Полный текст

Введение Долина р. Мзымты расположена на южном склоне Западного Кавказа на территории Адлерского района города Большой Сочи Краснодарского края. Горный рельеф Западного Кавказа, в пределах которого находится исследуемый район бассейна р. Мзымты, имеет в своей высокогорной части скалистый и скалисто-обрывистый рельеф с элементами фирновых полей вечных снегов, в низкогорье - с оползневыми участками, обрывами, оврагами промоинами. Долина р. Мзымты на севере ограничена отрезком Главного хребта между вершинами Чугуш (3238,2 м) и Ачишха (2856,8 м), а на юге - Южным Боковым хребтом, который представлен здесь рядом отдельных хребтов: Ачишхо (Ачишхо, 2390,7 м), хребет Аибга-Агепста (Агепста, 3256 м) и отрогом Южного Бокового хребта - Гагрским хребтом (Ах-Аг, 2732 м). Все хребты в основном имеют широтное и близкое к нему юго-западное направление [1]. Большая часть долины - межгорная котловина, представляющая собой Краснополянский грабен, ограниченный Псебским и Южноажуйским сбросами. Грабен приурочен к Мзымтинской шовно-депрессионной зоне. Мзымтинская шовно-депрессионная зона принципиально аналогична Архызо-Загеданской, но значительно крупнее. Таким образом, часть Главного хребта, обрамляющая Краснополянскую котловину, представляет собой ряд хребтов, разделенных глубоко врезанными притоками р. Мзымты [2]. Южный Боковой хребет состоит из отдельных горных массивов. Хребет Ачишхо имеет в плане вид подковы, обращенной на север, которая поднимается высокой стеной над Краснополянской котловиной. Наибольшая высота 2390 м - вершина Ачишхо. Краснополянская котловина из описанных котловин наиболее широкая - более 10 км - и имеет низко расположенное дно со средней высотой 750 м. Данный регион характеризуется сложностью и разнообразием геологического строения. В связи с этим было выделено восемь категорий статиграфогенетических комплексов, сложенных породами: высокопрочными скальными, скальными и полускальными, полускальными, скальными с пластичными, полускальные с пластичными, пластичными со скальными и полускальными, связными нелитифицированными (четвертичными), несвязными. Большая часть долины р. Мзымты - межгорная котловина, представляющая собой Краснополянский грабен, ограниченный Псебским и Южноажуйским сбросами. Грабен приурочен к Мзымтинской шовно-депрессионной зоне, которая аналогична Архызо-Загеданской депрессии, но значительно крупнее [3, 4]. Исследуемые реки Кепша, Медовеевка, Сулимовский ручей, Пслух, Бзерпия и Бешенка целиком входят в состав бассейна р. Мзымты в качестве притоков 1-3-го порядка, поэтому их гидрологическую характеристику будем рассматривать вместе с ней [5]. Основная часть Район работ проведения натурных исследований по географическому положению находится на территории южного склона хребта Псехако, где были обследованы следующие водно-селевые бассейны ручьев Сумасшедший, Камбуровский, Рудничный. На участке от пос. Красная Поляна до границы Ачишхинского массива долина р. Мзымты расположена в пределах высокогорного рельефа с абсолютными отметками водоразделов, превышающих 2000 м (хребет Аибгинский с отметками вершин 2500-3250 м). Этот участок долины имеет трапециевидное поперечное сечение: ширина его между водоразделами 5-6 км, а днища - до 250-300 м. Склоны долины плоские или слабовогнутые, имеют крутизну от 25-30 до 40-50 м, расчленены многочисленными боковыми эрозионными долинами [6]. Хребет Чугуш простирается с северо-запада на юго-восток и имеет в плане вид дуги. Венчает его вершина с одноименным названием, на которой расположено несколько ледников. Далее на восток следует хребет Ассара (с вершиной Ассара, 2831,8 м), который образует с хребтом Чугуш в плане подкову. Хребет Дзитаку (Дзитаку, 2818 м) образует горный узел, от которого на север отходит ответвление - хребет Уруштен. За ним следует массив Псеашха, который имеет ряд отрогов. На юго-запад выдается отрог Главного хребта - хребет Аишха (с вершиной Аишха, 2856,8 м). Учитывая влияние последствий крупномасштабного техногенного воздействия на природный ландшафт (вырубку лесов и подрезку склонов под канатные дороги и автодороги, сброс грунтовых отвалов в водотоки и др.), на территории эксплуатации Олимпийских объектов по южному склону хребта Псехако, материалами проведенного обследования подтверждаются выводы о повышенной селевой опасности русел водотоков ручьев Рудничный, Сумасшедший, Камбуровский. Селевые процессы в указанных руслах представляют непосредственную угрозу для Олимпийских объектов и их инфраструктуры, в том числе автодорог и насосной станции искусственного оснежения по р. Рудничный. Основной причиной схода указанных селевых потоков является техногенное воздействие на вышерасположенные природные ландшафты (дороги и др.), в том числе сброс разжиженных грунтовых отвалов с крутых склонов, концентрация поверхностного стока в сосредоточенные размываемые врезы и т.д. Главный водораздел сложен в основном кристаллическими породами, окаймленными юрскими сланцами. Периферийные и передние хребты на южном склоне горной системы Главного кавказского хребта образованы верхнеюрскими меловыми и третичными породами с сильным развитием карста. Основные черты рельефа данного района в высокогорной части - скалистый и скалисто-обрывистый с элементами фирновых полей вечных снегов, в низкогорье с оползневыми участками, обрывами, оврагами, промоинами. В известняках, слагающих вышеуказанные хребты, развит карстовый рельеф: различные воронки, сталактитовые пещеры, подземные реки и т.п. [7]. Диабазовая цепь параллельных хребтов Ачишхо и Аибга отделена от Главного водораздела продольными долинами. Эти долины являются результатом понятной эрозии боковых притоков поперечных долин вдоль зон тектонических нарушений и речных перехватов. Ближе к морю идет прибрежная полоса предгорной ступенчатой лестницы - ряд террасообразных участков, расположенных на древних уровнях денудации, отвечающих положениям уровня моря в различные моменты геологической истории 2008 г. [8, 9]. Полученные натурные материалы позволяют сделать вывод о дальнейшем развитии селевых процессов на данном участке в виде периодического схода отдельных селевых потоков относительно небольшой мощности (до нескольких сот кубометров) на Новое Краснополянское шоссе (А-149) вдоль р. Мзымты. Вместе с тем следует отметить, что здесь имеется также селевое русло с «подвешенным» потенциальным селевым массивом до 2 тыс. м3, готовым обрушиться на автодорогу при продолжительных или ливневых дождях. Это представляет опасность и для землеройной техники, припаркованной на конусе выноса данного селевого русла. Селевое русло по р. Рудничный было квалифицировано как опасное, в котором в случае интенсивных ливневых дождей неизбежно возникнет селевой поток, реально угрожающий завалом участка, укрепленного габионами, с последующим выходом селевых масс на насосную станцию и завалом нижерасположенного железобетонного моста. Такое уже происходило 21.07.2011, селевой поток разрушил уже построенную насосную станцию, с завалом габионного участка русла и железобетонного моста. Селевые отложения были вынесены и в водопропускной водоток у газовой электростанции [10]. Селевое русло р. Сумасшедший (0,88 км от устья р. Пслух) является правобережным притоком р. Мзымты. По руслу реки периодически сходят селевые потоки значительной мощности с выносом больших объемов селевых масс прямо в р. Мзымту, что неоднократно приводило к частичному перекрытию русла реки с оттеснением ее к левому берегу, изменению наносного режима и русловых процессов в пойме реки, занесению водохранилища Краснополянской ГЭС. В целом русло ручья, насыщенное потенциально селевыми материалами и имеющее значительные уклоны (0,2-0,3 и более), представляет большую селевую опасность, реализация которой напрямую зависит только лишь от интенсивности и продолжительности ливневых осадков [11]. Селевое русло р. Тобиас относится к весьма опасным селевым руслам на горном кластере «Красная Поляна». На момент выполнения обследования (12.08.2022) вода в реке прозрачная, расход водного потока (на уровне 900 м) составляет 170-175 л/с. Здесь на верхней части левого берегового склона расположены грунтовые отвалы - потенциальные источники грязевых селевых масс, состояние хорошее, дренирующая подушка - банкет из карчей и стволов деревьев, весьма устойчива против оползней и оплывин (рис. 1). a б Рис. 1. Натурные исследование по р. Тобиас: a - район проведения исследований; б - крупнообломочные селевые выносы русла ручья Fig. 1. Field research along the river. Tobias: a - research area; б - coarse clastic mudflows of the stream channel a б Рис. 2. Имитационное моделирование устойчивости откосов р. Тобиас: a - метод Можевитинова; б - по соотношению моментов сил Fig. 2. Simulation modeling of the stability of the slopes of the river. Tobias: a - Mozhevitinov method; б - according to the ratio of the moments of forces Русло р. Тобиас, имеющее уклоны > 15° (> 0,27), завалено большими объемами гравийно-галечникового и каменного материала, валунами с размерами до 1,0-1,2 м и более, карчами и стволами поваленных деревьев. Изложенные факторы подтверждают выводы [8, 9, 12] о весьма значительной селеопасности р. Тобиас и неизбежности возникновения здесь в случае обильных ливневых дождей мощного селевого грязе-водо-каменного потока, представляющего серьезную угрозу нижерасположенным Олимпийским объектам. Сход селей сопровождается оползневыми процессами с захватом деревьев и выносами валунов и каменных глыб размерами до 1,5-2,0 м и более. В дальнейшем было проведено имитационное моделирование устойчивости откосов р. Тобиас, самых опасных сочетаний в условиях статических и сейсмических воздействий, для прогнозирования образования селевых потоков (рис. 2). По результатам проведеного имитационного моделирования устойчивости установлено, что коэффициент устойчивости откосов р. Тобиас во всех расчетных створах выше допускаемого [13]. Сейсмические нагрузки снижают значение коэффициента устойчивости, %, в расчетных створах: I-I на 54,3; II-II на 64,3; III-III на 75,6; IV-IV на 71,2; V-V на 49,9; VI-VI на 65,2; VII-VII на 78,4; VIII-VIII на 63,2. Результаты имитационного моделирования показывают, что в условиях возможного негативного воздействия селей при мониторинге селевых бассейнов р. Мзымты недопустимы заторные явления, наиболее опасны для двух расчетных створов VI-VI и VII-VII. Результаты имитационного моделирования свидетельствуют, что в достаточно большом количестве расчетных створов в период прохождения паводка их устойчивость не обеспечена. На основании экспериментальных исследований в натурных условиях установлены эмпирические зависимости профилеформирующих параметров устойчивости откосов р. Тобиас, отвечающие условиям устойчивой работы на сдвиг и опрокидывание от внешних воздействий. Заключение Проведены натурные исследования селевых бассейнов в районе Олимпийских объектов. На трех селевых руслах подтверждены предупреждения Росгидромета (ВГИ) [14-17] о неизбежности воздействия селевых потоков на Олимпийские объекты и их инфраструктуру, в том числе на автодороги по руслам р. Тобиас и ручья Юрмух, на насосную станцию искусственного оснежения по ручью Рудничный. Наиболее селеопасными водотоками на обследованных территориях на сегодняшний день являются: р. Тобиас, р. Рудничный, р. Сумасшедший, р. Юрмух, р. Камбуровский. При этом основными причинами активизации селевых процессов является вырубка лесов и подрезка склонов под канатные дороги и автодороги, сброс грунтовых отвалов в водотоки, концентрация поверхностного стока и др. [18-20]. Выявлено также, что на водосборах рек 1-го, 2-го и 3-го Галионов существуют боковые селевые притоки незначительной мощности. В то же время сами русла указанных рек, вопреки существующим мнениям, не представляют на данный момент какой-либо значительной селевой (не паводковой) опасности для эксплуатации совмещенной дороги. Данное положение может нарушиться в случае крупномасштабных техногенных воздействий на естественные природные ландшафты их водосборных площадей [21, 22]. В настоящее время продолжается интенсивное освоение новых территорий северного склона хребта Аибга, в том числе хребта Юрьев, под строительство новых объектов и их инфраструктуры, что неизбежно приведет к активизации селевых процессов на этих территориях. На основании выполненных натурных исследований предложены рекомендации по снижению селеопасности водотоков. Недопустимость сброса выработанных грунтов скальных пород со строительных площадок на вершине хребта Аибга в водосборный бассейн р. Тобиас. Недопустимость устройства новых отвалов глинистых грунтов (с дорог, горнолыжных трасс и др.) на береговых склонах селевых водотоков [23]. В отдельных случаях возможно складирование отвалов глинистых грунтов в неглубоких балках с устройством специальных противоэрозионных дренирующих оснований. Мероприятия по стабилизации существующих отвалов глинистых грунтов на береговых склонах селевых водотоков (недопустимость дальнейшего наращивания объемов отвалов; перехват и организованный безопасный отвод поверхностных и грунтовых вод, воздействующих на отвалы и их основания; устройство дренируемых подпорных стен, защитных сооружений и т.д.) [24, 25]. Мероприятия по организации перехвата и безопасного отвода поверхностного стока от мест его сосредоточения (полотна профильных и грунтовых дорог, строительных площадок, горнолыжных трасс и др.) в тальвеги русел водотоков. Очистка селевых русел от древесных материалов (стволов деревьев, пней, карчей и т.д.) за исключением крупных стволов поваленных деревьев диаметрами более 0,6-0,8 и длиной 8-10 м и более. Создание на транзитном участке селевого русла сквозных заторно-каскадных противоселевых сооружений из жестких объемно-каркасных элементов в виде свободно уложенных в русло (незакрепленных) металлических решетчатых конструкций. Селепропускное сооружение на конусе выноса р. Тобиас по безопасному выводу селевых и наносоводных потоков под железной и автодорогами в р. Мзымты. Мероприятия по защите оголенных (в результате оползней, эрозионных смывов, нарушения поверхностного почвенного слоя и др.) береговых склонов селевых водотоков от дальнейшего негативного развития поверхностных экзогенно-эрозионных процессов - укрепление специальными сетками, залужение, залесение и т.д. Противоселевое сооружение на конусе выноса Сулимовского ручья по защите территории электрической подстанции «Роза Хутор» от селевого потока. Устройство гладкого односкатного, значительно расширенного и углубленного селепропускного сооружения (вместо существующего) на конусе выноса Сулимовского ручья под автомобильной дорогой вдоль р. Мзымты. Периодическая расчистка селевых выносов перед решетчатой оградой. Устройство большепролетного высотного (вместо существующего) путепровода линии электрокабеля над селевым руслом р. Фермерки. Выполнение односкатного прямолинейного расширенного селепропускного сооружения в гладкой облицовке (вместо существующего).

Об авторах

М. А. Бандурин

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

В. А. Волосухин

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

И. А. Приходько

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

А. А. Руденко

Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 127

PDF (Russian) - 66

Ссылки

• Ссылки не определены.