Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Селевые потоки Копетдага

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Селевые потоки Копетдага"

АКАДЕМИЯ НАУК ТУРКМЕНСКОЙ ССР ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ПУСТЫНЬ

На правах рукописи

ОСМАНОВ ТАПДЫГ ОМАР ОГЛЫ

СЕЛЕВЫЕ ПОТОКИ КОПЕТДАГА

11. 00. 11 — охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов 11. 00. 01 — физическая география, геохимия и геофизика ландшафтов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Ашхабад — 1990

Работа выполнена в Туркменском республиканском управлении по гидрометеорологии.

Научный руководитель—доктор биологических наук, академик АН ТССР, профессор Н. Г. ХАРИН

Официальные оппоненты:

— доктор географических наук, профессор

К. НУРБЕРДИ ЕВ

— кандидат геолого-минералогических наук,

доцент Г. АКГАЕВ

Ведущая организация: Институт географии АН Азербайджанской ССР

л 1С

Защита состоится » ЦРОИ3 1991 г. в /_? часов

на заседании специализированного соврта ДОН.01.01 в ордена Трудового Красного Знамени Институте пустынь АН ТССР по адресу: 744000, г. Ашхабад, ул. Гоголя, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии наук Туркменской ССР.

Автореферат разослан «оС?» 1991 г-

Отзывы па автореферат в 2-х экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просьба направлять по адресу: 744000, г. Ашхабад, ул. Гоголя, 15, Институт пустынь АН ТССР. Специализированный совет.

Ученый секретарь специализированного совета, к. с.-х. н.

О. Н. АНЦИФЕРОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

А к т у а льн ость' темы. По мере освоения горных районов, стихийные природные явления представляют собой опасность для человека и объектов его деятельности. К таким процессам относятся селевые потоки, которые разрушают водохозяйственные и промышленные объекты в горных районах и на подгорных равнинах, повреждают железные и автомобильные дороги, смывают большие массивы сельскохозяйственных угодий и, в конечном итоге - приносят огромные убытки народному хозяйству страны.

Советское правительство приняло ряд постановлений (1967,1978) по борьбе с разрушительным действием селевых явлений. В связи с необходимостью разработки комплексных противоселевых мероприятий, а также для обоснования лнженерных расчетов для проектирования селезащит-' ных сооружений требуется систематизировать и усовершенствовать методы оценки селеопасности горных территорий.

Горные районы Туркменской ССР, в том числе Копетдаг, относятся к селеопасным территориям СССР. В селеактивные годы в бассейнах рек и логов Копетдага наблюдаются от 20 до 50 селевых потоков. Они наносят значительный ущерб народнохозяйственным объектам предгорной равнины , особенно таким населенным пунктам как Ашхабад, Бахарден, Геок-Тепе, Каахка, Кизыл-Арват, Кара-Кала. Очень часто от селей страдают Каракумский канал, железные и автомобильные дороги, посевы и другие объекты.

Исследованию селеЕых явлений Копетдага посвящен ряд работ. Однако, к настоящему времени еще слабо неучены условия формирования селей, не разработана классификация селевых потоков и селеопасных бассейнов. Поставленные нами задачи позволяет з определенной степени решить эти вопросы, ' ¡1

Целью проведения настоящей работы .является чоследозенич осо-

бенностей формирования селевых явлений и выявление закономерностей из? распространения в Копетдаге, а также разработка противоселевых мероприятий. Для достижения поставленных целей выполнены следующие' работы:

- оценены природные условия территории и определено их влияния на процессы формиро1ания и распространения селей;

- изучены особенности генетических типов селевых очагов;

- разработана классификация селевых бассейнов и проведено районирование селеопасных территорий Копетдага;

- разработаны противоселевые мероприятия;

- составлена карта селевой опасности и противоселевых мероприятий.

Научная новизна работы заключается в том, что для территории Копетдага оценена роль природных условий в формировании селевых потоков. Дана классификация генетических типов селевых очагов и селевых бассейнов, а также выполнено районирование территории по характеру формирования селей. Изучены физ-ико-механические свойства селсформирующих грунтов, проанализирован расчетный метод селезых потоков, составлена карта селевой опасности и разработаны противо-седевые мероприятия.

I '

Исходные данные. В основу исследований положены Фактические материалы полевых исследований автора, проведенные в 1983-1989 гг. в составе гидрографических экспедиций Туркменского республиканского управления по гидрометеорологии, фондовые данные Туркменского республиканского управления па гидрометеорологии, ПО ""¡Уркменгеологня", а такко аэрокосыичезкая информацчя.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научно-исследовательской работы,проведанной Кпзахс'ким научно-исследовательским гидро-ммеородогичеспш институтом и Туркменским рерпубликанскнм управле-

нисм по гидрометеорологии Госкомгидромета СССР по теме "Разрабо- : тать и усовершенствовать методы прогноза селевых потоков по основным районам хозяйственного освоения с целью повышения их заблаговременное™ и оправдываемости" (Номер государственной регистрации 1.10.01).

Практичес.коезначение . Результаты исследований использованы Туркменским республиканским управлением по гяд-: •рометеорологии, ПО "Туркменгеология", институтом "Туркменгипровод-хоэ", Республиканским межведомственным научно-производственным центром по использованию азрокосмической информации и другими организациями. . - . : - ■

Материалы диссертации, в частности, карта селевой опасности и противоселевых мероприятий, юг;т быть использованы при проектировании строительства дорог, водохозяйственных объектов,, населенных Пунктов и других объектов, при сельскохозяйственном освоении территории, а также при выполнении работ по борьбе с селевыми" потоками.(

Апробация работы . Основное ссдрржание работы докладывалось на ХУ1 научно-практической конференции молодых ученых ' и специалистов Института пустынь АН ТССР (Ашхабад, 1987), на няуч-■ ном семинаре в Казахском научно-исследовательском гидрометеорологическом институте- (Алма-Ата, 1583), научно-техническом совете Туркменского республиканского управления по гидрометеорологии (Апхабяд.

1989), на IX республиканской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 70-летию ВЛКСМ (Аихсбад,1989), научно-практической конференция, посвященной 30-лзтию Каракумского канала САахабад,

1990), на Республиканской научно-технической конференции, посвященной 70-летию образования Государственной геодезической службы ■•СССР (Ашхабад, 1989). ' . . ' ' • '

Структура и объем'•работы. ,Диссертсцион-'

- б -

нал работа состоит из введения, пяти глав, заключения, общий 'объем - 129 страницы машинописного текста. Текст иллюстрирован ? рисунками и 13 таблицами. Список использованной литературы состоит из 136 наименований. •

ОСЮВЮЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ИЗУЧЕННОСТЬ СЕЛЕВЫХ ЯВЛЕНИЙ Н КОПЕТДАГЕ.

В главе дается критический анализ литературы, посвященной изучению селевых явлений Копетдага. Сведения.о фактах прохождения селевых потоков в конце XIX века встречаются в работах ряда авторов (А.Штакмвн,1887; Л.Цимбаленко,1896 и др.). Начиная с 1886 г. по 1916 г. в "Обзорах Закаспийской области" ежегодно отмечались селевые явления, которые формировались на реках и водотоках Копетдага.

В первой половине XX века часто появляются работы, посвященные селевым явлениям Копетдага, но, в основном, эти работы носят описательный характер (К.М.Федоров,1901; С.А.Тихонов,1909; И.И.Никшич, 1924,1925; Б.Х.Шлегель,1926; А.Раевский,1930; Г.И.Смолко, П.М.Василевский,1932; Д.Щапкин,1932; В.Г.Глушков,1935; Н.В.Симонов, 1929 и другие). Среди этих исследователей особое'место занимает Н.¡¿.Трофимов. Впервые в 1926 г. он начинает сбор сведений о селевых явлениях, составляет их описание. Н.М.Трофимов пытался установить связь между грозовой деятельностью и селевыми потоками. Он подготовил "Летописную сводку о силях (селях) ТССР". В'этих летопися* собраны сведения более чем о 400 селевых явлениях и дано описание каадого селевого потока.

За последние 40 лет мояио выделить работы В.К.Кунина (1941, 1953,1959); Н.М.Мурадова (1959); Ф.К.Кочерги (1964); С.С.Коржуева (1972); З.Н.Иошсиной и К.Длуманьязова (1972); С.Э.Эзимова (1980), К.Нурбердиеаа, О.Сапарова (1986); К.Нурберд^ (1939,1990), з кото-

- 7 - .

рых содержится информация о селевых явлениях Копетдага. , Основные сведения о селевых потоках собраны в "Кауалог селе-опасных рек Казахстана, Средней Азии и Восточной Сибири". По Ко-петдагу кратко описаны геолого-геоморфологические условия формирования селей,более подробно проанализированы климатические ¿'?ловия. Кратко охарактеризован режим селевых явлений, описываются морфо- ; метрические характеристики селеопасных рек, период наблюдений и сведения о прошедших в нек селях. Здесь же отмечено, что в Копет-; дате проходят водокаменные, грязевые и грязекаменные селевые потоки. Даются также сведения о их скорости, расходе, продолжительное-; ти, объеме, а также гидроморфометрическив характеристик.

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕЛЕВЫХ ЯВЛЕНИЙ КОПЕТДАГА

"' г ;

В главе дан анализ основных факторов влияния на формирование' селевых потоков и определены особенности условий образования'сетей. На селеопасных территориях Копетдага расположены в оайвйом следу«»? щие типы поверхностей:' среднегорья, низкогорья, холмогорья и . '■' ^ речные долины. ,

К г е о л о г и ч е. с'к им условия >1, прямо или косвенно влияюцим на селеобразование относятся: литологический состав; строение коренных пород и поверхностных отложзний, тектонические условия и характер неотектонических движений. ' ,

Породы.коренной основы, как правило, не принимают непосредственного участия в формировании твердого стока гелей. Однэко, вследствие постоянного их разрушения под действием окзогапшх и эндогенных процессов, они служат неиссякаемые источником формирования и накопления рыхлых отлояений, которые играэт неглуп роль в селй-образовании. ■ . • ' :

Б геологическом строении территории Коп??дага учЕствувт отястс-ния мезозойской к кайнозойской группы^ Мозоэойокг! группа представлена отложениями крекой и меловой систем. Крскат система распрост-

ранена и представлена нижним, средним, верхними отделами. Меловая система широко распространена по всему Копетдагу.

Кайнозойская группа имеет наибольшую площадь распространения, подразделяется на палеогеновую, неогеновую и четвертичную систему.

Отложения палеогена в 1-^еделах Копетдага представлены однородной толщей преимущественно глинистых, а нижней части мергелистых пород, местами достигающих до 2000 м мощности.

Неогеновые отложения представлены в Копетдаге в основном миоценом и плиоценом. Еще шире распространены континентальные отложения неогена. По составу пород неогеновые отложения сложены песчанными, алевролитовыми и галечными образованиями, а юрские отложения выра-. рены преимущественно ракушечниками, ^етрисовыми и оолитовыми известняками, глинами, часто гипсоносными и гипсами.

На территории Копетдага развиты как морские, так и континентальные четвертичные отложения. У подножия Копетдага, испытавшие в четвертичное время периодические, но интенсивные воздымания, накап-• ливался в основном грубообломочный материал, закладывались долины и русла рек и временных потоков.•

Геоморфологические условия. Копет.даг представляет собой типичную эпигеосинклинальную горную страну, становление которой началось после замыкания геосинклиналей. Складкообразование Копетдага началось в меловом периоде, но интенсивность его периодически менялась. Особенна сильным оно было в конце миоцена и слабим в акчагыле, когда сложились основные черты современного Копетдага. Этапность под? чтия отразилась на интенсивности денудации, выраженной в-яр/сности рельефа. В Копетдаге насчитывается 'Семь ярусов поверхности выравнивания, И£ которых д^ва зерхние-дену-^.ационные, два рреднеденудационно-рккумулягивние и.три нижне-акку-цу дативные.

'Наученная территория широко подвержена действию экзогенных

. 4 " . ■ _ 9 - ; процессов, вызванных разнообразными факторами. ГаЪлогические'й геоморфологические условия Копетдага являются благоприятными для формирования селевых потоков. .

Клим а т К о п е т д а г а резко континентальный и исключительно сухой. Такой климатический режим обусловлен особенностями. общей циркуляции атмосферы, удаленность» от океанов и морей, расположением в глубине огромного материала югнкм его положением, характером подстилающей поверхности.и интенсивностью солнечной радиации..

Климатические условия формирования селевых потоков в Копетдаге

определяется тремя важнейшими 'особенностями; значительными сугочны- -

ми.колебаниями температуры воздуха и: почвы, :способствуэдими физическому

выветривавши, наличием в теплый/период года продолжительной засухи,

.предшествующей прохождению селей и выпадению осадков, причем большой

■ . ■ г ■ . 1 интенсивности. .. •.

Источником водной составляющей части селей, являются атмосферные осадки.Количество их.изменяется в пределах 200*-350 п.»." Вйпадение ■ ■' ' • обилышх,с.елеобразуйди5с осадков; в большинстве случаез происходит, при 1 активных Вторжениях холодах воздушных масс из сьвсрных широ*,при ¡/с-ловии поступления во фронтальную зону влажных теплых масс с сго-эацаДа.

Основным и активным. фактором сйлобразовсния • являете^ ливкевый. < дождь. Позторлегюсть и распределение селей по территории' Копетдага' совпадает с повторяемостью ливней и характером их распределения.-84% се лей наблюдалось в период апрель-август.За этот, же период ч :сло случаев кшадения ливневых доадей составляет 83% от общего количества догздей. : \ . ' 1

Наиболее интенсивные липни выпздавт и Западном и Центральном Копетдага, Максимальная продолжительность ливней достигает здесь 2-х часов,при. средаей интенсивности 1,16 ш/ши.и'иакеккэльчой - Г,3-Г,4 км/кин. ■ ' .'

Гидрологические условия э Копетдаге окаэывагл существенно^ вли--

янив на процессы формирования селей. Одним из необходимых условий для формирования является наличие интенсивного поверхностного стока , во, время ливней в руслах и временных, водотоков. Склоны гор Копетдага рассечены густой сетью сухих глубоких долин и узких оврагов. Водо- -сборные бассейны расположены довольно низко, средневзвещен-ные высоты не превышают 1000-1500 м.

Коэффициент извилистости русел изменяется от 1,05 до 1,8. Его величина сильно меняется от учасгка к участку на одной реке. Встречаются реки с крутопадающими участками и теснинами. Берега крутые и обрывистые (Соккулун.Сумбар и др.),часто скалистые,переходящие в склон долины.

Густота гидрографической сети меняется от 10,10 км/км^ до 0,90 ки/км^,а в восточном Копетдаге даже I км/км2 и более.

Почвенный покров - один из основных факторов, определяющий формирование селевых потоков. Он защищает горные породы от разрушения.Наличие или отсутствие почвенного покрова на селеобра-зукщих склонах сказывается и га составе селевых выносов. При наличии почвенного покрова в зоне селеформирования в составе селевых выносов будут находиться глинистые,песчаные и пылеватые частицы (реки Сумбар, Аджидере (Аулы),Гяурли и др.).При оголенности селеобразуюцих склснов твердая фаза селей представляется в основном грубообломочным материалом.

По почвенному покрову в Копетдаге выделяют горностепной,полупустынный и пустынный пояса.Псчвы Копе\дага можно объединить в следующие группы: I.Горные темнокоричневые, 2.Горные коричневые. 3.Темные сероземы. 4.Типичные сероземы. "1.5.Светлые сероземы.

Распространение темнокоричневых почв в Копетдаге очень ограниченно,обнаружены только в трех цунктах: на вершине гору Спнт,между ко' лоадем Учкую и Нохур и на гребне меуду горыи Алмаджик и Тогарево. , 1 р о л ь р а о т и т е л ь н о с т и в процессах селеобразова-илн рйзгацни. Она влияет на процессы физического и химического ьыйот-

ривания,процессы эрозии,на формирование жидкой составляющей селевых потоков,т.е. на условия поверхностного и подземного стоков,,а также 'на распределение атмосферных осадков и испарение.

Влияние растительности на формирование твердой составляющей селей состоит в замедлении интенсивности процессов физического выветривания,благодаря уменьшению температурных колебаний поверхности и поглощению части лучистой энергии растениями.Наряду с этим'сказывается и скрепляющая роль корневых систем в рыхлых отложениях,что ослабляет процессы денудации.С другой стороны .растительность значительно' усиливает процессы химического выветривания.Следует все же отметить, что в целом растительность замедляет поступление твердой составляют, щей селей и в этом ее воздействие несомненно положительно'.

Влияние антропогенных ф а к т о р о ч . на условия формирования селей может быть как положительное, так й от«- , рицательное. За последнее время, в связи с интенсивным освоением территорий, роль отрицательных сторон человеческой деятельности возрастает и требует самого пристального рассмотрения.

За последние 100 лет лесные богатства Туркменистана уменьт&- »' ются, несмотря на положительные работы работников лесного хозяйства. Достаточно привести факты. В период 1981-1988 гг. лесонаруаителкш> было вырублено 2040 м3 леса. Вырубка лесов оголяет склони, 0голе- ■ нию способствует также неправильная агротехника, в частности — .' ' продольная распашка склонов. В результате такой вспсаки образуются,' борозда-ложбкны., являющиеся очагами горной эрозии.

Все'это в'значительной степени усугубляет разрупе'ше 'поверхности горных склонов, создает очага формирования езлей. Такое нарушение пркродногЬ равнозесия чстречается в верховьях рек Сумбар,' Арваз, Аджидере (<Уш) и других. За последние десятилетия к названному прибавились факторы, вызываемые про!.гыиленчой деятельностью.

; РАСПРСЮТРАШШВ, РАЙОНИРОВАНИЕ ОЕЯЙВЫХ ЯВЛЕНИЙ . И ГЕШгПШСИ1Е ТИПЦ СЕЛЗЗЫХ ОЧАГОВ

В этой главе излонены результаты исследования селеопасных бассейнов и приводятся данные о генетических типах селевых очагов.

На территории Копетдага сели щормируютая. на 172 постоянных^ временных водотоках. Из них на долю Восточного Копетдага приходится 53 водотока. Водосборы всех водотоков расположены на северном и северовосточном склонах передового хребта, водосборы крупных водотоков на- ■ холятся за пределами СССР - в Иране. Общая площадь водосбора - 10,6 тыс. км2, в том числе за рубежом - 8,3 тыс. км2 или 78%.

' В Центральном Копетдага селевые потоки' формируются на 39 водотоках, площадь которых составляет 3,4 ты'с. км2.

В Западном районе селевые потоки наблюдаются на 45 водотоках с

о

обще*» площадью водосбора 5 тыс. км". Самым крушым водотоком этого района является Адзыдере (Аулы), бассейн которого составляет 2,79 тыо. ■км2, то есть 55$ 01 общей площади.

' В юго-западном Копетдага селевые потоки формируются на 35 времен- 1 них водотоках, о общей площадью водосбора 4,98 тыс. км2.

С 1882 года на 80 водотоках Копетдага отмечено более 1300 случаев прохозденкя селей. Из них наблюдались с апреля по август за ' счет интенсивных ливней. В целом селеопасным периодом на водотоках Копетдага является период с марта по сентябрь,, в редких случаях сели бывают в октябре. •

; Проведенный анализ данных о селевых потоках дозволил выделить 'седракяшщэ годы. За последние 30 лет таыши года'ш являются: 1963, 1969, 107?, 1076, 1981, "1135 гг.

V*'. Наиболее "селевыми" месяцами в Копагдаге явяяетря апрель-май, '!ка поя» которых приходится'54%' всех 'зарегистрированных,селей. '

Проведенными полевыми работами. установлено, что в Копетдага в основном формиррэтся яаносоводные, грязекаманные е грязевые селевые потоки. Причем,около 8С$ их приходится на долю наносоводных.

Дщ упорядочения представления о селевой характеристика территории, облегчения исследовательских работ при решении задач, связанных с защитой от селей н борьбой с ними многими исследователями предлагаются различные классификации селевьк бассейнов и сеяёвых потоков й зависимости от условий формирования, движения и степени опасности воздействия селей. С этой целью нами'разработаны две. классификации. • Первая классификация основана на принципах частоты во?чикновения, ' состава селевых отложений И типе селей (табл. I). '••"'. ■'■..'

Вторая классификация. основана на селевой опасности по 'отношению к народнохозяйственным объектам. Все селевые бассейны Копетдага'раз^ делены на четыре категории: . .? ■• ■ ;

• . ,1 - сали'угрожаиг населенным цунктам, азтомобяльпш и железным дорогам, мостам, каналам'И другим сооружениям;капитального типа;;

, П - соли угрожают отдельным шшм здалиям в селениях, проселоч1 ным дорогам или другим^сооружениям легкого 'типа- ;.. .,'

• Ш - сели.угрожают.отдельным участкам оросительной система, ¡почо-вам, огородам и др.; • ' .' : , , . ,.' >

17 - сели угрожают отдельным домам и другим постройкам. ■ ; Проведение исследований ганетичес1а:х типов соловых очагов позволило определить_их распространение в Копотдагэ.' Выделены сявдуивш . •• типы селевых очагов: •, ■ • • ' ; ч

I.' Гравитационные селевые очага Сссштн а россиян). Осэтти и рос-ршш распространены в.Копетдаге очень лшроко в бассейне рек Арваз, Сок-Кулун, Нагдайлп (Пантыш), Зярвзинка, Кельтачяяар, Большие-;Карак~ кы и др. •

Таблица I

Классификация селевых бассейнов по частоте прохождения, составу отложений и типу селей

Интенсивности селя • | |Средне! Степень селе~|летняя| активности ¡^с£ро! бассейна ¡ховде-) •,ния се; •ля.чис; •,ло лот;

Состав селевых

отложении

Селевые районы

Тип селя

1. Особо активные селевые бассейны (от Теддена до Ан-нау)

2. Активные селевые бассейны (от Дрчмана до Казанджика).

3 Средние овдеактивные бассейны (от Аннау до Арч-ыана).

'1. Слабо се-леактивные бассейны.

Один Галечники, глинисто-саль в грязевая смерь., редко

2-3 обломочные'породы, года.

Один Глины, суглинки, щеО-се-ь в ниото-галочники, круп-

3-5 . нооблимочный материал, лет.'

Один Крупны" обломки, валу-сель в ни, щебнисто-галечни-5-7 ки, глины, песчаники, лет.

Один Глшш, посчаникп, хо-сель в рошс. окатанные галеч-7-10 ника. лет.

Восточный Наносо-Копетдаг. водный.

Западный Наносовод-Копе тдаг. ный, редко грязека-меш-ий.

Центральный Грязекамен-Копетдаг. ный и ^ано-соводный.

Юго-Западнш": Грязевый Копетдаг. и наносо-водный.

2. Г^аьита1ронно-дн4ильтрациошш& сидовиа очаги (оползни). Оиолз-нд Встречаются в Центральном, Западном и Юго-Западном Коиогдаге. В цепей на торритории Копэт^ага оползневые явлзнил широко не распространены., . ' '

3. Флювиальные типы селевых очагов. Это - конусы выноса боковых притоков и оврагов, аккумулятивные террасы, пойменные и русловые отложения. Этот тип селевых очагов очень широко распространен в Центральном и Западном Копетдаге, особенно на реках Арваз, Фирюзинка, Большие Каранкн, Кода.

4. Денудационные селевые очаги. В Копетдаге более 80$ селевых очагов относится к денудационным, в которых формирование селевых потоков зависит от интенсивности денудации.

РАСЧЁТНЫЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СХ)ШЫа

■ ямшй и методы их опрвдшши

.фи осуществления иротивоселевых мероприятий, разработки методов прогнозирования селе!! и организация слукбн предупреждения необходимо знать расчетные характеристики селей. К настоящему времени разработа-т ны различные методы и предложены формулы для определения следующих величин:

1. Максимальной и средней скорости селевых потоков различных типов.

2. Максимальных и ере,днях расходов селей и отдельно их жидкой п твердой составляющих, расходаводн и расхода наносов.

- 3. Объемов селей и селевых выносов.

Скорость движения селевого потока является важнейшим параметром, определяющим его динамику. Без знания скорости движения невозможно решение большинства инженерных задач, связанных с регулированием'сь-лей и защитой от них. Определение скорости оеля представляет собой весьма слоянуи задачу. Тем не менее, учитывая запросы практик! и необходимость хотя бы приближенного определения скорости движения селевых потоков, рядом исследователей (М.Ф,Срибный, 1959; И.И.Херхеулид-зе, 1967; А.Л.Соколовский, 1947; В.В.Голубцов, 1976; 1.1.А.Мостков, 1959 и др.), были предприняты допытки разработки формулы для опреде-

леншг скоро.сти селя. Проведенный анализ показал, что для определения средней скорости сэдя в условиях Копетдага, формулы вышеназванных авторов не приемлемы. • .-...'

Поэтому нами предложена формула для расчета средней скорости солевых потоков низкой плотности, которые чаще всего формируются в

Колетдаге. Она имеет следующей вид: V

. ! . ' 0,22.0.19 > ;

5/1 Ч . : : , .

где: , Л - средняя глубина'потока; " I - уклон расчетного участка. Для определения объема селевых потоков наибол'ее надежным мето- . догл определения является непосредственное вычисление либо по гидрографу селя, либо но следам его прохождения, путем замеров объемов отложений па всеЗс участках, аккумуляции селевых выносов и сопоставле-' нйя о замерами в очагах селеформпроваюш. Так ,как-в Копетдаге такие" работы на стационарах но выполнялись, . да считаем, что аналитическое определение объемов селей представляет собой единственный правильный путь. С этой целью Д.Л.СоколовскиЫ (1968), И.И.Херхеулйдзе (1967) и другими исследователями предложены эмпирические формулы, однако они не учитывают особешости селефоршрбвшшя Копетдага. Эти формулы завышают объем селя в 5-7 раз. Исходя из вышесказанного, на-ля для первичной оценки объема селевых потоков дредлог.ена следующая формула: .

У = К0.ГЛОХ _ : '

где: К - коэффициент, зависящий от.Ьлощада водосбора; Т - продолжительность селевогб потока; Ч»шг максимальный расход селевого потока. Так как коэффициент К зависит от плоцада водосбора, то предлагаются следующие критерии: , >

для площади бассейнов до 50 км2 ' . К - 0,4

дня площади бассейнов 50-200 км^ К - 0,5

для площади бассейнов более 200 км^ К = 0,6

Исследованы также физико-механические и инфильтрационные свойства седеформирующихся грунтов Копвтдага. Определено, что плотность се'4 деформирующихся грунтов составляет в бассейне р. Даната от "2100 кг/м3 , до 2600 кг/м3, в бассейне р. Арваз от 1900 до 2200 кг/и3, в бассейне лог Большие Каранкы от 1500 до 2400 кг/м3. Период с марта по октябрь влажность оелеформирующихся грунтов в бассейнах рек меняется в широких пределах, на поверхности от 2,10 до 17%, на глубине 50-60 см от 0,8 до 17$, на глубине 80-90 см от 3,6 до 5%, Минимальная влажность наблюдалась в сентябре, максимальная -приходится на июнь-июль.

Анализ гранулометрического состава селеформирующихсн грунтов показал, что в бассейне р. Арзаз доля частиц о диаметром от 1-2 мл составляет 42$, в бассейне реки Даната больше всего частиц с диаметром 20-50 мм 19$, в бассейне лога Большие Каранкы 32% составляют частицы 0,1-0,2 мм. Изучены таюхз инфильтрациокные свойства селеформирукь щих грунтов. Аг„ализ годового хода коэффициента инфильтрации показывает, что в бассейна р. Арваз еашИ низкий коэффициент инфильтрации наблюдается в апреле, а высокий - в кше-имо. В целом ¡ложно сказать, что то не самое наблюдается в Копетдаге. Как известно, 26$ всех селевых потоков наблюдается именно в апреле. ! .

Роль физико-механических и инфильтрационных свойств селеформпру-щих ' грунтов в селеобразовании отмечены многими исследователями , (М.С.Гогошидзе, 1958, 1970; Ю.Б.Виноградов, 1967, 1971, 1976, 1980; B.C.Степанов, 1980, 1985, 1988; С.М.олейшан, 1976, 1978).

ШШЗНДГИЕ #1СТАНВД0Ш{ЫХ китолов для ■ СОСТАШШМ .КАРТЫ СЕДгВОЙ ОПАСНОСТИ

В этой главе выявлены информационные аозмогщоста аэрокосмпчослсях

Материалов и приведены результаты дешифрирования рнимков. Разработана

'методика составления карты селевой опасности и противоселевых мероприятий.

Дешифрирование космических снимков производилось с привлечением имеющегося материала и в первую очередь карт,- масштаб которых, как правило,'в несколько раз был-крупное масштаба космических снимков. Поэтому одной из задач дешифрирования космических снимков явилось сопоставление гидрографической сети,'изобразившейся на космическом снимке, с гидрографической сетью карты. Проведенное сопоставление показало, что изображение гидрографической сети на космическом фотоснимка полностью соответствует нагрузхсам карт масштабов 1:100000'' и 1:300000 пли дало превышает.эти нагрузки.

1 Результаты использования аэрокосмических снимков показали, что для изучения селей по информационным возможностям более приемлемо использовать аорофото^нишш масштаба 1:1.0000 - 1:35000, а такае кос-' мические снимки масштаба 1:200000, увеличенные в 5 раз.

I В этой главе рассмотрены также признаки дешифрирования генетических типов соловых очагов;конусов Еыноса и некоторых характеристик селевых бассейнов. ' . '

Дешифрирование аэрокосшческих снимков показало,- что селевые очаги имеют четкие признаки дешифрирования. Их обнаружение значительно облегчается, если его 'начинать с опознования и интерпретации селевых русел и конусов выноса. Последние имеют более устойчивые прямые признаки дешифрирования и легче опознаются. Гравитационные селевые очаги дешифрируются по щшшм и коовекнш признакам. Важнейшим из них являются тон фотоизображения, яркостный контраст, форма, размер и микроструктура фотоизоо'ракения. Тояоеыо характерно тики фотоизображения осыпей не остаются однородными, а изменяются от очень светлых до светло-серых и серых. Потемнение *она'фотоизображения связано с

повышенным увлажнением гравитационных отложений в нижних частях склонов. '

При изучении гравитационно-инфилътрационных селевых очагов материалы аэрофотосъемки и увеличенные космические снимки также играют большую роль. Дешифрироваьле позволяет определить распространение 1 оползневых явлений на территории Копетдага.

Флювияльные селевые очаги на аэрокосмических фотоматериалах дешифрируются по прямым дешифровочннм признакам. Конусы выноса боковых притоков и оврагов на снимках характеризуются треугольной формой и изображаются различными оттенками серых тонов, от светло-серого до темно-серого и темным фототоном. • ',

Пойменные и русловые отлонения деьшфрируются по линейно вытянутой форме русел. Они изобразимся оцнороднш светлым и светло-серым тоном. Селевые ¿■алы в основном развиты в широких частях долин. На снимках они распознаются по узким светлым полосам.

Дешифрированием аэрокосшческих снимков установлено, что на территория Копетдага широко распространены денудационные селевые очаги, где в основном формируются нано.соводнке селевые потоки. Для дешифрирования денудационных селевых очагов необходимо, главным образом, распознать территоргаг распространения эрозионных процессов. Плоскостная эрозия на аэрокосмичвских снимках выделяется, главным образом, по прямым признакам деашфрироЕания: форма контуров,. тону и структуре фотоизображения. Как правило, при смыве почвенного покрова образуются побольше пятна воронкообразной формы, bi'тянутые вдоль склонов. Тон-изображения этих объектов светлый н светло-серый; структура однородная или пятнистая. Линейная эрозия дешифрируется, по светлому тону изображения <?свещешдах 'я темь ¿"-серому тону затемненных участков склонов. Боковые размывы рек имеют очень светлый тон изображения, а при групповом расположена^,' сливаясь друг с другом,

■ Рис. I. Фрагмент карты "Седовой опасности и противо-селевых мероприятий Копетдага".

Степень селевой опасности территорий: 1-1 категория, 2 - П категория, 3 - Ш категория; преобладающий тип селевых потоков: 4 - грязокаманные, 5 - грязевые,,

6 - наносоводные. Генетические, типы селевых очагов:

7 - гравитационно-инфильтрационныа, 8 - гравитационные, 9 - флювиальные, 10 -'денудационные, II - изолинии суточного слоя ливневых осадков 1% обеспеченности (мм), 12 - границы селеопасных участков. Протквоселевыо моро- . приятия: 13 - строительство косга, 14 - реконструкция моста, 15 - сквозная запруда, 16 - донная запруда,

17 - искусственное русло, 18 - селеотводящее сооружение, 19 - полузапруда, 20-накосозадеркивающая' дамба, 21 - глубинный наносоуловитоль, 22- лесомелиоративная; работа.

образуют светлуй полосу, обращенную в сторону склона.

Крупные селевые русла дешифрируются по светло-серому тону фотоизображения. Пересыхающие роки изображаются темно-серым тоном. ■ Речные водоразделы дешифрируются на космических сташах в большинстве случаев менее точно, чем на картах.

Селевые поля выноса на космических снимках обычно опознаются в придонной части ущелья - отложения сравнительно недавних селевых потоков (5-10 лет в зависимости от масштаба явления), имеют светлосерый и серый тон фотоизобракения.

Селевые конусы выноса боковых притоков рек имеют более ярко вырахэнные черты и отличается от гравитационных конусов несортаро-ванностью рыхлообломочного материала. Структура их изображения цо-лосчато веерообразная, той светлый, граница четко очерчена.

Гравитационные конусы выноса -имеют ярко выраже-ную сортирован-ность рыхлообломочного материача, и без труда отличаются от конусов выноса селевых потоков. Такие выноси имеются в бассейнах рек Кода, Пантлп (Нагдали), Большие Каранкы, Арваз, бирюзинка, Сок-кулун и

др.

Конусы выноса селевых потоков, покрытые растительностью отличаются по тону фотоизображения. Они дешифрируются по характерному рисунку, образуемому тенями микрорельефа н разновозрастной древео-но-кустарниковой растительностью.

Составлена карта селевой опасности и противоселевых мероприятий. Основой содергания карты являются территории о разной степенью

селевой опасности. При.этом в качестве критерия степени селевой

1 < • ■

опасности приняты морфометричйские характеристики селевых очагов. На карту помещены изолинии суточного сдоя осадков 1% обеспеченности. Фрагмент карты селевой опасности показан на рис. I.

■ На карту немасгатабными значками Занесены также генетические тшш селевых очагов и типы селевых потоков.'

В виде диаграмм по пятилетиям за период с 1895 по 1988 годов на карте показано распределение селевых потоков в процентах от общего количества." В виде диаграмм показано также распределение количества салевых водосборов в Копетдаге.:

Разработаны лротивоселевые мероприятия для основных селеопас-йых бассейнов рек Копетдага. ' :

' • . В Ы В ОД Ы

1. Формирование селей «а территорш Копетдага определяется в основном гидрометеорологическими и геолого-геоморфологическими факторами. Среди них активными в сел^образованш являются ливневые осадки (более'20 мд за один день с интенсивноетыо 0,20 мм/мин).

Период прохождения селевых потоков совпадает с периодом выпадания ливневых дождей. Селеактйвныш месяцами в Копетдаге являются апрель - май, на долю которых: приходится 54% селей. Выделены такта .селеактивнне года._ '

2. Выявлены селеактивнне реки и лога Копетдага, огфеделены морфологические элементы их бассейнов,

3. Разработана классификация селеопасных бассейнов по частота возникновения, Составу селевых отлокений, типу селей и отношению степею: опасности селей к народнбхозяйственным объектам. '

По частоте повторения выделены рледугащие селеопасные районы Кояетдага; I, Особоактивный - Восточный Копетдаг (от Чаача до Ан-нау). 2. Активный - Центральный Копзгдаг (от Аянау до Арчмана). 3. Среднеактивный - Западный Копетдаг (от Арчмана до Казандаика). 4. Слабоактивннй - Юго-Заладный Копетдаг (от Казакдкика до Шерлаук).

По отношению солей к народнохозяйственным объектам определены

4 степени селеоцасности.

4. Выявлено, что в пределах Копетдага в зависимости от распространения высотно-экслозиционных особенностей литологии пород, • расчлененности рельефа, почвенно-растительного покройа и антропогенной деятельности выделяются гравитационные (осыпи й росокпи), гравигацпонно-инфилырачиоянне (оползни, обвалы), флювиальные и денудационные селевые очаги. ■ ' ; ; ^ 5. Проведенные исследования показали, что селеобразование в] ■Копетдаге происходит при плотностях селефоршруюпдих грунтов 15002600 кг/м3. . ' ; .

Выявлено, что в Копетдаге формируются грязекамзнные (плотностью от 1900 до 2500•кг/м3), грязевые (а™ 1500 до 2000 кг/м3), наносовод-ные (от 1100 до 1500 кг/м3) селевые, потоки. , ■ г '

6. Анализ существущих рас;чеТк^: методов показал, что для оценки количественных характеристик селей предложенные для других рнйо-; нов эмпирические формулы;не. приемлема для селевых рек и логов Ко- ( петдага. Предложен^ новые эмпирические формулы для расчета средней| скорости и объема селей'

Изучены возможности..'деии^рировашш селей но аорскоешчеб-ким снимкам. По результатам 'Дешифрирования снимков определены гид-, рсморфояогическпе и морфоме^рическио характеристик' солевых бассейнов, русел и конусов выноса.

8„ Зредлагаатся мероприятия для запиты населенных пунктов, автомобильных и железных дорог, водохозяйстветшх, промышленных и других объектов от селевых явлений, а также перечень природоохранных мероприятий, направленных к ослаблении процесса формирования соло-внх потоков, ;

Э. На основе комплексного анализа селеопасносм торриторяи составлена карта селевой опасности и противооодевых ?/лропр;штил ¡Со..от-

дага в масштабе 1:1 ООО ООО. При этом в качестве критерия степени оелеопасности принята морфомеодическая характеристика селевых очагов. ......

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Использование космической информации для изучения селевых явле-

■ ний Копетдага. Эколого-географические аспекты особенностей пустынь. - Тезисы докладов, Ашхабад, Ылым, 1987, с. 36-37. ;

2. К вопросу классификации селйй // Вопросы физической географии и охраны природы Азербайджанской ССР. - Баку, АЕУ, 1989, о. 53-60 (в соавторстве с М.А.Мамедовым).

3.'Применение дистанционных методов для изучения селевых явлений Туркменской ССР. // Материалы республиканской науч. - техн. кон-

• ференции, посвящеьной 70-летию образования То9ударственной геодезической, службы ССОР. -Ашхабад, Ратолринт, туркменАГП, 1990, с.

' 77-81. ■ ■'. ' ,

4. Возможности применения дистанционных методов для гидрологических исследований на территории Туркменской ССР. // Материалы республиканской научн.-техн, конференции, .посвященной 70-лонга образования Государственной геодезической службы ССОР. - Ашхабад, ТуркмекАГП, 1990, с. 63-70 (в соавторство с М.Р.Максимовым и Д. А. Лавровым). ( ,

5. Оценка селеопасности Центрального^Копетдага на примере бассейна реки Арваз. // Материалы IX республиканской научной конференции молодых ученых л специалистов, посвященной 70-летию ВЛКСМ. - Ашхабад, -Ииим, 1990, о, 284-285. '