Опасные природные процессы на территории Сибирского федерального округа и Томской области

«Всё в одном и одно во всём».

(Средневековая мудрость)

Наиболее распространёнными на территории Сибирского федерального округа (СФО) являются эрозионные процессы речная боковая и овражная эрозия. Высокий уровень активной речной береговой эрозии отмечен в Томской области и республики Алтай. Оползневые процессы относятся к наиболее опасным для хозяйственных комплексов СФО. Процессы подтопления широко развиты в Красноярском крае, Новосибирской области и Хакасии. Основные принципы мониторинговых исследований, которые организованы на территории СФО призваны предупреждать предстоящие негативные изменения с целью принятия превентивных мер.

При написании главы использована следующая литература [ ].

Amp; КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ. Экзогенные геологические процессы, речная боковая и овражная эрозия, оползневые процессы, подтопления, профилактика, мониторинг, прогноз, защита населения и окружающей среды

Экзогенные геологические процессы (ЭГП) имеют широкое, но неравномерное площадное развитие на территории Сибирского федерального округа (СФО) и в большинстве своем характеризуются выраженной сезонной активизацией. Генетическая принадлежность их проявлений определяется, в основном, реги­онально-геологическими и зонально-климати­ческими условиями территории. На площадях с интенсивной хозяйственной деятельностью ре­шающее влияние на активность и состав комп­лекса ЭГП приобретает техногенное воздей­ствие на геологическую среду.

Регионально-геологические условия разви­тия ЭГП определяются расположением округа в пределах Западно-Сибирской и Сибирской плат­форм, Алтае-Саянской, Таймыро-Североземельской и Забайкальской горноскладчатых сис­тем (рис.). В пределах каждой из них развиваются ха­рактерные генетические ассоциации геоло­гических процессов. Нахождение территории СФО в различных климатических зонах обуслов­ливает отчетливо выраженную зональность распространения комплексов ЭГП. Так, в север­ной части СФО, включающей значительную часть Красноярского края, север Омской и Томскую области развитие процессов происходит в усло­виях высокого увлажнения. В этой зоне в составе комплекса ЭГП доминирует заболачивание тер­ритории, достигающее 30–40 %по отдельным субъектам федерации. Южная часть территории округа (юг Новосибирской области, Алтайский край, Республики Алтай, Хакасия, Тыва) нахо­дится в условиях недостаточного увлажнения, что определяет другой состав группы ведущих ЭГП – засоление грунтов, суффозия, дефляция. Теплофизическое состояние горных пород также определяет состав комплекса процессов.

Северная геокриологическая зона, включаю­щая северную часть Красноярского края с Таймырским и большей частью Эвенкийского му­ниципальных районов, а также северные части Иркутской области, Забайкальского края и Республики Бурятия, характеризуется преиму­щественно сплошным распространением многолетнемерзлых пород (ММП) с доминирова­нием развития криогенных процессов.

Южная геокриологическая зона островной мерзлоты включает часть территорий Красноя­рского и Забайкальского краев, Иркутской об­ласти, республик Алтай, Бурятия, Тыва, Хака­сия и характеризуется преимущественно преры­вистым и островным развитием ММП. В этой зо­не преобладают процессы других генетических групп – гидродинамические, гравитационные.

В западной части СФО (Томская, Омская, Новосибирская и Кемеровская области, Алтайс­кий край) состав комплекса наиболее распрост­раненных ЭГП отличается преобладанием про­цессов гидродинамической, гравитационной и аэродинамической групп. В горах юга Сибири (Республики Алтай, Тыва, Хакасия, Красноярский и Забайкальский рая, Кемеровская и Иркутская области) всоставе комплекса ЭГП преобладающее значение имеют процессы гравитационной группы.

Кроме зонального распространения, на территории СФО широко развит азональный характер процессов, связанный с крупными речными потоками. В руслах рек, пересекающих территории с различными природно-климатическими условиями, происходит размыв берегов, сопровождающийся обвально-осыпными и оползневыми процессами, в долинах рек разви­вается овражная эрозия, наледеобразование.

Для территории СФО характерна крайне неравномерная освоенность его обширной территории, высокая концентрация населения па локальных участках. Состав комплексов ЭГП, формирующихся в этих условиях, тесно связан с направлением хозяйственной деятельности. С деятельностью горнодобывающих предприятий связана активизация процессов оползнеобразования, просадок дневной поверхности над выработанным пространством, подтопление территорий.

Ниже приводится краткая характеристика развития по площади различных генетических типов ЭГП.

В северной части округа, на территория Таймырского и Эвенкийского муниципальных районов, северных районов Красноярс­кого края установлены проявления термокарста, термоэрозии, пучения, вымораживания, на- ледеобразования. солифлюкции, осыпания и оползания грунтов, а так же заболачивания. Активизация процессов связана, в основном, с нарушением температурного режима многолетнемерзлых пород (ММП). Кроме того, в этой части региона развиваются овражная и береговая эрозия, карст оползни, осыпи, сели и лавины.

В южной части Красноярского края, распо­ложенной в геокриологической зоне островно­го распространения многолетней мерзлоты, развиваются термокарст, солифлюкции. мо­розное пучение грунтов, наледи, заболачива­ние и др.

В таежной зоне Западно-Сибирской равнины значительные площади заняты боло­тами. В юго-восточной части Западно-Сибирс­кой равнины по берегам рек развиты оползневые процессы, в горах распространены курумы. осыпи, лавины, сели, в Восточном Саяне широ­ко развиты карстовые явления.

В западной и юго-западной части СФО, на территориях Томской, Омской, Новосибирской. Кемеровской областей, Алтайского края и Республики Алтай, состав комплекса экзогенных процессов существенно меняется. Так, территория Томской области значительно заболочена, берега рек в наиболее густонаселенной части области подвергаются воздействию речной береговой и овражной эрозии, процессам оползнеобразования. В г. Томске широко распространены оползневые процессы, создающие угрозу разрушения жилых домов, производственных зданий, инженерных коммуникаций, а также процессы овражной эрозии и подтопления.

В северной части Омской области развиваются процессы заболачивания, на юге распространены дефляция, плоскостной смыв, а также за­иление грунтов зоны аэрации. В долине р. Иртыш и его притоков широко распространены речная береговая и овражная эрозия, процессы гра-витационной группы – оползни, осыпи, обвалы. В Новосибирской области экзогенные про­цессы представлены весьма широко – от засоления грунтов, ветровой эрозии и накопления эоловых отложений в степной зоне недостаточного увлажнения до заболачивания в зоне сильного увлажнения. В долинах рек развиты речная береговая эрозия, оползни и обвалы, овражная эрозия, в районах развития лессовидных суглинков – суффозионные процессы. Широкое распространение имеют процессы подтопления крупных городов, райцентров и сельских насе­лённых пунктов. Берега Новосибирского водохранилища подвергаются активной переработке. В Кемеровской области развитие экзогенных геологических процессов (оползней, подтопления) в значительной степени связаны с объектами угледобывающей промышленности. В долинах рек развивается речная береговая эрозия, на уступах террас и склонах водоразделов – овражная эрозия, плоскостной смыв. В зоне Салаирского кряжа, Кузнецкого Алатау развиваются осыпи, обвалы, курумы, в предгорьях и горных районах – карстообразование. В Алтайском крае развиты речная береговая овражная эрозия, суффозионная деятельность подземных вод, на высоких береговых склонах – оползни, обвалы и осыпи. В пределах степной части Алтайского ярая (Кулундинская низменность и западная часть Приобскогоплато) происходит заболачивание и засоление грунтов, ветровая эрозия, наблюдается осадочные явления. В пределах горних и предгорных районов Алтайского края развиты гравитационные процессы – обвалы и осыпи, на участках развития многолетнемёрзлых пород – процессы морозного пучения, наледеобразование, термокарст, солифлюкция. В населенных пунктах широко развиты процессы подтопления.

В Республике Алтай в районах активной хозяйственной деятельности преобладающими типами ЭГП являются речная береговая эрозия и наледи. В горных районах широко развиты оползни, сели, осыпи, в условиях низкогорья с избыточным режимом увлажнений и процессы заболачивания.

В Республике Хакасия, в низкогорье мелкосопочном рельефе степных впадин развиты речная овражная и плоскостная эрозия, переработка берегов водохранилищ, наледеобразование, подтопление, эоловые процессы, заболачивание.

В высокогорной местности развиты процессы морозного выветривания, солифлюкция, курумы. осыпи, обвалы, реже сели.

В южной части округа, на территории Республики Тыва, значительная часть проявления опасных ЭГП приурочена к Саяно-Шушенскому водохранилищу. Здесь развиваются переработка берегов, периодическое сезонное потепление и заболачивание берегов, сельскохозяйственных и селитебных территорий. В других районах широкое распространение имеют криогенные процессы, в частности, наледеобразование, в горах наблюдаются обвалы оползни, сходы лавин, редко селей.

На северо-востоке СФО развита многочисленная группа процессов: речная береговая и овражная эрозия, абразия берегов водохранилищ сели, подтопление, карст, суффозия, оползни осыпи, обвалы, Эрозионные процессы развиваются в руслах рек (береговая эрозия), в лесостепной части Приангарья – оврагообразование. Абразии подвержены берега Иркутского и Братского водохранилищ. Подтопление развивается на территориях городов Иркутск, Черемхово. Карстово-суффозионные процессы значительно активизирова­лись на участках, прилегающих к водохранили­щам Ангарского каскада. Оползни развиваются на склонах речных долин, юго-восточном побе­режье оз. Байкал, берегах водохранилищ, на территории г. Иркутска. В ряде населенных пунктов происходит образование наледей.

В Республике Бурятия развиты эрозион­ные процессы: овражная и речная береговая эрозия, абразия берегов о. Байкал. Кроме того, большой вред объектам хозяйствования на­носят наледи, морозное пучение, просадочные явления. В население пунктах развиваются процессы подтопления, горных районах формируются водно-грязевые селевые потоки, осыпи, обвалы, камнепады.

В Забайкальском крае распространены заболачивание, оврагообразование, пучение грунтов, наледи, термокарст, солифлюкция, обвально-осыпные процессы, сели, эоловые процессы. На большей части края преобладают процессы криогенной группы.

В 2009 г. в Республике Алтай и Иркутской области произошло 12 чрезвычайных ситуаций локального характера, обусловленных активи­зацией ЭГП. Доминирующими типами ЭГП при этом явились процессы наледеобразования, сели и оползни.

Наледные процессы. Чрезвычайная ситуа­ция, связанная с наледеобразованием возник­ла в п. Култук Слюдянского района Иркутской области. Здесь в течение зимнего периода 2008–2009 гг. происходило неоднократное об­разование наледей, связанное с перемерзанием русла р. Медлянка. Под угрозой наледеобразования оказались федеральная автодорога М-55 и десятки жилых домов на улицах Киро­ва, Октябрьская, Новосоветская, Сплавная, Набережная. До конца зимы могла накопиться наледь объемом около 30000–40000 м³ пло­щадь которой при мощности льда 0.1 м.

На территории Республики Алтай зафикси­рованы чрезвычайные ситуации локального масштаба в 9 населенных пунктах. Негативное воздействие на­ледей население с. Тобслер испытывало из-за от­сутствия доступа на пастбищные угодья, возник­шего в результате перекрытия наледями моста и дороги. В период максимального наледного под­топления и деградации наледи, длящегося 2 ме­сяца, доступ к пастбищам был отрезан.

Негативное воздействие наледи в с. Инегень зафиксировано в пределах селитебной зоны села, где в зоне воздействия оказалось 16 усадьб. В основном были затоплены огороды, хозпостройки. загоны для скота, значительно реже наледь достигала жилых домов. Нарушены были условия жизнедеятель­ности 40 человек. Из «хозяйственных» объектов в зоне затопления оказались сельский клуб, трансформатор и т.д. Мост через левый рукав р. Чендек был полностью скрыт пол наледью мощностью свыше 2 м. Существующие временные огради­тельные валы оказались не эффективными.

Причинами высокой активности образова­ния наледей явились метеорологические (низкие температуры воздуха), гидрологические (нару­шение естественного речного стока в зимний пе­риод года в результате полного промерзания русла), гидрогеологические и геокриологические факторы (промерзание пород деятельного слоя и слияние их с многолетнемерзлыми породами).

Оползни. В Республике Алтай в с. Толгоек Чемальского района произошел сход оползня в октябре 2008 г. Средняя мощность оползневых масс составляла 1–1.3 м, объем перемещенных масс около 1400 м³.

Сели. В Республике Алтай, на территории с. Эдиган Чемальского района, зафиксирован массовый сход селей. Все селевые очаги окрестностях с. Эдиган расположены на крутых эрозионно-аккумулятивных склонах с уг-лами наклона 20–31˚. При сходе селей отмечается высокая эрозионная активность селевых потоков. В области транзита селя отмечается образование рытвин и промоин глубиной до 0, 5–2.5 м. В результате схода оползня пострадали опоры ЛЭП-11, гаражи, частные погреба. В зоне потенциальной опас­ности находится хозяйственная площадка МУП " ЖКО Чемад" с расположенными на ней емкостями для воды, водонакопители.

Воздействие экзогенных геологических процессов на населенные пункты и хозяйственные объекты проявляется в следующем.

Интенсивное техногенное воздействие на геологическую среду округа в пределах хозяй­ственно освоенных территорий и относительно высокая плотность населения здесь являются причинами усиления активности ЭГП, форми­рования новых проявлений процессов и их мас­сированного опасного воздействия на инже­нерно-хозяйственные объекты.

Характеристика региональных особеннос­тей воздействия ЭГП на объекты хозяйствова­ния приводится по данным регулярных наблюдений на пунктах наблюдательных станций, ин­женерно-геологического обследования терри­торий субъектов СФО и других источников ин­формации.

К наиболее распространенным видам ЭГП, оказавшим воздействие на объекты хозяйство­вания на территории СФО в 2009 г. относятся процессы подтопления (46 населённых пунктов (н.п.), наледеобразования (29 н.п.), эрозия речная береговая (26 н.п.) и овражная (12), заболачивание (04) и оползни (9). Негативное влияние этих процессов зафиксировано на территории Красноярского края, республик Алтай и Хака­сия, Томской области. Наибольшее количество населенных пунктов, испытавших негативное воздействие ЭГП, установлено на территории Красноярского края (43), республик Алтай (20) и Хакасия (10). На территории СФО в 2009 г. от воздей-ствия неблагоприятных природных процессов пострадало около 93 населенных пунктов и 35 линейных сооружений. В большинстве населен­ных пунктов воздействию ЭГП подверглись сельскохозяйственные земли, приусадебные участки и огороды, значительная доля разру­шений, вызванных ЭГП пришлась на строения жилого и хозяйственного назначения, объекты инфраструктуры – автодороги, мосты и т.д., в меньшей степени пострадали производствен­ные объекты.

Эффективность рекомендаций по инженер­ной защите территорий и объектов от негативно­го воздействия ЭГП в значительной мере опреде­ляется полнотой учета условий развития и дина­мики процессов, а также опыта эксплуатации уже созданных защитных сооружений. Особен­ности формирования и развития многих проявле­ний процессов отличаются многофакторностью, поэтому их слабая изученность при разработке защитных мероприятий не может обеспечить не­обходимый уровень эффективности, а в отдель­ных случаях способствует активизации ЭГП.

В 2009 г. рекомендации разрабатывались по наиболее активным и опасным проявлениям процессов – оползням, речной береговой и ов­ражной эрозии, абразионным процессам, под­топлению и наледеобразованию. Рекомендации передавались в административные органы сельских поселений и городов, подразделения МЧС, на отдельных участках были полностью или частично реализованы, использовались местными органами власти при планировании хозяйственной деятельности.

В Алтайском крае, в оползневой зоне г. Барнаула, на основе данных Алтайского Центра ГМСН о геодинамической обстановке и активизации опасных ЭГП производилось пла­нирование заблаговременного сноса жилых до­мов, дачных строений и переселение жителей в безопасное место с участков, где прогнозиро­валась активизация оползневых процессов.

Для защиты инженерных сооружений в Барнаульской оползневой зоне в составе предуп­редительных мероприятии было рекомендовано проведение следующих видов работ: срезка, выполаживание и террасирование берегового скло­на с укреплением его поверхности, организация поверхностного и подземного стока, строитель­ство дренирующих сооружений, защита основа­ния берегового склона от размыва, строитель­ство контрбанкетов, бетонных стенок и др. До начала строительства капитальных противооползневых сооружений рекомендует­ся создание здесь санитарно-защитных зон, в пределах которых необходимо ликвидировать действующие подземные водопроводящие ма­гистрали, запретить проезд транспорта, орга­низацию свалок хозяйственно-бытовых и про­мышленных отходов, проведение строительных и землеройных работ, провести работы по вос­становлению почвенно-растительного покрова.

В Красноярском крае для размываемых бе­регов рек в населенных пунктах в качестве за­щитных мероприятий рекомендовано прово­дить укрепление береговых откосов крупноглыбовой насыпью, мощением бетонных плит, возведением берегоукрепительных стенок, со­оружением дамб, отклоняющих водный поток и т.п. На участках развития овражной эрозии необходимо проводить регулирование поверхностного стока с использованием нагор­ных канав, водоотводящих лотков и др.

Рис. Населенные пункты, подвергшиеся негативному воздействию