МЕТОДИКА ОПИСАНИЯ ПЕЩЕР
Одобрено Управлением самодеятельного туризма
Центрального совета по туризму и экскурсиям
и рекомендовано для работников советов
по туризму и экскурсиям, советов ДСО,
туристских клубов и туристских секций
коллективов физической культуры.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Местоположение пещеры
Методика топографической съемки под землей
Морфометрическая характеристика пещер
Геологическая характеристика
Наблюдения под землей
Морфологическая характеристика полости
Гидрогеологическая характеристика пещер
Микроклиматическая характеристика пещер
Доступность, возможное использование пещер
Различные сведения о полости
Литература
Задачи советского спелеологического туризма были определены постановлением Президиума Центрального совета по туризму и экскурсиям: "Целью спелеотуризма является разведывание и изучение пещер, с тем, чтобы эти замечательные памятники природы стали достоянием широких масс трудящихся нашей страны".
Карстовые пещеры и шахты, естественные полости некарстового происхождения: лавовые, эоловые, ледниковые пещеры, пещеры морских побережий и подземных пожаров, а также искусственные горные выработки, подземные поселения, культовые и оборонительные сооружения - это обычно новые, порою недостаточно изученные, природные объекты. Практически все пещеры представляют собой объекты для туристско-экскурсионных целей. Сложность проникновения в пещеры часто препятствует их изучению силами специальных научных экспедиций. Поэтому перед спелеотуристом возникает специфическая и ответственная задача: во время спелеопутешествия дать достаточно полную и объективную характеристику пройденной пещеры. (В настоящих методических рекомендациях термин пещера объединяет все типы и классы карстовых и некарстовых полостей в земной коре. В тех случаях, когда это необходимо, термин будет раскрыт более детально).
Для унификации проводимых спелеотуристами наблюдений и содержания соответствующих разделов отчета о выполненном спелеопутешествии комиссией спелеотуризма Федерации туризма разработана карточка учета карстовых полостей, содержащая 65 вопросов. Основные вопросы карточки вполне применимы и для документации карстовых или искусственных пещер. Все необходимые в этом случае дополнения могут быть внесены в ее восьмой раздел "Различные сведения".
Полнота ответов на вопросы карточки учета зависит от целей и задач спелеопутешествия, степени специальной подготовки его участников и наличия заданий от советов по туризму и экскурсиям различных научно-исследовательских и проектных организаций. Данные методические рекомендации построены в соответствии с разделами карточки учета и содержат основные сведения о методике описания пещер. Более подробные сведения можно найти в специальной литературе, список которой приводится.
"Методика описания пещер" входит в учебные программы различных мероприятий по подготовке кадров спелеотуристов: школы предлагерной подготовки, спелеолагерей 1 и 2-го годов обучения, инструкторских сборов. Перечень учебных мероприятий, в которых необходимо предусмотреть раздел "Описание пещер", приведен в приложении 1.
Приступая к описанию пещер, спелеотуристы изучают местоположение полости и собирают следующие сведения.
1. Тип карстовой полости. Пещера, грот, колодец или шахта. При этом нужно учитывать, что пещерой считается полость, у которой длина больше ширины и высоты у входа; длина меньше ширины и высоты - грот; вертикальная полость глубиной до 20 м - колодец; глубже 20 м - шахта.*
2. Номер и название. Каждой пещере присваивается номер и дается название. Для определения номера пещеры во время поисково-разведочного спелеопутешествия данный карстовый район разбивается на прямоугольники с размерами сторон, равными минуте географической широты и долготы. Каждому прямоугольнику присваивается номер. Внутри прямоугольника пещера получает порядковый номер.
Таким образом, полная числовая номенклатура пещеры состоит из двух цифр (например, 27-12, где 27 - номер прямоугольника, 12 - номер пещеры внутри него).
Название дается местное (если оно существует) или присваивается полевое, с соблюдением традиций отечественной топонимики. Для названия желательно выбирать производные от широко известных географических названий и отображающие местоположение новых пещер (водопад Джур-Джур - пещера Джур-Джурская), отражающие морфологические особенности пещеры (Змеиная, Висячая, Обвальная, Каскадная), характерные черты гидрогеологии или натечного убранства полости (Снежная, Водопадная, Кристальная).
На спелеологической карте страны можно встретить топонимы, посвященные памяти выдающихся людей. В честь видных русских геологов и географов названы пещеры и шахты Мушкетова, Максимовича, Крубера, Гвоздецкого. Некоторые пещеры носят имя первооткрывателей (Мамина, Аверкиева), однако, этим не следует злоупотреблять, так как часто пещеры открывают случайно.
Отдельные пещеры и шахты получили названия, связанные со знаменательными событиями в жизни нашей страны, так, шахта Мира в Крыму названа в честь Всемирного фестиваля молодежи и студентов в Москве; каскад Космонавтов в Красной пещере - в честь первого в мире группового полета советских космонавтов Андриана Николаева и Павла Поповича. Однако не следует присваивать пещерам эмоциональные, но неэстетические полевые названия. Нужно учитывать, что полевое название представляется Комиссией спелеотуризма Федерации туризма на утверждение в Комиссию карста и спелеологии Академии наук СССР.
3. Административное положение. В этом пункте нужно назвать республику, край, область, район, где располагается карстовая полость.
4. Горный массив. В графе указываются массив, хребет, гора, долина, водораздельное пространство, урочище и т. д., где находится карстовая полость.
5. Необходимо обозначить расстояние до ближайшего населенного пункта (км), при этом отдельно указывается расстояние по дорогам (с характеристикой покрытия и проходимости в разные сезоны года) и по тропам.
6. При отсутствии у входа четких ориентиров, необходимо дать азимуты на приметные объекты. Желательно обозначать не менее трех азимутов, отличающихся один от другого на 50-90°.
7. Отдельно следует характеризовать расположение входа и положение полости на элементах мезо- и микрорельефа (плато или склон массива, водораздел или склоны хребта, дно или склон долины, карстовая воронка, на открытой местности или в лесу).
8. Абсолютная и относительная высота входа (м). Абсолютная высота определяется по карте с обязательным контролем барометрическим или тригонометрическим нивелированием. Относительная высота входа определяется по отношению к ближайшему эрозионному врезу (днищу, долине или котловине) или к днищу карстовой формы (воронке, карстовой котловине).
9. Одним из важных показателей следует считать площадь и форму современного водосбора полости, поскольку эти сведения очень важны для безопасной эксплуатации пещер. Каждая карстовая полость с точки зрения водного питания может быть отнесена к одному из следующих трех видов пещер или их комбинации: пещера-понор, поглощающая и отводящая в глубь массива поверхностные воды; вскрытая пещера зоны транспорта этих потоков в горизонтальном (близком к нему) направлении; пещера-источник, выводящая подземные потоки на поверхность. Для пещеры, которая является периодическим понором, необходимо провести обследование или топосъемку и определить площадь и форму водосбора, с которого в пещеру в настоящее время поступает вода. Если пещера является постоянным понором, следует указать название поглощаемого ручья (реки), расход воды в нем и дату измерения. Площадь водосбора в этом случае можно определить с помощью карты.
Определение площади питания для пещер-источников и периодических поноров является нередко сложной и увлекательной задачей, решение которой возможно лишь после проведения специальных гидрогеологических наблюдений и экспериментов. Это связано с тем, что такие полости питаются водосборами, удаленными от них до 5-15 км (Ново-Афонская пещера на Кавказе, Красная пещера в Крыму). Зоны питания крупных пещер указываются предположительно.
10. Ориентировка входа, его размеры и форма. Указывается экспозиция входа, определяются его конфигурация и размеры: ширина, высота, площадь.
При составлении отчета спелеотурист в своих ответах по пунктам 5, 6, 7, 9 использует картографические материалы. При их отсутствии или недостаточно крупном масштабе имеющихся карт или схем производится полуинструментальная топографическая съемка района работ. Обычно топосъемочные ходы прокладываются по основным водоразделам и долинам, а также от реперных точек ко входам во все пещеры. Этим одновременно решается задача взаимной увязки карстовых полостей района.
МЕТОДИКА ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ ПОД ЗЕМЛЕЙ
Прежде чем рассмотреть основные морфометрические показатели пещер, нужно знать методику топографической съемки. План и разрезы пещеры являются документом, подтверждающим факт прохождения (первопрохождения) полости. Топографические материалы несут значительную информацию о происхождении карстовой полости, истории ее развития и заполнения различными отложениями.
11. Для спелеотуристов можно рекомендовать магнитную съемку. Измерения магнитных азимутов производят горными компасами или буссолью любой конструкции с подсветкой.** Эти инструменты обеспечивают большую точность отсчета (0°30'-1°00') по сравнению с туристским компасом и компасом системы Адрианова (3°00') и благодаря оцифровке лимба против часовой стрелки более просты в употреблении. Ориентировав компас нулем лимба и длинной стороной на объект, азимут которого надо определить, берут отсчет по северному концу магнитной стрелки (рис. 1).
Для получения сопоставимых результатов при съемке разными приборами необходимо до выезда в поле или непосредственно в спелеолагере сверить все имеющиеся компасы. Для этого на листе бумаги прочерчивается линия, и к ней последовательно прикладываются длинной стороной все горные компасы. Операция повторяется трижды и для каждого компаса определяется поправка относительно основного прибора. При обработке материалов топосъемки необходимо учитывать поправку на склонение. На юге европейской части СССР она относительно невелика (горный Крым, Подолия +2 - +3°), на Кавказе увеличивается до +4 - +5°, на Дальнем Востоке - до -10 - -13°. Следует иметь в виду, что при съемке под землей погрешность измерений компасом возрастает за счет влияния тросовых лестниц, осветительных приборов и других предметов спелеотуристского снаряжения.
Для измерения вертикальных углов обычно используется эклиметр Брандиса (цена деления шкалы 1°00', рис. 2,б). Можно применять маркшейдерский или изготовленный своими силами угломер, подвешивающийся к натянутой мерной ленте. При пользовании этими приборами следует соблюдать равенство высот положения прибора и точки визирования (рис. 2,а).
При работе в горизонтальных полостях с небольшими превышениями и для передачи высотных отметок в дальние районы пещер-лабиринтов часто применяются гидравлические нивелиры, использующие принцип сообщающихся сосудов; простейший гидронивелир состоит из двух стеклянных трубок с миллиметровой шкалой, соединенных тонким резиновым шлангом длиной до 20 м (рис. 2, в).
При работе в вертикальных полостях и пещерах со значительными превышениями применяется гидронивелир иной конструкции. Манометр с большой шкалой (диаметр 15- 20 см). Через специальный штуцер он соединяется с тонкой пластмассовой трубкой длиной 50-60 м. На ее втором конце закрепляется пластмассовый сосуд с водой. Система заполняется на поверхности дистиллированной или кипяченой пресной водой с 5-процентной добавкой мыльного раствора и тарируется.
Точность измерения гидронивелиром превышений ходов, галерей в пещерах может достигать 0,2%.
При поверхностной топосъемке для определения относительных превышений отдельных точек хода над лагерем удобно пользоваться барометром-высотомером БАММ-10 (изменение давления на 100 паскалей в интервале высот 700-1500 м примерно соответствует изменению высоты на 8,75 м). В показания барометра вводятся все необходимые поправки, а для контроля изменений атмосферного давления на протяжении рабочего дня в лагере устанавливается барограф.
При съемках под землей из-за многочисленных местных сопротивлений (изменение направления и размеров галерей вызывает перепад давления) пользоваться методом барометрического нивелирования не рекомендуется.
Для замеров расстояний применяется любая мерная лента. Наиболее удобна парусиновая лента, пропитанная шеллаком, или мерный шнур из нерастягивающегося материала с узелками, завязанными через каждый метр. Для измерения недоступных расстояний можно применять съемный дальномер фотоаппарата (при расстоянии до 10 м этот способ обеспечивает точность +/-10%) либо более сложные тригонометрические методы, основанные на решении прямоугольных и косоугольных треугольников (рис. 3). Хорошие результаты дает метод геологического контроля - прослеживания падения и простирания пород и отдельных тектонических трещин в стенах и сводах пещеры. В очень высоких залах возможно применение шариков, наполненных водородом или гелием.
Такие топографические съемки пещер, как теодолитная; мензульная и фототеодолитная в практике спелеотуризм; применяются редко. Как правило, к ним приходится прибегать при решении инженерных задач (сооружение тоннелей различного назначения, соединяющих пещеры с поверхностью, "сбойка" разных пещер, гидрогеологические работы). Опыт освоения Ново-Афонского пещерного комплекса, а также и работы по составлению проектного задания на комплекс Красной пещеры показали, что эти виды топографических съемок весьма трудоемки, они требуют хорошего освещения и специально подготовленных для работы под землей приборов. Задачи, стоящие перед спелеотуристами на этапе разведки и изучения любой пещеры, вполне удовлетворительно решаются методам полуинструментальной съемки.
Полуинструментальная съемка пещер проводится в масштабе 1:200 для полостей менее 50 м длиной или глубиной. При больших размерах пещер применяется масштаб 1:500. Следует предостеречь начинающих спелеотуристов от использования масштабов 1:300, 1:400, 1:800, не удобных в работе и осложняющих все дальнейшие расчеты. Так, при обработке материалов топосъемки крупных полостей, имеющих значительную линейную протяженность, нужно использовать масштабы 1:1000 или 1:2000.
Для получения представления о геометрии полости ее следует изобразить в виде проекции на три плоскости. План - это проекция на горизонтальную плоскость, разрез - на вертикальную плоскость, ориентированную параллельно ее длинной оси сечение - на вертикальную плоскость, ориентированную параллельно ее короткой оси. Для горизонтальных полостей необходимо построить серию сечении, а для вертикальных - серию планов-срезов на разной глубине, дающую полное представление об их морфологии.
При топографической съемке пещер с небольшим количеством лабиринтов материалы топосъемки удобно записывать в специальный журнал, подготовленный еще на поверхности (табл. 1) В обводненных и труднодоступных полостях для лучшей сохранности записей их следует начинать в 3-4 см от левого края тетради и кончать в 2-3 см от полей. Запись ведется только на правой стороне тетради простым мягким (ТМ, М) карандашом. Удобно вместо тетради применять разграфленные листы тонкого алюминия. Запись на них ведется мягким карандашом, который затем легко стирается. В сильно обводненных пещерах можно использовать для записей специальную плоскую коробку с двумя катушками, представляющую собой видоизмененную систему перемотки ленты фотоаппарата. В средней части коробки делается окно, и с помощью ведущей катушки передвигают пленку. Если в качестве пленки использовать выпускаемую промышленостью синтетическую бумагу, то записывать карандашом можно и под водой. После выхода на поверхность все записи (обязательно!) переписываются в чистовой журнал.