схемы селезащиты,

Практическая значимость, Разработанная автором инженерно-геологическая оценка закономерностей формирования селевых очагов и трансформации селей Позволяет более полно учесть особенности ди-нашпш экзогенных селеобразувщих процессов, что дает воямоаность предсказать места разгрузки селевой массы и период селеонаенто?.»». Представленная схема типизации селевых объектов, метода картирова-штя параметров содеопасно'сти и инженерно-геологического районирг-сишит территорий ¡тегут служить основой коуплексЧого йбос(-'о*>акгтя '•хом селезащиты.

Предметом запиты является5

I. Возможность нккенврнй-геояогичеокой оцелк* плрпм^.ткг

леоласности горных территорий по данным- изучения рогионалыссс закономерностей формирования и динамики оелевых очагов.

2. Обоснованность морфологического метода типизации селевнх очагов и селевнх бассейнов, выражаемого ооподчиненностьа их по струэтурко-морфологичеах .ш признакам, условиям ранговых соотношений к сложностью морфологических построений.

3. Инженерно-геологические системы прогнозирования: активности селевых очагов, основанной на анализе та морфометрических параметров; экстремальных периодов селеопасности, базирующейся на верификации временных аномалий селепролвлений.

4. Принципы и метода иняенерно-геологнческого обоснования комплексной схемы селе ащиты, основанные на количественной интерпретации динамических свойств процесса и районирования селе^пасных территорий.

Реализация работы. Новые методические приемы по изучению mi-г.енерно-геологических особенностей фондирования и прогнозу развита различных типов селевых процессов внедрена на объектах работ <гзг;ганской гидрогеологической зкспвдщпи ПО "Узбекгидрогеология", Киргизской гидрогеологической зкспед^гпх Управления геологии Кир-глсзтан.

Апробация работа. Основные положения работн с ;оу;ддзллсь гг. Республиканской конференции по проблеме испедьзсг.пзп-л, изучения природных ресурсов Узбекистана в IC69 г., на Юбилейной научно,! с с с-сип Ali УзССР, посвященной 100-летии со дня рождения в. II.Ленина в 1970 г., на Всесоюзном семинаре "Мониторинг экзогенных процессов",.. 10-12 июня 1983 г. ПО ".Узбекгидрогеологг-я".

Публикации. По теме диссертаций опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит пз введения, 6-ти' глав и заключения. Объем работы 180 машинописных страгазд, 19 рисунков, 18 табл!Щ. Список литературы включает 115 названий.

Работа выполнена под руководством доктора геолого-гяп?-зралогп-ческпх наук, профессора С.М.Касыт/ша п кандидата геолого-¡.мнерало-гпческих наук, старшего научного сотрудника В.П.Пушкаренко, кото-рш/ автор считает овогал приятным долгом выразить глубокую благодарность. Автор выражает признательиоота доктору географических наук, профессору Н.'Л.Маматкулову, научным сотрудш ткач ^логитута rHJTPOl'H-ГЕО, кандидатам геолого-минералогическнх наук Юодяаеву и Р.АЛ'и.

Краткое содержание работы

ГЛАВА I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЙОНЕ РАБОТ И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СЕНЕЙ

Селевые процессы на Востоке Ферганы развиты в основном на юго-."'аладном склоне Ферганского хребта, который относится к Тянь-Шань-окой физико-географической области (Лунин, 1962) и характеризуется сравнительно мягким климатом и значительной водностью рек. Анализ многолетнего хода метеорологических и гидрологических факторов sa последние десятилетия показал, что самым многоводным годом был [969 г., когда количество осадков в 1,5 раза превышало среднемесячную норму, самым маловодным - 1974 г. - осадков выпало на 26-30% гоке нормы, что соответствующим образом отразилось на особенностях формирования селевых процессов.

Развитие селей в изучаемом районе четко коррелируется с условиями климатической и геоморфологической зональности. В условиях высокогорного, резко расчлененного рельефа селевые потоки формируется в результате прорыва внутршорешых и внутршюдниковых полостей, а тают - в результате прорыва ряда гравитационных перемычек. Солевые потоки, в основном, транспортно-сдвигового ■ п эрозионного" механизма развития (Виноградов, 1971). Повторяемость селей слабо изучена, но установлено, что катастрофические сели - редкое явле-:ио, случающиеся из peso одного раза в 10-20 лет. В высокогорно-ерзднсгорноЛ зоне, где преобладают зрозконно-гравитационные процессы, солевые потоки образуется s результате сочетаний сильно расчлененного рельефа с пятенсЛЕиыг^и.лиз^ш и снеготаянием. Повторяемость селей но рейе одного раза в течение 5-10 лет. Мощные потоки глолццаатся гораздо реле. Расход солевой массы составляет 50-100 !;''/с. Селевые потоки шакогорней аоны имеат исключительно ливневое приозоздокие. Наибольшей число ici сбычно совпадает с наибольшим количеством ливней. Такша месяцада являются май - 41,к июнь -29,G;Í всех тошней за год.

Селение нотоки, форгларувшо б низких предгорьях н адырая явля-к»гзк наиболее опасными. По типу ош относятся к наносоводным. Повторяемость селей не peste одного раза й два-три года, расходы со-ставллот 10-40 mVo. Зтедень селевой опасности, в отличии от вер-y.mtí аон, определяется ьх шеооша сходок по мелким бассейнам с г.-ягрузкой в густонасеяэнкш: районах на предгорной равнине. Примере M rsorjT служить потоки шзкогорий В 1969, 1975 v. 1977 IT.

ГЛАВА II, ТИПИЗАЦИЯ СЕЯЕВИХ ОЧАГОВ-И СЕДЕВЫХ БАССЕЙНОВ В ПРАКТИЧЕСКИХ ЦЕЛЯХ

Псетт;;з "селэвой очаг" встречается в работах многих исследователей селевнков, при этом, в каидом подразделении авторы вкла-днвягст собственныо представления об очагах. Многие из гак под очагами выделяют либо зоны питания селей шцщой и твердой составляющей, либо обобщающие зоны фондирования селей (Флелпмал, 1978; Ыз-ко, 1980; Олифзров, 1982; Будагоз, 1931; Гагошидзе, 1970).

Ю. Б.Виноградов (1980) предложил выделять очаги: а) очаги взаимодействия водного потока и рыхлооблоиочной порода и б) очага обводнения ршглооблсмочной породи. Впервые, разделение очагов твердого питания и селеформирована. проведено В.П.Пушкаренко (1979), который выделил склоновые, склоново-русловые и русловые типы очагов с„последующей дифференциацией на подтипы по генезису потенциально селефор?,тирующегося массива и механизму формирования с?лей. Принимая положение, что облик очагс_1 сформирован ког.шлексом геологических и геоморфологических фгдторсв, я обычно ¡мает устойчи-гь-т морфологические черты, автором про.!?Ео;\л!0 дальнеГшео подраз-дслглие их на определенные подтипы (по г.омнлекснсг.'у признаку, от-

условия образоваши очагов, глубйну я мохаг.".рч развития) : очаги циркообразные (полукруглые); очпгп «Хлои'слышз (г\.:,—-нутне вдоль по.склону){ очаги глетчерообрп-згло (г:-?л по силону, та длина значительно превышает шр-.гау); очеги с судешкй горловиной; очаги ложкообразнуе, характеризующиеся нашт!^;:; сужений в верхней и шскней частях; очаги элипсоидэльные, обычно из холодящие до основания склона; очаги линейных очертаний; слагн сложные, образовавшиеся за счет разрастания-и сочетания более молодых форм.

Анализ особенностей пространственного расположения селевых очагов позволяет произвести соответствующую типизацию бассейнов рек:

1. С веерным сочленением селевых очагов. Бассейны объединяют несколько селевых очагов, дающих максимальные объема селевой массы, примерно, одного размера. Границы основной аккумуляции селрй приблизительно совпадают;

2. С последовательным расположением селевых очагов. Зона селевого воздействие представляет цепочку участков разгрузки отдал*- -пых очагов;

3. Бокового сочленения, в которых соловые очаги рпспсдяусн'г

в один ряд по склону, а зоны разгрузки соседних очагов перекрываются, образуя вытянутую вдоль склона полосу поражения;.

4. Со встречным расположением селевых очагов, обычно встречаются в глубоких долинах с узким днищами. В бассейнах такого ти--па перекрываются нь только зона транзита, но и основная зона разгрузки.

При прочих внешних факторах селеобразовашя характеристики селевой опасности с инженерно-геологической точки зрения зависят от средней высоты селевых очагов, их морфологии, характера сочленения, форш и мощности потенциально селеформирутацегося массива пород в очаге. Б это?л аспекте, предлагаемая типизация селевых очагов - но морфологическому признаку, селевых бассейнов - по характеру сочленения селевых очагов, даот ключ к шженорно-геологичес-ко?,г/ обосновании комплексной схемы селезащиты в рэгкоьо.

В процессе исследований в Восточной Фергане автором выявлено 609 солевых очагов (склоновых - 360, склоыово-русловых - 85, русловых 154 и сеть мелких селевых очагов различного генезиса 10).

ГЛАВА III. ШСШЕШО-ГЕОЛОШЧЕШШ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ СЕЛЕВЫХ ОЧАГОВ И РАЗВИТИЯ СЕЛЕЙ.

Вопросы ишсенерно-геологического изучения оелеопасных территорий впервые были высказали в IS52 г., ка Ш-ей селевой кокЪе-рщдки, посвященной огодаке "сглплексного изучения явлений.4 В по-следуздие годи ата проблема неоднократно освещалась в научной ли-тэратуро А.И.Шеко, Э.Д.Церсхелп, В.П.Нушкаренко, которые заостряла витание на йоскачнсилх прогнозирования селей. В дальнейшей дапше работа были развиты В.Д.Лапердкным, И.Ходааевш, В.С.Кру-пс.цзроЕШ, В. Л.IIa, Д.Д.Цоретели, И.АЛ'оссаковской и др. применительно к селеопасглЕД-прайонш Сибири, Кавказа, 'Кркыа, Тадаикиота-га, Узбекистана, которые оцепхлеяш усяозт формирования селей в тгсной взаимосвязи о лш1дцздд1но-взртшгальной поясностью и геологическими факторами. Прззнався хлсше правомеркш данный подход, следует отметить, что шгензрно-гаологпескяе метода исследования селевых процессов додйш проводиться такхо в аспекте изучений тесноты взаимосвязи селей с адутя геологический процесса,ш. Для установления этой ролл в форгдхрсзашш, распределении селевых оча-гсз н развита селей na Tcppztcp:ia исследования ftyia составлена серул карт: геоморфологическая, водосборов поверхностного стока, морфсмстрачесхие (кругпаьи сетоиов к тальвегов, горизонтального

п вертамльного расчленения, суммарного расчленения), инжонерио-геолсппеских условий селеобразованпя и интенсивности развития селей.

В районе выделяется две группы типов рельефа: денудационно-эрозпанно-тектогагческая и тектонико-эрозионно-ахкумулятивная. Сопоставление геомор|х)лоипеской карты с картой распространения се-левггх очагов о использованием коэффициента пораяенности (Кд) позволите получить количественные характеристики аномальных распределений очагов в района. Наибольшими значениям развития очагов обладает сильно расчлененный, крутосклонный тип рельефа с узкг;.и гребнями, троговым и каньонообразкым характером долин, в пределах которого Кц достигает 0,32-0,45. Причем эти значения относятся к условиям развития шфкообразного подтипа очагов в высокогорной и срэггнегорной зоне. Остальные подтипы практически развиты равномерно по площади, однако фоновая площадь, занятая тектогапсо-аккумуля-тппгсй группой рельефа более насыщена очагами = 0,30-0,57), где преобладают значения Кд = 0,02, в отличие от денудационно-эрсз::снно-тектонической группа тшов рельефа, где эти зпачешя изменяются от 0,0001 до 0,52 о преобладанием -0,г08-0,009.

На современном этапе инженерно-геологической оценки условий формирования селевых очагов и развития селей особое внимание уделяется установлению связи между езлевнки очагамя п геолого-тектоническими условиями селеопаспых территорий (Няязов, Пушкаретсо, 1979, 1976; Шеко, 1980 и др.). Отмеченные вопросы автором били рассмотрены с точки зрения соотношений: " •

- зон развития очагов с элемента:.® неотектоники и обяим характером морфоструктур;

- зон развития очагов с элементами шшкатнвннх и разрывных структур;

- зон развития очагов с геолого-литологическим фактором.

Сопоставление схемы распределения очагов в районе с амплитудами новейших движений структур показывает, что участки весьма интенсивного поднятия (Исфанддайляо, Баубашата, Чигирик," Йзбас- ■ кект) характеризуются повышенной концентрацией очагов склонового и склоново-руслового типов (Кд^О.2). В пределах участков менее активных поднятий или новейших опусканий развиты современные русловые очагя. Особенно четко эта зависимость внряяена по пери^рии Кугартсксд, Капа:.'Ш{кгрчтп'.ской, Кнзылунгурско'л и ТонтяксайскоМ впащш.

Связь между амплитудами неотектонических движений выражается не только в пространственном развитии очагов, но и определяется характером процессов денудации, благодаря которым и формируется очаг. Исследования этой связи позволили установить:

- серия или группа очагов в плане имеет радиальный характер в том случае, если эрозионно-очаговые формы рассекают активные сводовые или куполовидные поднятия (массив Еаубашата), подъём которых превышает размыв; .

- в структурах, склонных к опусканиям, рассредоточение очагов в плане не носит такой закономерности.

Сопоставление зон распространения селевых очагов со структурным планом выявило также ряд их соотношений, которые обусловлены как строение?.! структур, так и характером динамики их развития в плейстоцене-голоцене о изменением скоростей тектонических движений. В первом случае, оно внражазтся в том, что минимум'очагов (Кд=0,I) характерен внутренним частям уплощенного свода обширных малодифференцированшп: неотектоничееких поднятий тша структурных террасс или склонов широких депрессий. Заметно выше (1^=0,1-0,2) насыщение очагами наблюдается в пределах крупных поднятий, осложненных локальными структурами. Возрастание насыщенности территории очагами (1^=0,3-0,5) присуще границам новейших поднятий, сопровождаемых флексурами, а таксшальные значения (Кд> 0,5) достигаются на приподнятых крцльяа флексур, осложненных локальными поднятиями или структурными носами. В общем, для рассматриваемого соотношения характерно то, что чем больше амплитуда поднятий и меньше его площадь, те;.! euus концентрация селевых очагов в его контурах.

Во втором случае, прослеживается связь мезду очагами и характером изменений знакаотносительшгс тектонических дашений за эпохи плестоцена п годоцена. £эшоз соотношение выразилось в следующем:

- участкам, претерпевала! пзмзнения знака относительных движений приурочено 478 очагов из общего числа 609, причем большая часть из них сосредоточена в наиболее мобияьной Яссинокой лоне;

- повышенная селевая активность очагов характерна для участков их концентрации в пределах структур, оложетенх наиболее дпев-чгслп консолидированными порода,зг.

В пределах района выделяется три зоны глубтаных и

с?гия более мелких разломов, сопровогдэрл^х :тт.

Это глубинные разломы северо-восточного простирания - Вуа-дил1—КугартскиИ и Нарыно-Чичканскпй и оеверо-запалпого простирания Таласо-Ферганский. Сопоставление зон распространения очагов с разрывными структурами, позволило выявить ряд типовых характе-рнсти:: их развития:

- плановое расположение очагов," их развитие и дальнейшие функции тесным образом соответствуют сложной сети расколов палеозойского фундамента. К зонам глубинных разломоз приурочено более 60^ очагов. Вдо.ть них наибольшая концентрация очагов наблюдается в пределах полос шириной 8 юл по обе стороны. Из 524 очагов/ совпадающих с зонами глубинных разломов, 278 приходятся на относительно приподнятые крылья, 247 - на опущенные. Из этого количества, 174 очага приходится на дизъюнктивные узлы. Наиболее характерны узлы - типа "сближения разломов". К ним приурочено 115 очагов. С узлами типа "сочленения разломов" концентрируется 59 очагов. Из зон глубинных разломов наиболее селеопаснкми являются Тплассо-Ферганский (161), Нарыно-Чичканскпн (121) и Вуадиль-Ку-■паутский (83 очага).

Оценивая общее соотношение очагов с геолого-литологическим отгоением района необходимо отметить, что основным фактором но-равномерного распределения солеформирущих объектов является наличие стратиграфо-литологических комплексов, подготовленных 1: эрозионно-денудационному сносу. В скальных комплексах этими участками являются места тектонически раздробленных пород. Отсюда прослешшается связь не только в пространственном соотпоггэ'гл! мест концентрации очагов, но и связь их с размера;.« разломов. Очаги, развиваете в рыхлых четвертичных отложениях, резко отличаются от очагов коренных пород. Здесь игл присуща локальная избирательность в развитии, четкое соотношение масштабов очагов с мощностью пород, слабое отличие свойств пород в очагах от пород, вмещающих очэги. Наиболее мощные очаги, как правило, концентрируются в гляциальных. образованиях, где они приурочены к резким перегибам рельефа, в частности, к региональным уступам верхйе-чет-вертичннх морен. Глубина очагов в моренах нередко достигает 100 и более метров (верховья р.Яссы).

Очаги, формируемые в делювиальных, делювиально-пролювиальннх отложениях на склонах характеризуются меньшими размерами, а пе-па их эалояепид таиболее часто приурочены к древним оползневом цпг-

К51Л.

В инженерно-геологической опенке селевых очагов и условий развития селей использованы представления о том, что селевой процесс является природной системой, элементы которой характеризуются различными функциональными соотношениями. Наиболее ярко это прослеживается при анализе роли экзогенных геологических процессов в формировании и трансформации селей и, которое может быть представлено в виде схем:

1. Оползневой ¡»тулье формирования селей высокой плотности (участки Бекбодам, Около-Колот, Калдарбай и Сарн-Булак);

2. Оползне-обвальная перемычка, прорывная наносоводная волна

- селевой поток (участок в верховьях р.Кугарт-Восточный);

3. Селефорздирующий паводок - массовое насыщение эа счет материала осыпей, обвалов, оползней, конусов выносов боковых притоков

- развитие селевого потока (основная часть случаев селевых потоков района исследований).

ГЛАВА I/. СОСТАВ И СВОЙСТВА ШХЛООЕЯОМОЧШХ ГОРОД В СЕЛЕВЫХ ' ОЧАГАХ И СЕЖЕШХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Физико-механические свойства горных пород в селевых очагах Формируются в процессе седиментации и диагенеза коренных отложе-кг;": к изменяются в соответствии с природной обстановкой. В свою очередь, тип очагоз и их морфологический облик зависят от геолого-генетических комплексов,' вмещающих очаги и их состояния.0 Обычно селевые очаги, на выходах прочных кристаллических сланцев и ' гнейсов (1600-2300 кг/с?.! ), располагаются "ячеисто" в зонах тектонически ослабленных массивов, где они обладают ыалыг.ш размерами п незначительными объегл'.'л "ПС'.!" п форшгруют зачастую один, рэ-хсе дна селя за селеопаснаД многолетний период. • Аналогичная ситуация пзбл-эдается и в.'З'оне ь'арбокаткых г.етаыорфазовашеих образований, о прослоями песчаников и глин. Тонкослоистые п пассивные серые и темно-серые известила дехова-в ненарушенном состоянии ебяадазт прочностью (1050-1560 кг/са ), в соках тектонических царуиений

- 440-520 кг/см . Селзвые о"еги среда этих ксмклексоз имеют кань-спосбразнуо форму, саподяекяуз грубсоблсглочгшм катариалом. Практически вое порода дссгеэозойокого возраста формирует гравитационную ъта коренную группу ПСИ в о^ага1. В отличие от этих кошлекоов, ■ породы мезозойской грушщ формируют*,очаги в виде широких денуда- . цтошо-гравитяциокннх воронок, где ПСМ представлены в основном смешанным рнхлообломочным материалом. Наиболее крупные по пла«"'

щади и объему очага размещаются в местах развития четвертичных комплексов (яелювиалыше-лёссовые, моренкле-грубообломочные, про-лювиалыше-рыхлооьломочныв). •

Селсформирущий комплекс рыхлообломочных пород более однороден по высотным поясам и зонам размецешш селевых очагов. Полный гранулометрический состав этих пород в различных селевых очагах , характеризуется определенными типовыми соотношениями фракций. Как правило, количество мелкозёма в породах, не превышает 25-30$, т.е. породы в основном гашя жесткий скелет из обломков крупнев 2-3 мм. Содержание глинксто-пылеватой фракции составляет 0,7-7,05. Наиболее крупные е&ломкп размером 5-10 м отмечаются в верховьях бассейнов рр. Карауягур я Майлпоу. В цэлои основнуп наосу обломочного материала составляет фракции размером 50-500 (30-45$). "Анализ следов прохождения селей и разгрузившихся очагов показывает, что начальное содержание глзтисто-пылевашх'фракций в ПСМ до 0,5-1,0$ достаточно да формирования грязекаменного потока, а при содержания зтпх фракций более 5% возможно формирование селей высокой плотности и вязкоотп. Прз содержании глигшсто-пылеватых фракгг.гй мэпээ 0,5% преобладает напосоводше потоки. Исследования процессов трансформация и акяуууляцял трязеяаменных и наносовод-кнх селей показывают, что в пределах одного бассейна возможна ре-алгпсция различных типов селей п наличие соответствующих отложэ-тг.гЛ.

Стлог.епяя грязевнх и грязекшзнннх селей не имеют четко вы-рагзкной сортировки материала по крупности. При этом, для отлояе-1Г1Й грязеккмешах потоков, характерно увеличение значений объе?.ь ной кассы, за счет болеэ полного заполнения пор мезду обломками излкозсмоя, по сравяеясо с нсходаой сслефюрмиругзцей породой. В отлгаэшшх е&чосоводнях потоков наблздается обратная картина, где мзлг.сзеотстея составляющая убывает ло глера удаления от очага.

Таким образ от,!, очевидно, что гранулометрический состав солевых стлог.еш;й находится в прямой завйсшсотп от гршюостава селе-формпрргцк пород з очага!, пргсбладзщего селевого процесса и структурно-реологического типа селевого потока. Полученные овязи позволяют выделить оарэделешшо эопа развития очагов формирования селей. В очагах, где иэдноземпстая соотввлявиая в ПСМ не превышает 5-15!, обычно развязеягоя нансссзоднно саля; порода, содер^а-т!!тто нолкозешотую составлящуэ в обпей ь-асоэ до 25-355?, обычно шоржруот секи вноокой плотности о устойчива .зелевой массой.

ГЛАВА У. ПРОГНОЗ СЕЛ! ¡ОПАСНОСТИ РЕК РАЙОНА ШЖ:ДОВА}Ш

I. Прогноз разгрузки выноса селевой массы из очага.

Между морх^-ометрическшли параметрами селевых очагов существуют определенные зависимости, при о тем установлено, что с :/величе-пием высоты очага растет площадь селесСора, в то же время, с увеличением площади селесбора. уменьшается длина зиш транзита и их средние уклоны, что обуславливает динамические характеристики селей, С увеличением высоты распачожения и площади очага повышаются чбъш1 и дальность разгрузки селей.

В селеведеиии до настошцего времени не исследовано влияние морфомотрии очагов на такой параметр селевой деятельности как дальность выноса селевой массы, хотя он несомненно имеет место в природе и играет важную роль при изучении селе;!.

Для получения математических моделей дальности выноса селевом массы в различных подтипах очагов и вычисления критериев подобия были выбраны количественные показатели, определяющие покоимую функцию (табл. I).

Сгруппировав критерии селеносности для очагов склонового типа, формирующие несвязный и связный селевые потоки, а также для очагов склоново-руолового типа, формирующих селевые потоки сметанного характера и русловых очагов, формирующих сели несвязного типа, получим математические модели дальности выноса селсвог таг.-сы для различных подтипов селевых очагов и реологических типоп селевых потоков (табл. 2)..

Масштабные коэффициенты для различных реологических типов, селевых потоков мох'ут быть определены из математических моделей, для_несвязных потоков это " /Г ", для связных " В ". При равенстве критериев подобия для объекта и аналога можно сделать допущение, что и фуикиии их будут равны. Тогда искомая величина дальности выноса селевой массы запишется в виде: [Л г У?« , пли С< ---!А_£>а_

* Д Во

где Ь л , 1?д - дальность выноса селевой массы для объекта и аналога; Г« и Го - площади очагов, соответственно аналога и объекта; В<х, Во- ширина очагов аналога и объекта.

Сопоставление измеренных данных максимальной дальности выноса селевой мяссч с рассчитанными показало хорошую сходимость результатов в пределах Ь% ошибки.

Таблица 1

..............-......- | ..................1 Д1"........... 1 ■

^селеопасностиУ^ ! Определяющие показателя ,Размерность

Гидрогеолого-климатп-

ческие

Морфометрйческие

Гидравлические

Янженерно-геаяога-

ЧЙСГГЛ0

Нскомяя Функция

Максимальный суточный слой осадков ( х )

2. Расход вода ( <}0 )

3. Удельный расход породы на единицу длины ( )

4. Площадь селесбора ( Г )

5. Длина очага ( и )

6. Ширина очага ( В )

7. Уклон очага ( <к )

8. Глубина потока ( Ь )

9. Площадь кивого сечения

)

10. Скорость потока ( V/ )

11. Плотность вода ( Р )

12. Плотность породы ( ьРп )

13. Влекущая сила ( 5 )

14. Грансостаз ( Ч* * )

15. Диаметр наиболее крупных частиц ( й )

16. Период па:сепл.5гшл ршо-обломочной пород!! I Г )

17. Форма продольного профиля

С ) 1В. Угол внутреннего трения

( ч> )

19. Сцепление ( С )

20. Интенсивность эрозионного расчленения ( и )

21. Джа'пгсескпЛ модуль ( Е )

22. Датькостл шнсса селевой гисси ( ил )

I

ег' мг1

I2 I I

I

е

и"

М1/3

м г3

1МТ*2

и Т

С

мгЧ

2. Прогноз экстреттапах периодов селеопасности.

Лля прогнозирования повторяемости селеЯ в условиях Восточной •'■ррггт бнл пгт»ряен га рштпесклЯ анализ, подробно описанный в г.чботог д.и-.р|?ко (1978, 1940).

Прогнозные значения величины селепроявлений вычислялись по формуле: ¿/(tj = х + I Ci cos( t + Ч)

где Ci - амплитуда, численно равная выражению С i = vAi! *bi!, Aun E>L в данном выражении - числа Фурье; х - среднее значение ряда; ч> - фаза колебания с периодом Т

Аналогичным образом, были вычислены коэффициенты аномальности селевого периода до 2000 года. Значение коэффициентов аномальности селевого периода определялось по формуле: «= х * , где ( х l - X ) - отклонение максимального показателя от среднего многолетнего; б - среднеквадратическое отклонение. Коэффициенты, числовое значение которых более +1, отмечают периоды с высоки.! уровнем селевой опасности, при коэффициенте аномальности меньше -I, уровень считается низким.

Для условий Восточной Ферганы в проявлении циклического хода селей наблюдаются периода: 22, 27 и 33 летние; малые циклы продолжительностью 3-5-7 лет отмечаются после 22,27,33 летних циклов.

В районе исследований аномальные периода повышенной селевой опасности возможны в 1994,1996,1997,1998,1999,2000 годы. Минимум селевой опасности может быть в 1992,1993,1995 годах.

ГЛАВА П. 1Ш1ЕНЕРН0-ПШ0гаЧВСКЬЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ВОСТОЧНОЙ ФЕРГАНЫ ПО УСЛОВИЯМ ФОРМИРОВАНИЯ И ИНТНЮЙЗНООТИ РАЗВИТИЯ СЕЛЕЙ

Инженерная защита территорий и народно-хозяйственных объектов от опаоних геологических процессов - слоящая и ванная шпсенорно-геологическая проблема. Анализ развития оелей показывает, что у них, в отличие от других процессов, имеется ряд специфических черт, которые могут быть внесены в определенные критериальные положения инженерно-геологического обоснования комплексных схем селезащиты. К этим особенностям должны быть отнесены: приуроченность при формировании к конкретным элементам рельефа, корреляция с гидролого-климатическтаи аномалиями,, линейность развития и способность преобразовываться из одного типа в другой, генетическая обусловленность динамических: свойств в корреляции о энергетическим потенциалом селевых очагов.

Д'л шкенерно-геологической оценки селевой опасности в практи-чгскта иеэдх наиболее целесообразно применять частные показатели на основе вторых всзмохен обоснованный. выбор варианта противосе-

5 -

п Ж

Иесвиныу

57 §

£

!

Смешвнны й

и В О •а о

О М се ¥ н 3

л: о к.»" 1 ё с/

К «С-

Связны н

Иесбйзнын

Г.З 1

и^Жтмл.)

щи;

ц-,

И&мш»

К р и т е РИИ ПОДОБИЙ

1 1

р» 2 « ■г ы 5 р» Р4 5 (Г> Г" С? г» Я» м я •с3 р 2 2 5 и р; со Гг. "£!Г 150 ГО Ж п а: СЭ СУ * ^ го О и Ш 1С ГС о; К

«а о «о и р 1 Е V £ ь £ р» «0 N 5 п = г- К» Р* ? £ 1 V е о <йг

Р с=» N V« £ ¿к р> г» КЛ р и* еэ о Р £ (= К ы ** р ♦л Р» Г» И £> в 1» са ? с!« р 5 2 Щ» й Р 1м •V*

р» о К 1 ¿р Ца р § Г» г ст> о о» Р» 1 е Р» и» сэ р а е г* 1 1 и р о е» о .И С=|=Г

> К А О 9* и » * £ о Й К ^ Г, о К р» § Я» г> г ы с • о «Л К и 1 м £ р Г и 1 1 р в £

С н N § £ ю 4* г-ь* = Г1 Й И ел I «» Р г» л» » м р У ж

р» I Р СП 14* р» К р б I» N Е $

и* а N О О 1Л о О се £ ГЛ с» с* и е еэ £ ы 8 г А О 4» К 2 к'.гсиггб-

1 г с» со м СЭ (Л о Б и и 2 о хзлькасш вуиасз.м

г» 5» О § £5 «г» о» о 1» о (Л о и 5 5нгчения даг.йиости гшюса.м

левой защиты. С зтой точки зрения, интерес будут представлять:

1. Объем сзлевой массы и объем потенциально селеформируыцего массива, с которыми связаны энергетические функции селзи п соответствующие им размеры и прочность проектируемых сооружений;

2. Границы селеопасных зон различной обеспеченности и максимальная дальность выноса селевой массы из очагов, без определения которых невозможен выбор оптимального варианта размещения проектируемых сооружений на местности;

3. Повторяемость селей, которая в значительной мере определяет тип сооружения, а нередко и режим эксплуатации защищаемых объектов;

4. Высота фронта и площадь живого сечения селевого потока, которые в значительной мере определяют размеры селезащитных мероприятий.

В практике научного обоснования комплексных схем защиты территории и объектов от неблагоприятных экзогенных процессов накоплен определенный опыт работ. Основным документом данного обоснования обычно является серия карт либо геоморфологического характера (Олиферов, 1974; Парамонов, Петросов, 1974; Рус-емов, Марда-нов, 1974; Хрисанов, 1980 и др.), либо шшекерно-геологического содержания (Шеко, 1980; Федоранко, 1983,198-1; МаосакоЕСкая, 1976; Ниязов, Пуш.лренко, 1983). В группу этих карт, как просело, в:тлю-чают карту условий формирования процессов и карт? райошфозг^сл территорий по интенсивности развития процессов (Шеко, Церетели, Лалердан, Олиферов, Пушкаренко).

Основным показателем селевой опасности, инженерно-геологическое картирование которой предусматривается обязательный, являются границы селеопасных зон. Деятельность картирования определяется масштабностью карт, которая исходит из требований современного проектирования..

Учитывая рекомендации всесоюзных семинаров по вопросам методики картирования селей (Тбилиси, 1974) и составлению специальных карт селеопасных территорий (Азау, 1976), а такке ряда методических положений, вытекают« из назначения и содержания пнженерно-гоологических карт (В.Т.Трофимов, 1978) и требований частной оценки параметров селеопасности и обоснования комплексной схемы селезащиты, рассмотренных в .диссертации, считаем необходимым отметить, что решение поставленной задачи достигается путем составления специальной карты "инженерно-теологического районирования Восточной

Ферганы по условиям формирования и интенсивности развития селей",

В основе выделения первой таксономической единицы (категории участков) положен принцип доффере!щированногг подхода к границам развития преобладающего типа селей, которые ложатся в пределах оп-ределешшх инженерно-геологических областей. Данный подход к так-сономкклцни оправдан не только природой среды селеформирования, но и дифференциацией показателей интенсивности развития процесса» выделяемый как "коэффициент пораженности участков селями". При этом для каждой категории выведен характер изменчивости этого коэффициента: полный ||ункциональный спектр, скачкообразно-закономерный и скачкообразно-незакономерный.

В основу Еыделегаи массов шгаенерно-геологическлх участков заложен принцип обособления парагенетнческгос рядов и комплексов селеформнругсцих рыхлых пород. Этот метод в сочетании с' ландшафтной стадийностью смены осадков, позволяет проследить весь ход трансформация селевых процессов, начиная от горно-водораздельного до доллнно-потсяозого пояса.

Влгеопгсанные таксономические подразделения послужили основой для выделения самой дробной единицы районирования - типов иггае-нерно-геслоггческпх участков:

1. Территор:ш, не пригодные под освоение или требукцие особо сложной хппэнсрной подготовки в связп о морфодшамической особенностью селей;

2. Территория, требувдне специальной инженерной подготовки в спязп с интенсивностью развития.селей;

3. Территории, не требуядйе слезной специальной подготовки па исключением локальных участков разгрузки селей.

Завердажцил элементом. типизации ишенерно-геолоимеоких участков, является дифференциация их по направлениям противооелевых мероприятий: перехват твердого стока, безопасный транзит селевого стока, уменьшение твердого стока и эрозии, организационно-хозяйственные и профилактические мероприятия.

В заключении сформулированы осйовнне выводы.

I. Инженерно-геологическая типизация селевых очагов и селевых бассейнов, в основу которой полскен метод аппроксимации зон заро-ядотзд селей простейшими морфологическими параметрами рельефа и пярагечитичрский анализ экзогенных геологических процессов, уча-огэуттт п селео^рвзованяи являются кличем к оценке седеопаспости

района исследований.

2. На территории Восточной Ферганы, выявлено 609 очагов зарождения селей, при этом установлено для каздого селевого очага

3 зоны, в пределах которых существенно различается характер трансформации селей и взаимодействия экзогенных процессов.

3. Комплексное изучение селевых очагов во взаимосвязи с рельефными, геолого-тектоническими, геолого-литологическкми особенностями, а также экзогенными геологическими процессами позволило . установить ряд закономерностей для района исследований:

- морфологич ский анализ расчленения рельефа в сопоставлении

с характером распределения выделенных подтипов селевых очагов позволяет получить первый критерий прогноза - прогноз места реализации очагов и типа механизма селеформирования;

- ■региональные надвиги, сбросы, многочисленные мелкие нарушения в сочетании со складчатыми структурами и различными отметками базиса денудации создают благоприятные условия для формирования ослабленннх зон и заложения по ним серии селевых очагов;

- экзогенные геологические процессы в формировании и трансформации селевых потоков играют е одних случаях роль импульса, в других - являются дополнительным источником твердой составляющей,

4. Предложена методика прогнозирования селеопасностп очагов, позволившая на базе метода натурной аналогии обоснованно экстраполировать дальность выноса селевой массы для различных морфологических типов очагов и на-этой основе рассчитать rpamssu селеопао-ности различных типов селевых потоков.

5. Дан прогноз экстремальных периодов активизации селей, основанный на принципах гармонического анализа, который позволил расширить возможности метода аналогий.

6. Предложенный метод инженерно-геологического районирования селеопасных территорий Восточной Ферганы позволил выделить разную категорию участков по условиям формирования селей, степени селе-опасности, интенсивности развития процеоса с дальнейшей дифферен-циаряей их на классы, группы и типы участков по характеру освоения и направлениям мероприятий селезащиты.

7. Установлено, что инженерно-геологические условия формирования и ïрансформации солей района исследований не являются уникаяь-нш;и и встречаются в различных частях Фергана«»'! впадины, что но-

зволяет попользовать данный опит исследований и в других сатсолао-mue районах Средней Азии.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУШИКОВпОД В СЛВДУШ1Х РАБОТАХ:

1.Вертикальная зональность денудационных процессов междуречья Йарына и Рарадарви. Мат-лн респ.койфер. по проблеме изучения iP использования природных ресурсов Узбекистана! - Самарканд, 1968. е.,134-136. ;

• 2. О современных ледниках Восточной Ферганы. В сб,i "Гидрогеология и инженерная геология аридной зоны СССР". Вып. 10» ч. II, изд. "Фан", Таняент, IS69. <3. 197-202.

; 3. О проиохмдейии озер Восточной ФейганШ-В 66.1 ¡"Гидрогеология и инженерная геологйя арядной зонЦ СССР"» Вчп. 10. ч. II, изд. "Фан", Ташкент, 1969. с. 157-166.

4. О селевых явлениях в бассейне р.Кугарт. Докл. АН УзССР, J5 10, I9S9. 0.38-39 (совмести? о М.М.Маматкуловнм),' .

5. К истории формировании рельефа йеверо-вооточной Фергакн (меядуречья Нарина й Карздарьй). В cd.t "Труда аспирантов и молодых по гидрегзология й пю.энерной геологии", Вып. I, изд. "Фан", Тггкент, 1970* с. I44-ÎS0 (совместно с Р.сЛ.!ангельдикым),

6. Новейшая тектоника Восточной Ферганы (йа примере междуречья НарУна л Карадарьи). В Cd.t "Ицаснэрно-геологические условия Средней Аз1ш". Тр. ин-та ГИДРО№ВО, изд. САЙГШЗ, Таийейт, .1974.

с. 63-67.

7. Морфологическая типизация селевых o^iarûfl и селевкк бассейнов Северо-Восточной Фергана, В сб.: "Вопроса геохимии". Тр.ин-та ГИДРОШГГЮ, изд. САИПМ, Ташейт,. ÏÔ86. с.53-59.

0. Прогноз экстремаяиш периодов селеп}зойвлемт Восточной '¿нэргая!. "Тезис)! обл. научно-практической кон$оречянк, достижения науки и развитие агропромышленного ко»«лекба Андижанской оолпети". Анддадч, -198? г, с. 94-95. .

9. Основные прянцган ик-енерно-гаологической оценки селеопас-ногти l?o^Tcnfîoil Фергана- и обоснования комплексах Схем салеэащи-гп. Т'^тсч дскл. Андижанской областей •■^а^п-практмеской Kcnîe-"! г(.туяя^н1тп топросы агрЛрййй ttawrvxB nptmt на совремрн-i.r,-,- Днеттлн. 1989. .0. IÎ6-II6.