«Т Р У Д Ы»
парасарезского аспиранта
РГГУ им. Серго Орджоникидзе
Курсивом комментарии Л.П.Папырина
На правах рукописи
НАЗРИШОЕВ ХУШНУД АЙДИМАМАДОВИЧ
ОЦЕНКА РИСКА ПРИРОДНЫХ КАТАСТРОФ НА ГОРНЫХ
ТЕРРИТОРИЯХ С ВЫСОКОЙ СЕЙСМИЧНОСТЬЮ НА ПРИМЕРЕ РЕКИ БАРТАНГ (ЗАПАДНЫЙ ПАМИР)
Специальность 25.00.08 – инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-
минералогических наук
(Читайте его здесь: http://www.msgpa.ru/science/protection/pdf/Nazrishoev_HA.pdf )
МОСКВА – 2011
Работа выполнена на кафедре инженерной геологии Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук, профессор Ярг Людмила Александровна
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор, Потапов Александр Дмитриевич
кандидат геолого-минералогических наук, Гусельцев Александр Сергеевич
Ведущая организация: Московский государственный открытый университет
Защита диссертации состоится 30 сентября 2011 г. в 15 часов, ауд. 5 -49 на заседании диссертационного совета ДМ.212.121.01 при Российском государственном геологоразведочном университете по адресу: 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 32.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного геологоразведочного университета им. Серго Орджоникидзе.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 23.
Российский государственный геологоразведочный университет, им. Серго Орджоникидзе, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.121.01.
Автореферат разослан 20 августа 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат геолого-минералогических наук О.Е. Вязкова
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Памир – типично горная страна с разнообразными и масштабными проявлениями современных экзогенных геологических процессов, нередко катастрофических и опасных.
Особо благоприятный фон для развития экзогенных геологических процессов создает высокая сейсмичность района, последствия от которой выражены массовым проявлением разрывных сейсмодислокацнй, разнообразных крупных сейсмогенных оползней и обвалов и перекрытых ими речных долин. Типичным примером может служить 9 балльное землетрясение в феврале 1911 года, в результате которого произошел крупнейший Усойский оползень-обвал. Он полностью уничтожил населенный пункт Усой со всеми его жителями, перекрыл р.Мургаб и вызвал формирование вверх по долине запрудного озера, названного впоследствии Сарезским по имени затопленного населенного пункта Сарез.
Сейсмогенные оползни и запрудные озера типа Сарезского для Памира явление обычное, в течение длительного геологического времени этот процесс идет непрерывно. За последние несколько десятков тысяч лет в долинах рек этого региона (Бартанг, Гунт, Шохдара, Пяндж) произошло смещение десятков крупнейших и грандиозных оползней и обвалов с образованием запрудных озер.
Возможный размыв Усойского перекрытия и спуск значительного объема воды Сарезского озера может привести к наводнению или формированию катастрофического селевого потока, которые могут поразить территории трех государств Центральной Азии: Таджикистан, Афганистан и Узбекистан, с нанесением огромного ущерба. Поэтому среди многих проблем, связанных с Сарезским озером, наиболее актуальной и вполне решаемой в настоящее время является оценка регионального риска зоны возможного поражения.
При современном уровне освоенности в зоне предполагаемого поражения оцениваемой территории, Западного Памира, могут оказаться населенные пункты трех районов Горно-Бадахшанской автономной области (Рушанский, Ванчский и Дарвазский) и пяти районов Хатлонской области (Шурабадский, Московский, Пянджский, Шаартузский, Пархарский), многие километры основных связующих автомобильных дорог, мосты, линии электропередач, пахотные земли, пастбища и т.д. ( Л.П.П. Это неправда. Катастрофический паводок дойдет до Узбекистана и Туркмении).
Цель работы состоит в разработке научно-обоснованного подхода к региональной оценке риска от прорывоопасных озер в переделах горной территории с высокой сейсмичностью.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1.Обобщить и проанализировать имеющиеся по бассейну Сарезского озера и ближнему «Присарезью» материалы по геолого-тектоническому строению и сейсмическим условиям территорий рек Бартанг – Мургаб для установления и выделения основных условий и причин образования оползне-обвальных перекрытий при высокой сейсмичности на сходных территориях Западного Памира.
2.
Изучить выделенные в различных работах признаки, указывающие на снижение прочности и стабильности Усойского завала и неустойчивое состояние Правобережного оползня. Определить и обосновать наиболее реальные условия, причины и критерии нарушения устойчивости завала и выплеска/излива части воды из Сарезского озера.
З.
Рассмотреть различные сценарии и методические подходы к моделированию прорыва Сарезского озера, развития динамической волны выплеска и развития прорывного паводка. Определить и рассмотреть синергетические эффекты прорывного паводка при разных сценариях.
4.
Обосновать методику «Моделирования поведения прорывной паводковой Сарезской волны в зоне возможного поражения» при разных сценариях развития событий.
5.
Разработать графическую модель – карту/схему регионального риска на территории Западного Памира, Придарвазья.
6.
Обосновать социально-экономические потери в случае прорыва/излива Сарезского озера по одному из выбранных сценариев.
7.
Предложить современные научные и методические рекомендации по снижению регионального риска на исследуемой территории и по отдельным долинам на основе данных мониторинга.
(Л.П.П. Это задачи для целой экспедиции и вряд ли соискателю удалось выполнить их на 1%)
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
- 1.
Впервые в рамках одной работы обобщен и проанализирован
обширный материал исследований по Сарезскому озеру (с 1911 по 2008 гг.)
и прилегающим территориям.
-
2.
Впервые использован системный подход к оценке состояния
природной среды в пределах Сарезского озера. Сарезскии геодинамический
полигон рассматривается как типовая модель «сейсмогенного завального
озера», характерная для территорий Западного Памира.
-
3.
На примере природной системы «Сарезское озеро» выявлен и
рассмотрен парагенезис опасных процессов: (землетрясение + разрывные дислокации + оползне-обвалы + обвалы = завальные перекрытия) и проанализирован механизм их синергетического эффекта.
-
4.
Впервые обоснован механизм обвально-оползневого процесса и его
продуктов (оползневые тела), что позволило реконструировать геологическую историю Сарезского озера в течение четвертичного периода и доказать перманентность возникновения цепочки опасных процессов:
оползни-обвалы — перекрытия долин — формирование завальных озер — прорыв завалов — прорывные наводнения или паводки/сели.
-
5.
Обоснован набор параметров, характеризующих состояние природной
системы «Сарезское озеро», и рассмотрен, как типовой, для использования его в сходных ситуациях в регионах с высокой сейсмичностью.
-
6.
Проанализировано состояние Усойского завала и Правобережного
оползня и установлены предельно-допустимые величины параметров их устойчивости.
-
7.
Разработаны и впервые представлены «модели поведения прорывной
волны в зоне возможного поражения», оценен риск ее возникновения.
-
8.
Впервые представлена и проанализирована типологическая
инженерно-геологическая «Карта оползней-обвалов долины рек Мургаб-Бартанг», на которой отражены пространственное распространение, тип, механизм, объемы оползней-обвалов, стадии их развития, отношения с
прорывными завалами. Карту предлагается использовать в качестве инженерно-геологической основы для разработки «модели регионального риска от прорывной сарезской волны».
-
9.
Разработана методика составления специальной Карты риска
поражения территории при возникновения прорывной «сарезской волны».
-
10.
Обоснована необходимость организации многофункционального мониторинга ПТС «Высокогорное Сарезское озеро», включающего систему локальных мониторингов наиболее опасных объектов (Усойский завал, Правобережный оползень).
(Л.П.П. Самооценка соискателя зашкаливает за 1000% от нормы, В районе Сарезского озера работали многие опытные специалисты, но не каждому из них удалось решить хотя бы одну задачу впервые, а тут 10-ть задач и все впервые – пустое бахвальство).
Основные защищаемые положения:
-
1.
По данным инженерно-геологического картирования и результатам
оценки современного состояния долин рек Бартанг, Мургаб, Кудара и Пяндж сейсмичность является основным фактором, периодически формирующим прорывные оползне-обвальные завалы высокогорных
речных долин Памира, как в четвертичный период, так и в настоящее время.
-
2.
Разработана и реализована методика риск-анализа для долины реки
Мургаб и Сарезского озера. Предлагаемые при этом модели и методические подходы к снижению степени Риска от прорывной Сарезской волны, могут быть признаны как типовые для регионов Памира и других сходных высокогорных территорий Центральной Азии с высокой сейсмичностью.
-
3.
Высокогорная территория долины Мургаб и Сарезското озера находится в критическом состоянии требует перманентной диагностики текущего состояния, прогноза и реализации неотложных мероприятий по предотвращению природной катастрофы.
Практическая значимость. Использование системного анализа при обобщении огромного фактического материала позволило детально оценить современное состояние территории ПТС «Сарезское озеро», выявить основные тенденции её развития.
Результаты могут быть востребованы и использованы для решения подобных проблем в других горных регионах.
Исходные материалы, лежащие в основе работе.
Исходными
данными для написания диссертации послужили геологические,
геофизические, гидрологические, топографические и гидрометеорологические отчеты по Сарезскому озеру с период 1911 ( Л.П.П. ГМС Ирхт начала работать в 1938 году, отчеты начали писать еще позже) по 2008 гг., а также личные материалы инженерно-геологических исследований автора, полученные в течение ряда лет работы в составе организации ФОКУС. ( Л.П.П. организация Фокус занималась гуманитарной деятельностью, т.е. раздавала продукты питания голодающим жителям, оборудовала островки «безопасности», т.е. контейнеры с продуктами и снаряжением на высоте 50 метров над рекой (высота определена директивой руководства Фокуса, не понятно почему-то считавшего, что волны большей высоты не будет), выдавала телефоны каждому кишлаку. Полевых работ организация не вела, за исключением, описания положения кишлаков и определения количества жителей в них.)
В работе также использована опубликованная и фондовая литература многих авторов, в том числе А.Л.Рогозина, Г.К. Бондарика, А.И. Шеко, Г.С. Золотарева, В.С. Федоренко, С.М. Винниченко, В.В. Лима, Ю. Акдодова и др.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международном семинаре «Сели и наводнения: Стратегия безопасного строительства и сокращения риска стихийных бедствий» в рамках проекта UN/ISDR «Продвижение Стратегии Безопасного Строительства. Образовательная Сеть для Центральной Азии» (Алма-Ата, 2006 г.), на международных научных конференциях «Молодые -наукам о земле» (РГТРУ, Москва 2010,2011 гг.).
По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК. ( Л.П.П. Еще ранее объективная оценка некоторых его «научных» результатов, а именно «2-х статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК», была приведена здесь
http://g-to-g.com/index.php?version=rus&module=10&page=5#five )
Личный вклад автора. В течение ряда лет (2004-2008 гг.) автор работал в организации ФОКУС. Данная организация осуществляла работу по оценке угрозы, уязвимости и риска на территории Западного Памира. В период с 2004 по 2008 гг. автором была обследована и оценена ситуация в отношении опасных геологических процессов на территории Западного Памира (46 населенных пунктов) и Афганистана (15 населенных пунктов).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, изложена на 185 страницах машинописного текста, содержит 48 рисунков, 28 таблиц, список литературных источников из 188 наименований.
Работа выполнялась автором в течение 2004-2011 гг. в процессе работы в организации «ФОКУС» и обучения в очной аспирантуре на кафедре инженерной геологии гидрогеологического факультета.
Автор выражает глубокую и искреннюю признательность научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Л.А.Ярг, за многочисленные рекомендации и советы при работе над диссертацией. Автор выражает благодарность ведущему специалисту в инженерной геологии Таджикистана, международному эксперту по снижению риска стихийных бедствий, к.г-м.н. С.М.Винниченко, за рекомендации, замечания и советы. ( Л.П.П. ни Л.А.Ярг, ни С.М.Винниченко исследования на Сарезе не проводили ( статьи в соавторстве и компилятивного характера не в зачет) и поэтому непонятно, какие рекомендации они могли дать)
Автор признателен сотрудникам кафедры инженерной геологии РГТРУ за ценные советы и поддержку, особую благодарность выражает профессору Г.К.Бондарику, профессору Е.М.Пашкину и профессору В.В.Пендину.
Основное содержание работы
В первой главе обобщен анализ природных условий, приводящих к дестабилизации устойчивости склонов и активизации современных экзогенных процессов в региональной системе Западного Памира.
Климатические, орографические и гидрографические условия обуславливают: развитие процесса выветривания с образованием обломочного материала, формирующего селевые очаги, осыпи и конуса выноса; распространение многолетнемерзлых пород сплошного залегания в складчатых структурах ( Л.П.П.Это нечто новое в геологии Сареза, не только Сареза!!!. Если следовать этому утверждению, то надо полагать, что в толще песчаниково-сланцевых палеозойских пород сарезской антиклинали – чем не складчатая структура? – в районе Правобережного склона или в юрских отложени-ях надвига на левом борту восточнее Марджанайского залива можно встретить многолетнемерзлые породы сплошного залегания. Но до сих пор ни одному геологу, географу, да и просто туристу это почему то не удавалось) и островного залегания в завальных образованиях ( Л.П.П. А где и в каких завалах, именно завалах , кроме Усойского, это было достоверно установлено и кем описано?); ледниковое питание рек, режим которых контролируется режимом таяния ледников; интенсивную речную эрозию за счет огромной энергии горных рек; перенос (перемещение) огромного количества материала (твердый сток рек и селевых потоков), привносимого и «заполняющего» завальные озера; кольматацию тел завальных перекрытий, снижающую их фильтрационную способность.
За последние несколько десятков тысяч лет в долинах рек этого региона произошло смещение нескольких больших и грандиозных оползней и обвалов с образованием запрудных озер. В настоящее время такие перекрытия речных долин, со следами прорванных или излившихся озёр, выявлены: по долине р. Пяндж – 40; в долинах Гиссаро-Алая (Зеравшан, Фандарья, Шинг) – 16, в долинах рек Мургаб – Бартанг – 18 и около 20 полных или частичных перекрытий по долине р.Шохдара.
Это обусловлено целым рядом причин, основополагающими из которых являются: интенсивные дифференцированные движения земной коры на фоне общего поднятия всей горной системы, определяющие особенности геоморфологического строения (хребты, склоны, долины); географическое положение горных территорий; климатические условия, обуславливающие скорость выветривания ( Л.П.П. Вообще-то для грандиозных оползней типа Усойского скорость выветривания не является основополагающей причиной, ибо в данном случае глубина плоскости скольжения, по данным реконструкций склона, достигает 500 и более метров, что значительно превышает мощность коры выветривания) денудации пород и расчленения склонов.
Выполненные инженерно-геологические исследования долин Мургаб-Бартанг показывают, что, несмотря на различные геологические условия формирования, оползне-обвальные перекрытия имеют, на наш взгляд, общие черты происхождения и строения оползневых тел как в плане, так и в разрезе.
Эти черты таковы:
фронтальная часть оползневых перекрытий занимает более
возвышенное положение в рельефе, чем их тыловая часть (Л.П.П. Это давно известно из работ В.С.Федоренко.);
массивы, слагающие передовые (языковые) части оползневых тел, менее
разрушены, чем тыловые блоки ( Л.П.П. Нечетко сформулирована мысль. Речь не о блоках должна идти. Ведь чем дальше перемещается массив – тем больше шансов ему быть разрушенным. А в тыловых частях – вторичные обрушения и т.д., но не блоки, которые перекрыты);
смещения крупных сейсмогенных оползней и обвалов сопровождаются
вдоль долинными обломочно-глыбовыми потоками, оторванными с
«крыльев» оползневых массивов и двигающихся с большой скоростью
вверх и вниз по долинам;
ниши отрыва всех без исключений оползней и обвалов подвергаются
вторичным оползне-обвальным переработкам. ( Л.П.П. Почему именно оползне-обвальным. Это могут быть и обвальные – как на Базайташте, и недосмещенные оползневые – как на Ватасаифе. Сравнивая фото Усойской ниши 1915 года (И.А.Преображенского) и современные, я не увидел вторичных оползне-обвальных переработок. Автор не знает, что есть оползни, оползни-обвалы, обвалы. Это три разных типа склоновых процессов по механизму смещения. Поэтому он так вольно оперирует этими понятиями – полагая, что оползне-обвальные – это оползневые и обвальные.)
Общие закономерности в части функционирования выявленных завальных перекрытий таковы:
•
перелив вод завальных озер и размыв отложений перекрытия происходили в тыловых, наиболее ослабленных зонах древних оползневых перекрытий;
•
первоначальная стадия спокойного перелива вод древ-них озер сопровождается интенсивным размывом отложений (оползневые тела) с последующим выбросом воды (?!?) из озера. ( Л.П.П. Правильно сказать – резким или катастрофическим увеличением расхода воды)
Изложенное выше показывает, что все существующие перекрытия со временем были разрушены. Это свидетельствует о том, что подобные явления могут произойти и на Сарезском озере, если своевременно не будут предприняты соответствующие мероприятия. Именно поэтому оценку возможности прорыва горных озер и водохранилищ Таджикистана (в том числе Памира), следует отнести к категории особо важных. Проблемы Сарезского озера выступают при этом на первый план. ( Л.П.П. Это давно описано в сотне серьезных работ, но хорошо, что это, наконец, дошло и до автора)
Во второй главе рассмотрены особенности строения и формирования долин рек Бартанг и Мургаб. Основными причинами развития ЭГП в переделах изучаемого района можно считать геоморфологическое и тектоническое строение, а также сейсмичность региона. ( Л.П.П. Это не причины – автору невдомек, а подсказать некому – это называется среда, в которой развиваются те или иные геологические процессы. И обычно в производственных отчетах глава, посвященная этому вопросу, называлась «инженерно-геологические условия».)
На изученной территории обнажаются разновозрастные комплексы осадочных, вулконогенно-осадочных и интрузивных образований палеозоя, мезозоя и кайнозоя. Палеозойская (Pz) группа представлена известняками, сланцами, песчаниками, туфо-песчаниками, мраморами. Мезозойская группа (Mz) сложена мергелями, песчаниками, известняками, конгломератами, туфо-песчаниками, эффузивами. Кайнозойская группа (Kz) представлена андезитами, порфиритами, альбитофирами, базальтами; из осадочных пород – песчаниками, конгломератами и известняками.
Четвертичные отложения приурочены к долинам рек Мургаб, Кудара,
Бартанг и их крупным притокам и представлены различными генетическими типами, среди которых выделяются аллювиальные, аллювиально-пролювиальные, пролювиальные, коллювиальные, делювиально-коллювиальные, элювиальные и ледниковые образования.
Детальное изучение морфологии речных долин, анализ соотношений слагающих их аллювиальных, ледниковых, оползне-обвальных отложений позволили установить возраст оползней (современных и древних) и время перекрытия долины, что отражено на специальной инженерно-геологической Карте распространения оползней долины pp. Мургаб-Бартанг, в составлении которой принимал участие автор. ( Л.П.П. Вообще-то для части этой территории, а именно от Барчадива и до восточного окончания озера (а это протяженность около 80 км), советскими геологами в 1981-1990 годах уже были составлены среднемасштабные и крупномасштабные инженерно-геологические карты. Интересно, как и в какой мере автор использовал эти материалы. И почему об этом не сказано ни слова.)
Долина рек Бартанг – Мургаб, находится на границе двух тектонических зон – Центрального и Юго-Восточного Памира (Я.А.Беккер, 1964 г.). Граница между тектоническими зонами проходит по Рушано – Пшартскому краевому разлому (Ш.Ш.Деникаев, 2004 г.). Современные тектонические движения Рушано – Пшартского краевого разлома воздействуют на оползне-обвальные процессы непосредственно. Зона зарождения почти всех оползне-обвальных процессов на территории Бартанг – Мургаб приурочена к определенным структурно-тектоническим элементам (дизъюнктивные узлы, пункты схождения или пересечения активных разломов и т.п.). К дизъюнктивным узлам этих разломов, вероятно, приурочены очаги древних и современных землетрясений. На дневной поверхности следы землетрясений прослеживаются в виде сгущений разных генетических типов палеосейсмодислокации.
В течение четвертичного периода сейсмические толчки по тер-ритории Бартанг – Мургаб привели к возникновению цепочки опасных процессов: землетрясения — оползни-обвалы — перекрытия долин — формирование завальных озер — прорыв завалов — прорывные наводнения/сели.
Исходя из этого, можно считать что, территория Бартанг – Мургаб является сейсмически опасной зоной с вероятностью возникновения сильного землетрясения с К=17 (М=7,9). Согласно данным сейсмических станций землетрясения силой 7 и более баллов имеют повторяемость 1 раз в 80-130 лет. Анализ инженерно-геологических условий долины рек Бартанг-Мургаб позволяет сделать следующие выводы:
-
1.
Основными причинами формирования грандиозных оползней в голоцен-позднеплейстоценовую эпоху явилось изменение напряженного состояния массива пород, вызванное глубокими эрозионными врезами реки и сильными землетрясениями. ( Л.П.П. А наличие молодых интрузий, нарушивших и ослабивших породы более древней Сарезской свиты, разве не является причиной формирования грандиозных оползней? Мне кажется, что палеогеновые интрузии являются основной причиной возникновения грандиозных оползней в районе Сареза).
-
2.
Возраст всех перекрытий, кроме Усойского, установленный по геологическим признакам, датируется в пределах от верхнего плейстоцена
до современного. ( Л.П.П. Автор чересчур категоричен. Возраст Ирхтского перекрытия, первое упоминание о котором есть в работе И.А.Преображенского (1920г) и детально описанном в работе Ш.Ш.Деникаева (1970), является среднеплейстоценовым.) Все перекрытия, кроме Усойского, размыты.
-
3.
С голоцена по настоящее время продолжается обвально-оползневое переформирование ступенчато-троговых склонов ледниково-эрозионных долин, что существенно влияет на оценку устойчивости склонов и, в целом, на инженерно-геологическую обста-новку в районе Бартанг- Мургаб. ( Л.П.П. Все правильно, но об этом много лет назад писал В.С.Федоренко)
В третьей главе рассмотрены локальные природно-технические ( Л.П.П. такого термина нет.) системы территории Сарезского озера. Основное внимание уделено динамике Сарезского озера, устойчивости Усойского завала и Правобережного оползня.
В настоящее время Сарезское озеро имеет следующие морфометрические характеристики: отметки уровня воды – 3263 м, длина озера – 60,2 км, ширина наибольшая — 3,3км, ширина средняя – 1,44км, глубина максимальная – 500 м, объем водной массы – 17км³. Отток воды осуществляется путем фильтрации сквозь завал (47 родников в нижнем бьефе с расходом до 20-25 м³/с, максимум – 90 м³/с).
Сарезское озеро привлекало к себе внимание со дня его образования. За 100 лет существования (с 1911 года) озеро изучали многие специалисты, в том числе Д.Д.Букинич, Л.А.Молчанов, Г.А.Шпилько (1913 г.), И.А. Преображенский (1915г.), В.С.Колесников (1925 г.), О.К.Ланге (1926 г.), Н.Е.Родионов (1930 г.), В.А. Афанасьев (1934 г.), В.В. Акулов (1946 г.), В.И. Рацек (1947 г.) О.Ф. Васильев (1956 г.), А.И. Шеко (1968 г.), Ш.Ш. Деникаев (1968 г.), В.С. Федоренко (1990г.), В.В. Лим и Ю. Акдодов (1984-1990 гг.), Ю.М.Казаков (1985 г.), Л.П. Папырин (1986-1990 гг. ( Л.П.П.1968-1991)) и многие другие. ( Л.П.П.- гляциолог В.И.Рацек был на Сарезском озере один день, какой вклад он мог внести в его изучение? Наверное, здесь нужно было перечислить какие конкретные геологические работы и какими исполнителями были реально сделаны, а какие нужно было сделать, но не удалось. А этот список – смесь из туристов и профессионалов.)
Проблема устойчивости Усойского завала рассматривалась Экспертной комиссией СССР (Н.Н.Маслов, Е.М.Сергеев, Г.С.Золотарев, Г.К.Бондарик и другие крупные специалисты). ( Л.П.П. Спасибо за сообщение. О том, что Усойский завал в целом устойчив А.И.Шеко и А.М.Лехатинов доложили еще в 1970 году. Но мне кажется, что диссертант хотел подчеркнуть свое почтение одному из своих преподавателей. Эта фраза вырвана из черновика монографии В.В.Лима, которая сейчас хранится в Таджикском государственном геологическом фонде. И звучит она так:
«В результате геофизических исследований уточнено строение Усойского перекрытия и положения его ложа. Геофизическими методами, гидрогеологическими экспериментами с красителями и режимными наблюдениями ус-тановлено, что основной расход фильтрации в Усойском перекрытии происходит до глубины 50 м со скоростью от 1,5 до 4 м/сек в тесной зависимости от уровня озера. Наконец, была разработана принципиальная схема надежных наблюдений за устойчивостью склонов и перекрытия с применением средств автоматизации. Итоги инженерно-геологических исследований были признаны Союзводпроектом и Госэкспертизой Госплана СССР достаточными для составления схемы мероприятий по предупреждению катастрофического прорыва Сарезского озера. Для их оценки привлекались Н.Н.Маслов, Е.М.Сергеев, Г.С.Золотарев, Г.К.Бондарик и другие крупные специалисты. )
Современные параметры Усойского завала таковы: длина завального перекрытия составляет – 5200м, ширина – 3750м, минимальная ширина -1750л/; общая площадь включая подводную часть около 12км². Превышение гребня завала над урезом озера неодинаковое и составляет в правом примыкании 50 м, а в левом – 230м. По степени устойчивости к размыву и разрушению другими процессами тело завала можно подразделить на зоны.
I. Зона основного оползневого массива представляет самую возвышенную и монолитную часть завала. Она сложена блоками сильнодислоцированных осадочных скальных пород (песчаниково-сланцевого и реже карбонатно-сульфатного состава) устойчивых к размыву; их мощность составляет 500-600 м; относительное превышение над уровнем воды 120-130 м. Зона завала наиболее устойчива.
II. Центральная пониженная зона характеризуется распространением суффозионно-просадочных воронок и зияюших трещин, указывающих на динамические подвижки тела завала. В пределах зоны происходит формирование руслового каньона. Здесь проходит фильтрационный поток воды на глубине 50 м; мощность пород зоны 100- 150 м, ширина 400-500 м. Наиболее ослабленными является участок ложбины сформировавшейся в результате суффозионного выноса фрагментов пород из тела завала.
III. Тыловая зона перекрытия сложена в основном селевыми и оползневыми отложениями, представленными глыбово-щебнистыми-суглинистыми легкоразмываемыми породами. Мощность рыхлых отложений в этой части завала, по геофизическим данным, составляет 70-80 м. ( Л.П.П. Где ссылка на авторов, чьи это данные?)
IV. Северная прибортовая зона сложена песчаниками, сланцами, алевролитами, мраморами с прослоями и линзами гипсов сарезской свиты. ( Л.П.П. Удивительная геологическая метаморфоза произошла с этой сарезской свитой – 25 лет назад в ее составе не было ни мраморов, ни линз гипсов.) Мощностью 1000-1500 м. Эти породы подвержены интенсивному выветриванию. ( Л.П.П. Это абсолютно пустословное утверждение. Ввиду недоступности стенки срыва никто не изучал кору выветривания. Из-за труднодоступности там не удалось сделать геофизические исследования для того, чтобы хотя бы приблизительно оценить мощность коры выветривания.)
Анализ состояния Усойского завала и процессов, развивающихся в его теле, позволяет выяснить основные условия и причины, способные негативно повлиять на устойчивость его в правобережном примыкании:
1.
Сезонные и многолетние колебания уровня воды в Сарезском озере,
влияющие на интенсивность фильтрационного потока воды через завал и
рост руслового каньона в нижнем бьефе «плотины».
2. Рост руслового каньона под влиянием эрозионной деятельности
(русловой поток Усойдара).
3.
Наличие двух потенциально неустойчивых участков в нише отрыва
Усойского завала на высоте свыше 1000 м, объемом 0,7км³ ( Л.П.П. почему не указан автор этих исследований, выполнивший эту адскую работу? Кроме него обследование верха ниши Усойского завала никому не удалось провести, т.к. не было исследователей с хорошей физической и альпинисткой подготовкой. А этот геолог, зовут его Лев Львович Козловский, прошел по водоразделу хребта Музкол от Барчадива, над нише Усойского завала, до сая Биромбанд. Может быть Г.К.Бондарик,В.М.Винниченко и Л.А.Ярг там тоже побывали? А если говорить серьезно, позорное неуважение к тяжелому геологическому труду и низкий уровень культуры, как у диссертанта, так и у его преподавателей).
4.
Снижение прочности завала в основании вследствие современных
геологических процессов; перегрузки за счет обвалов, оползней и селей в
голове завала, подрезки блоков каньоном и лишения их упора.
5.
Наличие в теле завала льда в пределах зоны фильтрационного потока
дает основание предполагать развитие деформаций при его вытаивании (?).
6.
Нарушение путей фильтрации при динамических усадках тела завала
и кольматации фильтрационных каналов, могущие привести к подъему
уровня воды в озере, переливу, размыву и образованию прорана.
7.
Развитие деформаций в теле завала, имеющих различную природу.
8.
Перелив вод озера и последующее разрушение наименее устойчивых
частей завала при возникновении ударных волн с мощным динамическим
воздействием.
Источником опасности и повышенного риска прорыва Сарезского озера является Правобережный оползень, так как при смещении оползня ожидается возникновение волны, которая приведёт к выплеску воды из озера, разрушению верхней части правого примыкания.
Оползень расположен в 4км восточнее Усойского завала, приурочен к южному крылу Сарезского антиклинория и оконтурен серией разрывов. Захват склона оползневым процессом составляет 180-250 м.
Причинами смещения могут стать динамические воздействия (землетрясения), мерзлотно-гравитационное скольжение, абразионная деятельность Сарезского озера. Возможны 3 сценария смещения оползневого массива: юго-восточного массива объемом 0,35км³ северо-западного массива объемом 0,45км³ смещение всего правобережного оползня объемом 0,9км³. В случае реализации процесса по третьему сценарию ожидается перекрытие долины обломочным потоком протяженностью 1км, высотой до 500м и общей площадью 5-6км², перелив через завал воды с объёмом выплеска 700-800млн.м³. ( Л.П.П. – бред, реально70-80-100 млн.м³)
Исследования с целью прогноза ожидаемого волнового режима в Сарезском озере, выполнены на физических (гидравлических) моделях и в процессе математического моделирования с использованием ЭВМ по программе, разработанной институтом САНИИРИ (Ташкент). Результаты исследований приведены в табл. 1.
| Объем оползня, км3 |
Математическая модель [19] | Физическая модель [19] | ||
| Высота волн, м | Объем перелива, млн м³ | Высота волн, м | Объем перелива, млн м³ | |
| 0.35 | 50 | 0 | 0 | |
| 0.45 | 55 | 16 | ||
| 0.5 | 55-60 | 30-50 | ||
| 0.6 | 87 | 47 | ||
| 0.8 | 107 | ES | ||
| 0.9 | 115 | 107 | ||
| 1.0 | 100-150 | 110-200 | ||
| 2.0 | 180 | 225 | 150-175 | 170-300 |
| Объем возможного смещения км3 | Математическая модель [19] | Физическая модель [19] | Модель [20] Института Механики МГУ, 1990 | |||
| Высота волны, м | Объем перелива через плотину, млн. м3 | Высота волны, м | Объем перелива через плотину, млн. м3 | Высота волны, м | Объем перелива через плотину, млн. м3 | |
| 0.3 | <<45 | Нет перелива | ||||
| 0.35 | Нет перелива | |||||
| 0.45 | 55 | 16 | ||||
| 0.5 | 50-60 | 30-50 | ||||
| 0.6 | 87 | 47 | <45 | Нет перелива | ||
| 0.8 | 107 | 88 | ||||
| 0.9 | 115 | 107 | 150 (вторая и третья волны – до 60 м) | 30 | ||
| 1.0 | 100-125 | 70-110 | ||||
| 2.0 | 180 | 225 | 150-175 | 145-170 | ||
Если принять в расчет максимально возможный объем оползня – 0,9/м³, то произойдет излив волны в pp. Мургаб – Бартанг объемом до 200млн.дЛ?! Размыв Усойского завала может достигнуть 100 м. Волна излива транспортируется по долине pp. Мургаб, Бартанг и Пяндж.
Специалистами Таджикглавгеология и ФОКУС (FOCUS – дочерняя организация сети Ага-Хаиа) представлена модель «Поведения Прорывной Волны Сарезского озера» по одному из возможных сценариев прорыва/разрушения Усойского завала. При моделировании использованы материалы Таджикглавгеология и МГУ за 1989-1991 гг. и Американского Геологического Агентства (за 2002 год). Задачи моделирования заключались в следующем:
а) определить расчетным путём высоту волны и время её добегания до
каждого кишлака по пути движения в долинах pp. Бартанг и Пяндж (от кишлака Барчадив до границы Московского района);
б) отобразить графически на картах и в графиках характер волны
относительно современного уровня днищ долин;
в) приближенно определить продолжительность паводка.
Исходные условия, принятые при моделировании, таковы:
– в акватории Сарезского озера произошли (одновременно или поочерёдно) сильное землетрясение с М>8 баллов (по шкале Рихтера), возникновение динамической ударной волны при смещении Правобережного оползневого массива, повышение уровня воды в Сарезском озере; – возник перелив 800000 V воды , который вызывает частичное разрушение верхней части Усойской плотины в правом примыкании и увеличивает фильтрацию воды через плотину;
– расход воды в р.Мургаб (ниже Усойской плотины) через 6 часов после повреждения плотины увеличивается до 1000м³/сек и составляет суммарно 1045м³/сек.
Расчёт времени прохождения и высоты волны по пути следования выполнен с учетом результатов анализа строения долины pp. Бартанг, Пяндж.
Построение логической модели потребовало обоснования набора численных параметров процесса (табл.2). Параметры выбирались с учетом природных условий отдельных территорий (ключевые участки и кишлаки).
Расчеты охватили долины pp. Мургаб, Бартаяг, Пяндж. Это пять районов: Рушанский, Ванчский и Дарвазский ГБАО, Шуроабадский и Московский.
Алгоритм операций по определению параметров прорывной волны таков:
•
Скорость прохождения прорывной волны. В расчётах скорости движения паводкового потока рассматривались и применялись формулы И.Херхеулидзе (1947 г.), И.В.Егиазарова (1963 г.), С.М. Флейшмана (1967 г.) для несвязных селевых потоков.
•
Время добегания волны от оз.Сарез до кишлака вычислено арифметическим делением расстояния объекта от оз.Сарез на принятую скорость движения потока.
•
Первоначальный расход воды при выплеске из Сарезского озера – в 1000м³/с, увеличивается за счет расходов крупных боковых рек и ручьёв ниже Усойской плотины.
•
Расчёт расходов потока выполнен с учетом объёма русловых и склоновых отложений, захваченных по пути следования потока. Для рыхлых русловых накоплений приняты объёмы в 10-15% захвата, для участков активных осыпей – 20-30%, для подмываемых и подвижных оползней – 35-50%.
•
Суммарный расход «паводкового потока» получен путем сложения величин суммы расхода жидкой и твердой составляющих.
•
Численные значения ширины русла и профиль нижней части долины реки учтены в трёх точках: – перед входом в кишлак, непосредст-венно в районе кишлака и ниже от кишлака по течению реки.
•
Расчётная высота волны по руслу определена делением расхода потока (Q) на ширину современного русла (В):
Нв = Q/В.
На основании полученных данных составлены диаграммы отношения высоты водного потока от оз.Сарез и высоты расположения населённых пунктов над современными руслами рек для каждого района.
Результаты моделирования параметров прорывной волны таковы: продолжительность излива воды составляет 400 час. (17 сут); расчетное время прохождения волной расстояния от озера Сарез до кишлака Барчадив составляет 23 мин., до пос.Московский — 1765 мин.(30 час); наличие резких сужений и поворотов долины перед кишлаками увеличивает высоту волны на 10м.
Результаты моделирования поведения прорывной волны для населенных пунктов Рушанского района (35 кишлаков, населением около 20тыс.чел) позволили установить зоны возможного поражения:
• полное или почти полное поражение – 13 кишлаков (2022 чел.)
• частичное поражение – 18 кишлаков (6670 чел.)
• без поражения – всего 4 кишлака: Рошорв, Савноб, Дашт, Вознавд
• райцентр Рушан имеет степень риска до 50%.
График прохождения прорывной волны по Рушанскому району приведен на рис.4
(Л.П.П. Все сказанное выше – полный бред. Автор путает понятие перелива воды через пониженную часть завальной плотины и прорывную волну, которая может возникнуть в определенной ситуации, и без перелива. При среднем расходе воды в 1000 м³/сек. и глубине размыва завальной плотины в 100 метров излив воды, как выражается автор, будет продолжаться не 17, а 90 суток.Если же озеро на 100 метров будет понижено за 17 суток, то средний расход будет равен 5450 м³/сек. При этом максимальный расход или прорывная волна будет отмечаться приблизительно в половине времени размыва. Максимальный расход или прорывная волна будут значительно превышать средний расход.В таблице, которую приводит автор, при обрушении оползня объемом 0.9 км³ объем перели-ва воды 107 млн.м³, затем он, по-видимому ошибочно, указывает цифру 200 млн.м³, а далее берет 800000м³, т.е. на два порядка меньше, чем в таблице. Отсюда и нереальность всех его выводов о том, что паводок дойдет только до Московского района Республики Таджикистан. Вот какой прогноз, исходя из того, что объем оползня равен 0.9 км³ и проран в завальной плотине не возникнет, дают американские гидрологи).
| Отдаленность от плотины вниз по течению в километрах | Расположенный поблизости кишкишлак или город |
Время в часах, за которое волна достигнет указанного пункта |
Превышение гребня паводковой волны в метрах над обычным уровнем воды в реке |
| 20 | Барчадив | 1 | 153 |
| 200 | Шепат | 4 | 76 |
| 450 | Московский | 10 | 52 |
| 600 | - | 30 | 36 |
| 640 | - | 40 | 20 |
| 1048 | Термез | 104 | 5 |
Дополнительный расход воды по этим данным в районе Термеза и старинного гидропоста Керки будет равен 17708 м³/сек. По историческим данным максимальный расход на ГП Керки был 9000 м/сек. Так что паводок распространится до низовий Аму-Дарьи. К такому же выводу пришли А.И. Шеко, В.С. Федоренко, В.В. Лим и другие исследователи. И эти выводы были одобрены Н.Н.Масловым, Е.М.Сергеевым, Г.С.Золотаревым, Г.К.Бондариком и другими крупными специалистами. При этом все авторы не учитывали три момента:
- объем Правобережного оползня равен 1.25 км³
- обрушение Правобережного оползня вызовет первый селевой паводок в долинах Бартанга-Пянджа, Аму-Дарьи;
-в районе впадения реки Бартанг в Пяндж возникнет селевой завал, а на реке Пяндж временное завальное озеро, расход волны прорыва через селевой завал будет превышать расход воды от перелива при обрушении Правобережного оползня и вызовет второй селевой паводок;
-размыв прорана в пониженной части Усойского завала приведет к возникновению третьего селевого паводка.
Последствия Сарезской катастрофы будут на 2-3 (т.е. от ста до тысячи раз) порядка более трагичным, по сравнению с прогнозами диссертанта.)
……………………………………………………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
Управляющие (!?Л.П.П. Что это такое ?) мероприятия по снижению уровня Сарезского озера предлагались еще в 70-80 годах Союзводхозом, Союзгипроводхозом и Гидропроектом. В качестве инженерно-технических мероприятий для снижения риска предлагались различные варианты:
• наращивание Усойского завала до высоты, исключающей перелив через
него катастрофической волны при возможном обрушении Правобережного оползня;
• строительство водоотводного открытого канала в пониженной части завальной плотины;
• строительство сифона;
• возведение буферной плотины на реке Бартанг в 80км ниже Усойского
завала;
• сооружение плавающей насосной станции
• проходка системы тоннеля в левом борту (сработка озера до глубин 150м).
(Все перечисленные варианты были отвегнуты экспертной комиссией Госплана СССР как нереальные. После этого Союзгипроводхозу было поручено разработать комплексный проект обеспечения безопасности, о котором автор умалчивает.
С 1977 года в институте ВСЕГИНГЕО и Южной геофизической экспедиции П.О.Таджикгеология велась разработка способов понижения уровня Сарезского озера путем усиления фильтрации воды. Понижение уровня озера на 40-50 метров значительно повысит безопасность озера. Это самый простой и самый дешевый способ увеличения безопасности Сарезского озера. Об этом способе сделан десяток публикаций, в том числе в таком престижном журнале, как «Наука в России». Сотня статей и информаций в интернете. Способ запатентован. О нем упоминают в своих статьях американские и голландские специалисты. Но до преподавателей РГГУ им. Серго Оржоникидзе и соискателя эта информация никак не дойдет.)
……………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………….
Заключительные комментарии Л.П.Папырина
1. Все расчеты и прогнозы автора ошибочны. Сарезская катастрофа нанесет огромный ущерб не только нескольким районам Таджикистана, но и Афганистану, Узбекистану и Туркмении. По данным МЧС РТ в опасной зоне проживает от 5 до 6 миллионов человек. Поэтому никакой реальной оценки риска соискатель не сделал и никакого вклада в исследование проблемы Сарезского озера не внес. Своей работой автор дискредитирует РГГУ им.Серго Орджоникидзе.
2. Автор не имеет представления о геофизических методах и гидрологии. Имеющиеся результаты геофизических исследований он в своей работе не применил, а гидрологические данные исказил.
3. В РГГУ им. Серго Орджоникидзе специалистов, имеющих опыт исследований Сарезской или подобных проблем, нет, и поэтому они не справились с подготовкой аспирантом диссертации на указанную тему. И непонятно, что заставило РГГУ браться за подготовку аспиранта с такой темой диссертации. Таджикистану остро не хватает специалистов по инженерной геологии. Но нужны не остепененные люди, которых там, в расчете на душу населения, в три раза больше чем в России, а специалисты со знаниями и опытом, способные самостоятельно вести исследования или хотя бы работать под руководством опытных специалистов. Эту ситуацию понимают руководители Республики. Президент Таджикистана Эмомали Рахмон обратился к президенту России с просьбой открыть в Душанбе филиал МГУ им.М.В.Ломоносова со специальностями «инженерная геология» и «гидрогеология». Ну, а РГГУ им. Серго Орджоникидзе, подготовив аспиранта такого уровня, оказал Таджикистану медвежью услугу в подготовке инженерно-геологических специалистов.
Коментарии бывшего сотрудника РГГУ им. Серго Орджоникидзе кандидата геолого-минералогических наук Светланы Тихомировой читайте здесь:
http://g-to-g.com/index.php?version=rus&module=10&page=5#fivethree