САРЕЗСКОЕ ОЗЕРО >> Cарезская катастрофа: геофизический прогноз

Персональный сайт Леонида Папырина

Заключение

1. Несмотря на многолетнюю историю исследований района Сарезского озера, по современным стандартам он остается малоизученным. И основная причина этого не столько в его удаленности, сколько в отсутствии опережающих геофизических исследований при составлении карт масштабов 1:200000, 1:100000, 1:25000. Детальные участки, изученные геологами с поверхности в масштабе 1:5000, геофизическими методами исследованы в масштабе 1:10000 или по отдельным профилям. Хотя для повышения геологической эффективности исследований их следовало изучать также в масштабе 1:5000, а отдельные наиболее проблемные участки в масштабе 1:2000 и 1:500. Практически не исследована геофизическими методами акватория озер. А так как геологических работ там не проводилось, то она представляет собой белое пятно на всех картах. Не сделано сейсморайонирование района озера и микросейсморайонирование ключевых участков.

2. Геофизические исследования 1975-1977 годов показали принципиальную возможность выполнения сложного комплекса геофизических методов для изучения завальных плотин в высокогорных условиях. Результаты исследований позволили уточнить некоторые детали строения Усойского завала, подтвердить его блоковое строение и наличие в его пределах северной и центральной ослабленных зон, получить представление о положении путей фильтрации воды через завал, оценить мощность завальных отложений и положение тальвегов погребенных долин рек Мургаб и Шадау-Дара. Получены исходные данные первого цикла наблюдений гравиметрового поля на Усойском завале. Последующие циклы позволят установить положение плотных и размываемых участков. Вычислить объем и положение слоев льда. Имеющиеся материалы позволи получить Гравиметрическую модель 3D Усойского завала в масштабе 1:10000. Если сеть наблюдений будет сгущена и будет пробурена хотя бы одна скважина, то томографическую модель 3D можно получить в масштабе 1:5000., а совместная обработка материалов других геофизических методов позволит получить детальное строение Усойского завала в плане и разрезе.

3. В труднейших условиях Правобережного оползня выполнен первый цикл сейсморазведочных наблюдений. По имеющимся данным получена томографическая модель 3D масштаба 1:10000 Правобережного оползня. Сгущение сети наблюдений и повторение измерений в пунктах 1983-1985 г. позволит получить томографическую модель 3D Правобережного оползня в масштабе 1:5000, выявить области его сжатия и растяжения, модули сдвига и сделать расчет устойчивости склона. В верхней его части сейсморазведкой 1983-1985 гг. обнаружена еще не вскрытая апофиза палеогеновых гранитов, являющаяся причиной возникновения оползня.

4. По результатам геофизических исследований 1989-1990 годов на верхнем бьефе Сарезского озера в северной его части по изменению температуры обнаружена депрессионная воронка приблизительно в том месте, где в 1926 году экспедиция О.К.Ланге наблюдала «депрессионную поверхность, как над затопленным водосливом». Перемычка между озерами Сарезским и Шадау проницаема до глубины 32 метров. Гидравлическая связь озера Шадау с родниками в каньоне отсутствует. Повышение минерализации воды в зимний период в озерах Сарезском и Шадау необходимо проверить режимными измерениями минерализации и температуры воды в озерах и родниках.

5. Изложенный в VI главе способ понижения уровня Сарезского озера на 50м путем усиления фильтрации воды через завальную плотину значительно уменьшит риск возникновения катастрофического паводка. Затраты на реализацию этого способа составят 30-35 миллионов долларов США, а затраты времени составят 5-6 лет. Американские геологи Роберт Шустер и Дональд Альфорд, ссылаясь на автора данной работы, считают, что усиление фильтрации – самый простой и самый дешевый способ обеспечения безопасности Сарезского озера [81] .

6. По современным представлениям возникновение катастрофического паводка может быть вызвано следующими причинами :

  • обрушение Правобережного оползня в озеро может привести к переливу воды через пониженную часть завальной плотины и вызвать возникновение в ней прорана;
  • обвал оползней вторичной генерации с левого берега Сарезского озера может вызвать аналогичные последствия;
  • процессом кольматации (закупорки отверстий) верхового откоса завальной плотины. который вызывает постоянный ежегодный подъем уровня воды в Сарезском озере (сейчас основной поток воды проходит через Усойский завал по полым трещинам, между крупными блоками), а в будущем при дальнейшем подъеме уровня воды может начаться формирование поверхностного водоносного горизонта и депрессионной поверхности (как в обычной грунтовой плотине), что вызовет ее медленное разрушение, а затем размыв в ослабленных зонах;
  • процесс кольматации может быть значительно усилен явлением хемогенного мерамиксиса, которое со временем должно проявиться в Сарезском озере, большой уклон берегов и днища озера способствует тому, тому, что атмосферные осадки с засоленных почв водосбора способствуют накоплению растворенных ионов в придонной части и возникновению мутьевых потоков; прогрессирующий меромиксис может со временем создать настолько устойчивый хемоклин, что мутьевые течения станут распространяться над ним, расширяя от дна до поверхности зону кольматации верхового откоса Усойского завала, что приведет к ускорению подъема уровня воды в озере;
  • наличие льда в теле завальной плотины (объем которого составляет от 20000 -50000 м3, причем определено это по визуальному осмотру завала, специальных геофизических работ для их картирования не проводилось), при возникновении поверхностного водоносного горизонта может привести к его таянию и возникновению новых приповерхностных путей фильтрации ;
  • обрушением с высоты 1500-2000 метров на пониженную часть завальной плотины двух ослабленных участков горных пород общим объемом 0.7 км3 в нише отрыва Усойского завала (обнаруженных в 1988 году) может привести к трудно предсказуемым последствиям;
  • сейсмическое воздействие от землетрясения или обрушения оползней в нише Усойского завала, которое может перекрыть пути фильтрации воды и вызвать катастрофически быстрый подъем уровня озера.

Кроме этого высота и скорость движения волны, а также объем перелива будет зависеть от температуры воды, т.е. от времени года. В летнее время вязкость воды (при температуре 12-15 * С) значительно выше, а в зимнее (при температуре 4-5* С) – ниже. Поэтому если катастрофа произойдет в летнее время в период паводка, то ее последствия будут более разрушительными.

Перечисленные опасности изучены еще далеко не достаточно. Более основательно исследован Правобережный оползень. Его объем 1,25 км3., средняя вертикальная мощность 250 м. В верхней части склона тело оползня оторвано от целика гранитной интрузией палеогенового возраста. Оползень смещается по кровле плотных монолитных пород. За период с 1974 по 1998 год среднее высотное и плановое смещение геодезических реперов составило от 2-3 до 12-13 см/год.

7. При обрушении Правобережного оползня в озеро, объем волны перелива будет равен 100 миллионов м3/сек., а высота волны в озере 110-150 метров. По данным, полученным военным инженерным корпусом США, высота волны над руслом реки в районе Барчадива будет равна 155 метров. Даже при минимальном расходе Аму-Дарьи в межень дополнительный расход воды в 17708 м3/сек (в створе Керки) создаст в низовьях Аму-Дарьи грандиозный катастрофический паводок, которого не было в новейшей истории. Если же прорыв воды произойдет во время естественного паводка, то последствия его будут еще более трагичными.

8. Ниже Усойского завала возникнет селевой поток с большой насыщенностью твердым материалом. Уровень воды в реке Бартанг повысится на 70-100 метров. Это вызовет массовое обрушение в поток рыхлого обломочного материала и оползней. При приближении к реке Пяндж селевой поток будет содержать 50-60 процентов, а может и больше грязекаменного материала. В районе впадения реки Бартанг в реку Пяндж селевые потоки будут ударяться в левый крутой афганский берег реки Пяндж, разворачиваться влево вверх по реке Пяндж и останавливаться. Из их твердого материала возникнет “селевой завал”, который на некоторое время перекроет реку Пяндж. Даже если на «строительство» завальной плотины пойдет 25-30% грязекаменного материала, то это будет весьма солидная плотина объемом 25-30 миллионов м3, т.е. почти в сто раз больше, чем сель Оби-шур на Вахше. Водная составляющая селевого потока будет двигаться вниз по реке Пяндж по графику, составленному американскими военными, произведет в нижней части Аму-Дарьи такие же разрушения.

9. Даже при минимальной высоте селевого завала, после его прорыва второй паводок в низовьях Аму-Дарьи будет еще более разрушительным. При максимальной высоте селевого завала будет затоплен и разрушен город Хорог. При прорыве завальной плотины расход воды в створе Керки будет в шесть раз больше, чем при прохождении первой волны от перелива через Усойский завал и в 12-ть раз больше документально подтвержденного максимума. Второй паводок в низовьях Аму-Дарьи будет еще более разрушительным. И если при паводках в начале прошлого века максимальные смещения русла составляли первые километры, то при данном паводке они могут достигать первые десятки километров.

10. При размыве прорана в Усойском завале, когда расход воды достигнет максимального, а в створе Керки он будет таким же, как и в проране, равным 30000 м3/сек и в низовьях Аму-Дарьи пройдет третий паводок.

11. В результате Сарезской катастрофы автомобильное шоссе Душанбе-Хорог (на тех участках, где оно проходит по берегу Пянджа) будет разрушено. Все мосты через реку Пяндж будут снесены. Прервется железнодорожное сообщение между Таджикистаном и Узбекистаном. К ремонтно-восстановительным работам имеет смысл приступать только после прохождения третьего паводка, т.е. не раньше, чем через год после начала катастрофы.

12. Проект приведения Сарезского озера в гарантированное безопасное состояние и строительство системы Памирских ГЭС. Предусматривается: первоначальное понижение уровня Сарезского озера и строительство защитной дамбы и плотины. Ликвидацию всех оползней и ослабленных участков с помощью, разработанного автором способа трансформации грандиозных оползней в крупнообломочные осыпи. Строительство четырех электростанций и Памирского энергетического кольца. Общая мощность 4-х Памирских ГЭС летом – 400 МВт, а зимой -1300 МВт. (Сейчас общая мощность двух Памирских ГЭС 21 МВт и планируется ее увеличение на 14 МВт, т.е. всего 35 МВт). Мощность предлагаемой энергетической системы достаточна для освещения и отопления всех населенных пунктов, снабжения электроэнергией всех предприятий ГБАО и поставки части электричества на экспорт. Общая стоимость проекта – 7 миллиардов долларов США. Стоимость изыскательских работ – 700 миллионов долларов США.

Чистая вода в Сарезском озере обусловлена наличием глубинной (70-80 м) зоны фильтрации воды через завальную плотину. При прохождении через озеро вода отстаивается от взвеси. Солевые растворы, которые могут образовываться в результате растворения солей на бортах озера, опускаются вниз в застойную зону. На всех четырех ГЭС водозаборные устройства будут находиться на глубине от 20 до 40 метров от уровня воды, что позволит сохранить чистую ультрапресную воду. Среднегодовой расход воды с минерализацией 250-280 мг/литр ниже плотины Бартангской ГЭС будет равен 130 м3/сек, т.е. в три раза больше чем на Сарезском озере. Если эта вода понадобиться потребителям, то длина водовода сократится почти на 200 километров, причем в самой трудной для строительства водовода части.

13. Провести изыскания и составить проектную документацию на реализацию этого проекта сможет только СПКТБ «Мосгидросталь», а реализовать этот проект на практике трест «Гидромонтаж»г.Москва.

14. Итак, для того чтобы поднять на современный уровень жизнь в Горно-Бадахшанской области Таджикистана и получить опыт освоения высокогорных районов, нужно реализовать проект стоимостью семь миллиардов долларов США, который окупится за 10-15 лет после окончания строительства, а затем начнет постоянно на протяжении многих лет приносить значительную прибыль.

15. Конечно, можно отложить освоение высокогорных районов на XXII век, согласиться с нищенским уровнем жизни населения этого региона, но не разумнее ли сейчас затратить всего 30-35 миллионов долларов США на понижение уровня Сарезского озера на 50 метров естественным путем. Это гарантия того, что при катастрофе уменьшатся разрушения в пределах ГБАО, а в низовьях Аму-Дарьи их не будет. Одновременно с понижением уровня Сарезского озера путем усиления фильтрации, в верховьях реки Гудары построить одноименную ГЭС, используя в качестве плотины, прорванную плотину древнего завального озера. К плотине озера есть грунтовая автомобильная дорога. Мощность двух очередей Гударинской ГЭС деривационными туннелями или трубами будет равна 200 МВт, а стоимость строительства в три раза меньше, чем варианта Сарезской ГЭС мощностью 150 МВт, предлагаемого швейцарской фирмой STUCKY. Когда Таджикистан станет богаче и будет иметь более развитую экономику, можно продолжить реализацию проекта строительства системы Памирских ГЭС и приведение озера в гарантированно безопасное состояние.