Классификация экзогенных процессов в связи с оценкой геоморфологического риска

Современные экзогенные процессы рельефообразования являются важным источником природного риска и проявляются на исследуемой территории весьма интенсивно. Опасные рельефообразующие процессы часто проявляются синергетический, когда одно природное явление способно провоцировать другое, а возможно, и целый ряд процессов, оказывая тем самым мультипликативный негативный эффект на социум, экономику и экосистемы. Таковы, например, крупные деформации склонов, связанные с сильнейшими землетрясениями 1887, 1889, 1911 гг., сопровождавшиеся активизацией оползней, обвалов, лавин, осыпей и вызвавшие катастрофические сели в пределах сейсмически активных районов Казахстана и прилежащих территорий.

Опасность потенциально существует всегда и, как справедливо отмечает Б.Н.Порфирьев [1,2], любое из существующих определений понятия “риск” подразумевает возможность опасной ситуации, а не саму данную ситуацию, иными словами - потенциальную, а не реальную опасность. Источниками опасности являются как геоморфологические процессы и явления, рельефная среда, так и деятельность человеческого общества. Геоморфологический риск - вероятность наступления (активизации) нежелательного геоморфологического события и возможность нанесения ущерба какому-либо хозяйственному объекту и населению, связанного с теми или иными условиями рельефа. Вместе с тем, это и действия человека с учетом возможной опасности и ущерба [3].

Проявление и развитие экзогенных процессов рельефообразования обусловлены множеством факторов зонального и азонального характера. Все основные рельефообразующие процессы, связанные с ярусностью горного рельефа и имеющие наибольшее распространение горах и предгорьях юго-востока Казахстана, оказывают значительное преобразующее влияние на рельеф. Так, в формировании природного геоморфологического риска в горах активное участие принимают криогенные, гляциально-нивальные, гравитационно-склоновые, флювиальные рельефообразующие процессы (таб.1).

Категория опасности определялась по степени прямого и косвенного воздействия процессов на объекты хозяйства и человека.

весьма опасные - смертельный исход и травмы для человека, значительные разрушения зданий, сооружений и дорог;

опасные - смертельный исход и травмы достаточно редки, однако значительные разрушения зданий, сооружений и дорог, вред хозяйству и экосистемам;

потенциально опасные - опосредованное воздействие на жизнь и здоровье человека, а также на хозяйство;

малоопасные - медленно протекающие процессы незначительное воздействие на хозяйство и не воздействует на жизнь и здоровье человека.

Процессы выветривания довольно интенсивно протекают в условиях гор юго-востока Казахстана, особенно в пределах скально-ледникового и крутосклонного высокогорья, среднегорья. Здесь преобладают процессы физического (морозного) выветривания, хотя встречаются участки, подвер- женные больше химическому и биогенному выветриванию. По ослабленным зонам тектонической раздробленности, проявляющейся в виде густой сети разломов, надвигов, сбросов, зон повышенной трещиноватости идет наиболее интенсивное выветривание. Продукты выветривания являются материалом для дальнейшей транспортировки и аккумуляции различными процессами: гляциально-нивальными, обвально-осыпными, селевыми и т.д.

Таблица 1. Классификация экзогенных процессов рельефообразования и уровень их опасности

В ледниково-нивальной зоне активно действуют агенты физического выветривания и изначальная монолитная структура материнских пород трансформируется в крупные обломки. В нижних, более теплых и увлажненных зонах усиливается роль химического и биогенного выветривания, когда первичные минералы испытывают более сильную переработку и переходят во вторичные минералы, то есть происходит изменение химического состава породы. Биогенное выветривание на северном склоне Заилийского Алатау проявляется чаще в форме увеличения трещин в породе за счет роста корней и стволов древесной и кустарниковой растительности, а также в процессе жизнедеятельности различных организмов.

Гляциально-нивальные процессы. Рельефообразующая деятельность снега и льда заключается в образовании денудационных и аккумулятивных форм. Образуемый в гляциально-нивальной зоне рыхлообломочный материал морен и осыпных образований высокогорья служит потенциальным источником твердой составляющей гляциальных селевых потоков.

Степень лавинной опасности также подчинена условиям высотных морфологических различий. Согласно работам В.П.Благовещенского [4], типы лавиноопасных территорий низкогорного пояса имеют небольшую лавинную активность и опасность (коэффициент лавинной опасности от 0,2 до 0,7). Интенсивно расчлененное среднегорье по степени лавиноопасности делится на среднегорный лесной (0,01 до 0,4) и среднегорный луговой пояс (0,4-0,9). В районах скально-ледникового высокогорья с современным оледенением и крутосклонного высокогорья с очень продолжительным периодом лавиноопасности коэффициент лавинной опасности, по сравнению со среднегорным луговым поясом, незначителен, и составляет в среднем 0,3-0,5, максимум - 0,8. Лавины второго типа, в силу более высокого динамического воздействия из-за увеличения лавинной массы влагой, представляют большую опасность для человека и имеют большее денудирующее воздействие на горные склоны.

Криогенные процессы. Наибольшим распространением в ряду криогенных процессов в Заилийском Алатау пользуются термокарстовые процессы, каменные глетчеры и солифлюкция. Эти процессы связаны с протаиванием погребенных льдов, многолетней или сезонной мерзлоты. Термокарст в моренных отложениях являются предпосылками для подготовки и развития гляциальных селей. В Казахстане в горных районах Алтая, Джунгарского Алатау, Северного Тянь- Шаня насчитываются сотни ледниковых водоемов. Только в регионе Северного Тянь-Шаня выявлено около 500 моренных и ледниковых озер, 120 из которых представляют реальную селевую опасность [5, 6]. Зарождение гляциальных селей вероятно при интенсивной абляции, если нормальный сток из озера прекратился, то это может служить предупреждением об опасности переполнения, ослаблении перемычки моренной плотины и прорыва водных масс. (катастрофические иссыкский 1963г. и малоалматинский 1973г. гляциально-прорывные сели). Наиболее крупные солифлюкционные формы рельефа наблюдаются на абсолютных высотах более 3000 м в районах распространения многолетней мерзлоты. Поступательное движение активных каменных глетчеров колеблется в пределах от одного-двух до нескольких десятков сантиметров в год [7, 8]. Каменные глетчеры иногда вследствие подвижек и внутренних деформаций могут образовывать подпрудные озера или оттеснять горную реку к противоположному склону, создавая, таким образом, селеопасную обстановку.

Гравитационные процессы. Высокая сейсмичность, особенности геолого­геоморфологического строения, климатические условия района способствуют чрезвычайно широкому распространению здесь гравитационно-склоновых процессов - осыпей, обвалов, оползней. Наибольшее количество продуктов выветривания в селевые бассейны в ряду склоновых процессов поставляют гравитационные. Высокая интенсивность склоновых процессов указывает на восходящее развитие хребта, обусловленного проявлениями новейшей тектоники.

Толчком к проявлению катастрофических обвалов чаще всего служат сейсмические удары (Акжарский обвал) или нарушение гравитационной устойчивости на бортах речных долин вследствие подмыва. Большинство крупных и средних оползней также получило зарождение в результате землетрясений 1887, 1911, 1921 гг. В зависимости от природных и антропогенных факторов: режима увлажнения, особенностей литологии, морфологии склона, увеличения статической и динамической нагрузки на склоны, оползни могут представлять весьма большую угрозу для жизни человека и функционирования различных объектов (оползень 14 марта 2004 г. в Иле Алатау).

В ряду экзогенных процессов в зависимости от многолетних климатических характеристик широкое развитие получили флювиальные процессы: речная и овражная эрозия, плоскостной смыв, в последнее время активизировалась также ирригационная эрозия. Средняя скорость течения горных рек позволяет переносить песчано-галечный материал, в паводковый период (скорость 3-4 м/сек) поток способен тащить валуны до 40 см в диаметре [9]. Многоснежная зима и последующее интенсивное таяние, обильные осадки в теплое время года влекут процессы затопления обширных приречных территорий. Вследствие переполнения искусственных и естественных водоемов и слабой перемычки плотины может произойти прорыв воды и затопление значительных площадей с человеческими жертвами и огромным материальным ущербом. Такой водный поток по мере продвижения может вовлекать новые массы твердых отложений и трансформироваться в селевой поток. Содержание воды в грязекаменном потоке около 30%, а доля твердого материала в наносонесущем потоке не более 30-40%. Соответственно и эродирующая деятельность селевого потока в десятки раз превышает водную эрозию [10]. Процесс плоскостного смыва характерен для горных склонов северной экспозиции, где осадков выпадает гораздо больше, чем на предгорной равнине или на южных его склонах. Смывается с поверхности в основном почвенный слой, и значительные территории плодородных земель выходят из использования в результате развития ирригационной эрозии. Процессы овражной эрозии наиболее активны в предгорных районах, так как именно здесь имеются наиболее благоприятные условия для их развития: расчлененный рельеф, легкоразмываемые валунно­галечные и лессовые отложения, обильные ливневые дожди и бурное снеготаяние.

Скорость роста оврагов до 1 м в год, в отдельных случаях достигает 10-15 м [11]. Овражная эрозия также может усугубляться воздействием антропогенного фактора: вследствие обработки земель (пахота, ирригация), перевыпаса скота, строительства дорог и прочих объектов хозяйственного и социального назначения. В целом, средняя скорость эрозионных процессов на северном склоне Заилийского Алатау, по подсчетам на основе данных о твердом стоке рек, составляет порядка 0,18 мм/год.

Таким образом, закономерности развития, динамика и интенсивность современных экзогенных рельефообразующих процессов определяют возникновение геоморфологического риска, часто оказывают негативное влияние на освоение и использование горных территорий. Проявляясь синергетически, они часто обусловливают усиление негативного эффекта процессов.

Обеспечение безопасности территорий, подверженных негативному воздействию рельефообразующих процессов, требует создания прочной научно-методологической основы исследований по управлению рисками. В стратегии управления рисками и можно выделить два основных этапа: разработки и осуществления [12]. На первом этапе - разработки стратегии управления - реализуется аналитико-прогностическая функция управления. Этот этап предусматривает проведение оценки геоморфологического риска, то есть проведение фундаментальных исследований и выполнение научно-исследовательских и опытно­конструкторских работ, обеспечивающих создание научного задела для последующей реализации полученных результатов на практике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Порфирьев Б.Н. Управление в чрезвычайных ситуациях: Проблемы теории и практики // Проблемы безопасности: чрезвычайные ситуации, Т.1. М.:ВИНИТИ, 1991, 203с.
2. Порфирьев Б.Н. Уязвимость территории к воздействию опасных природных и техносоциальных процессов и явлений: возможная методика оценки // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. М. :ВИНИТИ, - Вып.1, С.47-50.
3. Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А. Рельеф среды жизни человека (экологическая геоморфология). М.: Медиа-ПРЕСС, - 640 с.
4. Благовещенский В.П. Определение лавинных нагрузок. Алматы, Гылым, 1991, 116с.
5. Безопасность и контроль гляциальных селей в Казахстане. Алматы, 1998, 102 с.
6. Виноходов В.Н. Опыт работы служб по наблюдениям, оповещению о селевой опасности и эксплуатации инженерных сооружений // Проблемы противоселевых мероприятий. Алма-Ата: 1990, С.118- 120.
7. Горбунов А.П. Каменные глетчеры Заилийского Алатау. В сб. Криогенные явления Казахстана и Средней Азии. Якутск, 1979, С.5-34.
8. Глазовский А.Ф. Каменные глетчеры бассейна р.Большая Алматинка (Заилийский Алатау) // В кн. Криогенные явления высокогорий. Новосибирск: Наука, - С.85-92.
9. Павленко Н.И. Селевые потоки // Ресурсы поверхностных вод СССР. Т.13. Центральный и Южный Казахстан. Вып.2. Бассейн оз.Балхаш., гл. VII. Л.: Гидрометеоиздат. 1970, С.216-225.
10. Медеуов А.Р., Нурланов М.Т. Селевые явления сейсмоактивных территорий Казахстана (Проблемы управления). Алматы, ”Каржы-каражат”, 1996, 206 с.
11. Ульман А.А. Процессы овражной эрозии в сухостепных ландшафтах северных предгорий Заилийского Алатау. Каз.гос.нац.ун-т им.аль-Фараби: Дис.канд. геогр. наук: 11.00.01.Алматы,1996, 149с.
12. Есжанова А.С. Стратегические цели обеспечения безопасности горных и предгорных экосистем // Матер. Междунар. конф. «Геоэкология и геоэкологические проблемы горных и межгорных систем на пороге XXI века». Ташкент, 2001, С. 52-55.