Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях (стр. 29 из 40)

Оползневые процессы на территории Кыргызстана развиваются в основном на площади распространения мезо-кайнозойских отложений. Здесь выявлено единичное и сплошное развитие оползней в элювиально-делювиальном чехле коренных пород. Большое их количество приурочено к площади распространения сланцевой толщи. Интенсивность проявления оползней обусловлена сложным геологическим строением, крутосклонным рельефом местности, составом и свойствами грунтов, покровных образований и пород коренной основы горных склонов, неотектоникой, количеством атмосферных осадков и изменением уровня грунтовых вод. В результате многолетних наблюдений за проявлением оползневых процессов в Кыргызстане установлено, что массовое проявление оползней отмечено в многоводные годы и при максимальном положении уровня грунтовых вод. Всего на территории юга Кыргызстана насчитывается более 2500 оползней. Из них 98% приурочено к первичным оползневым склонам, при этом 59% оползней развито на склонах северной, северо-восточной и северо-западной экспозиций. Более половины оползней (63%) формируются на очень крутых эрозионных склонах. Из всех обследованных оползней насчитывается 50% поверхностных, т.е. таких, у которых длина по падению намного превышает мощность покровных отложений. Из них оползни течения (потоки) составляют 24%, оползни скольжения - 5% и оползни сложного движения - 24%. При этом 56% оползней имеют глубину захвата от 1,5 до10 м. С проявлением подземных вод связано 20% оползней, 36% из них образовалось при постоянном уровне подземных вод.[17]

Оползневые участки в Кыргызстане в основном расположены вдоль русл рек и часто имеют линейное распространение. Развитие современных оползней происходит как на теле древних оползней, так и на склонах, еще не затронутых оползневыми процессами, причем новые оползни образуются чаще, чем активизируются старые.

Основные очаги распространения оползней зарегистрированы в низовьях р. Чаткал, на северных склонах Алабука-Караванской впадины, среднем и нижнем течении р. Карасу-западная, среднем течении р. Майлуу-Суу, на левобережье р. Караунгур, бассейнах рек Кугарт, Яссы, Кара-Дарья, Гульча, Тар, Алайку и др.

Оценка оползневой опасности и прогноз активизации оползней.

Основной проблемой при освоении горных и предгорных территорий, обеспечения безопасного проживания в горах людей является оценка вероятности возникновения и развития оползней и снижение ущерба от них. Анализ проявления оползней в бассейнах крупных рек, таких, как Кугарт, Майлуу-Суу, Кара-Унгур, Яссы, Кара-Дарья, показал, что активизация оползней происходит с определенной периодичностью, отмечаются годы с максимальным их проявлением и минимальным.

Активизация оползней связана с такими природными факторами, как годовое количество атмосферных осадков, землетрясениями, поднятием уровня грунтовых вод Сопоставление данных по проявлению этих явлений с 1969 года по 1998 год указывает на их определенную периодичность, что позволяет перейти к долгосрочному прогнозу оползней. В пределах выделенного промежутка времени прослеживаются периоды с длительностью 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10 - 13, 18 - 22, 31, 61 год и ряд других, сдвинутых по времени в зависимости от конкретных географических, геологических и климатических условий.

Интерпретация этих природных явлений позволяет выявить аномалии, которые можно с достаточной степенью достоверности принять за предвестники катастрофических явлений. Обработка экспериментальных данных наблюдений за проявлением опасных природных явлений позволила выделить временные промежутки с наибольшим их количеством. Максимальное количество оползней активизируется с периодичностью 9 лет (+1). Сильные землетрясения повторяются с периодичностью 8 лет (+1). Определенной периодичностью обладает и выпадение осадков. Засушливые годы сменяются годами, в течение которых выпадает более 1000 мм. (осадков). Большое количество атмосферных осадков выпадает с периодичностью каждые 4, 7, 9, 10, 13, 14, 21 и 48 лет. Наибольшее суммарное количество осадков в год повторяется каждые четыре, семь и девять лет. При сопоставлении периодов максимального проявления оползней, землетрясений, выпадения осадков и поднятия уровня грунтовых вод явно прослеживается их взаимосвязь и периодичность. Для всех этих явлений характерен 9-летний (+1 год) период максимальных значений. Четырехлетние периоды совпадают для таких катастрофических явлений, как оползневая активность, землетрясения, осадки. Следует обратить особое внимание на связь и периодичность проявления оползней и землетрясений.[18] При землетрясениях силой до 7 баллов активизируются сформировавшиеся оползни, смещающиеся непосредственно при землетрясениях или в течение 1 - 6 месяцев после них. При землетрясениях силой более 7 баллов сформировавшиеся оползни сходят непосредственно после землетрясений, а максимальное их количество активизируется и смещается через 1 - 2 года. Как видно из представленных графиков изменения количества катастрофических явлений, наибольшее их проявление зарегистрировано в 1969, 1979, 1988 и 1994 гг. Согласно проведенным расчетам и статистической их обработке, новая фаза активизации оползней в бассейнах рек Кугарт и Яссы начнется с 1998 г. Достоверность сделанного прогноза подтверждается тем, что если в 1996 и 1997 годах количество сошедших оползней составляло 4 - 3, то уже в 1998 году их было 17, а в 1999 - 23. Максимальная активизация оползней ожидается в 2003 - 2004 годах.

Выявленная периодичность активизации оползневых процессов в Кыргызстане позволит заранее подготовиться к этому грозному явлению природы и разработать превентивные мероприятия по снижению ущерба от оползней.

Промышленное и гражданское освоение горных склонов приводит к нарушению их естественного равновесия, вызывая увеличение сдвигающих сил и образование оползней в покровных образованиях. Нередки ситуации, когда на внешне устойчивом склоне через 10 - 15 лет после его освоения (прокладка линейных сооружений, строительство гражданских, промышленных и геотехнических объектов) на нем развиваются оползни, и нередко уже готовый объект приходится переносить на другое место. Это происходит по той причине, что на предварительном этапе проектирования данного объекта не были учтены такие геомеханические параметры склона и покровных образований на них, как напряженное состояние покровных образований, его изменение при сейсмических нагрузках и изменение свойств грунтов при повышении их влажности.

Каждый склон в своем развитии имеет определенные стадии деформирования. Неоползнеопасный склон в течение определенного промежутка времени под воздействием природных факторов проходит следующие этапы. Первый - это подготовка к формированию оползневого тела. В породном массиве склона с покровными образованиями происходит возрастание касательных напряжений, действующих параллельно поверхности скольжения и имеющих максимальные значения по контакту покровных образований с коренными породами. Одновременно увеличиваются и растягивающие напряжения, достигающие максимальных значений на дневной поверхности склона. Изменяются и прочностные характеристики грунта. В зоне концентрации растягивающих напряжений снижается сцепление грунтов, развиваются пластические деформации. При достижении растягивающими напряжениями в покровных образованиях значений, превышающих предел прочности при растяжении, происходит разрушение грунта и образование закольной трещины.

Второй этап развития оползневого процесса - это активизация формирования оползневого тела. В течение этого периода снижается сцепление на контакте покровных образований с коренными породами, начинают развиваться деформации ползучести и при достижении касательными напряжениями, действующими на этом контакте предела прочности грунтов при сдвиге, происходит смещение покровных образований по контакту и формирование оползневого тела с выраженной поверхностью скольжения. Далее происходит смещение оползневого тела. При этом если сдвигающие усилия превышают удерживающие, происходит активизация оползня и его смещение на более низкий гипсометрический уровень на склоне. Процесс оползнеобразования необратим, поэтому прогноз развития этого процесса является одной из наиболее важных проблем при освоении горных территорий.

В результате многолетних исследований оползневых процессов в Кыргызстане установлены основные природные признаки, при которых происходит формирование и развитие оползней. Выделены региональные и локальные признаки.[19] К региональным признакам относятся геология, геоморфология, тектоника, современные тектонические движения, климат и сейсмичность территории. Установлены основные параметры этих факторов, при которых происходит активизация оползневых процессов. Геологическим признаком развития оползней на данной территории является распространение мезо-кайнозойских пород, причем коренные породы преимущественно мелового возраста перекрыты чехлом покровных образований. Геоморфологическим признаком развития оползней является высота склона над уровнем моря 1000 - 2500 м, северная или близкая к ней экспозиция склона, крутизна склона от 15 до 35 градусов. Мощность покровных образований должна быть больше 5 м. Наличие в строении склона краевого разлома, горстов, крыльев тектонических складок, водоносных разломов является тектоническими признаками оползневой опасности данной территории. Существенную роль в развитии оползневых процессов играет климат. Если в течение года выпадает осадков более 500 мм, то в сочетании с другими факторами это приводит к массовому формированию оползней в данном регионе.

К локальным признакам оползневой опасности отнесены те признаки, которые присущи конкретному склону. Это наличие следов палеооползней, так как до 70% оползней образуется на теле древних отложений. Высокое стояние грунтовых вод относительно поверхности скольжения оползня и его поднятие по 30 - 40 см. в сутки в течение 6 - 7 суток является гидрогеологическим признаком оползневой опасности данного склона. Свойства грунтов покровных образований - это основной фактор образования и развития оползня. Наличие в составе грунтов покровных образований более 50% глинистой фракции и при влажности грунта более 26% служит признаком активизации оползней. Одним из основных признаков оползневой опасности является геомеханическое состояние покровных образований на горных склонах.