УДК 551.435.627(571.61)
© 2009 г . М.Н. ГУСЕВ, Ю.В. ПОМИГУЕВ
ОПОЛЗНИ В ДОЛИНЕ НИЖНЕГО ТЕЧЕНИЯ р. ЗЕИ: УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ, ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ И МЕХАНИЗМ СМЕЩЕНИЯ
Введение
Оползнеобразование относится к опасным рельефообразующим процессам [1-3 и др.]. Широкое развитие благоприятных для формирования оползней условий усиливает риск возникновения обусловленных данным явлением чрезвычайных ситуаций и даже геоэкологических катастроф, несущих социальные бедствия и приводящих к большим материальным потерям. Поэтому оползни - объект повышенного внимания со стороны исследователей. Им посвящена обширная научная, учебная и научно-популярная литература. В связи с освоением новых (зачастую труднодоступных) территорий и со все возрастающей антропогенной нагрузкой на природные ландшафты, отмечается активизация данного явления [2]. Поэтому исследования, позволяющие прогнозировать проявление опасных для жизнедеятельности человека природных процессов, приобретают в настоящее время особую важность.
К сожалению, изучению оползневых процессов, их рельефообразующей роли и, в частности, исследованию их влияния на флювиальные процессы на территории Амурской области, должного внимания не уделялось. Имеющиеся материалы по этой проблеме разрозненны и неполны. Проведенная В.С. Петровым и А.Г. Верхотуровым в 2000 г. (фондовые материалы) прогнозная оценка экзогенных, в т.ч. оползневых процессов Амурской области, базируется только на основе изученности (явно недостаточной) их площадного распространения и не рассматривает условия, причины и механизмы развития оползней.
Цель и методы исследований
Цель данной работы - на основе материалов полевых исследований строения оползней, анализа условий их развития в долине нижнего течения Зеи выявить основные причинно-следственные связи в развитии процесса оползания, специфику механизма его проявления и, по возможности, рассчитать количественные показатели перемещаемых оползневых масс, служащих одним из основных источников поступления обломочного материала в реку.
Работа выполнена в ходе изучения современной морфодинамики крупных рек Амурской области [4, 5]. Ее основу составляют результаты собственных полевых геоморфологических исследований в долине Зеи [6], их анализ и синтез с данными по геологическому и гидрогеологическому строению Амуро-Зейской равнины. Картографическую основу работы составили топокарты м-ба 1:25000, 1:100000 и аэрофотоснимки. При этом большое внимание уделено изучению оползней, относящихся к категории крупных [7]. Один из них - Малосазанковский. При его изучении использовались морфологический, морфометрический, инженерно-геологический, топографический (инструментально-полевой) методы исследований. По результатам полевых работ была построена цифровая модель оползня, по которой удалось рассчитать количественные параметры явления.
Общие черты геологического строения и рельефа
В своем среднем и нижнем течении р. Зея дренирует крупнейшую в России межгорную впадину - Амуро-Зейскую, общей площадью более 170 тыс. км2. В структурном плане это плита [8], которая состоит из системы разновеликих блоков (рис. 1), контактирующих между собой по сложно устроенной сети тектонических разломов. По ним происходят современные перемещения отдельных блоков земной коры [9, 10]. Установлено [11, 12], что начало формирования структуры приходится на поздний мел (К2). До раннечетвертичного ^^ времени плита испытывала преимущественно прогибание, и в ее пределах шло накопление осадков, сформировавших плитный чехол. Свой нынешний облик структура приобрела на последующем этапе развития в результате тектонического воздымания территории, начавшегося с конца раннего плейстоцена ^^ [12]. О сравнительно высокой современной тектонической активности территории свидетельствуют частые землетрясения с магнитудой до 5.7-5.9 [10, 13], очаги которых располагаются не только по периферии плиты, но даже в ее внутренних районах. Составляющие плиту тектонические блоки характеризуются повышенной динамичностью. Максимальные скорости вертикальных деформаций достигают 2 мм/ год [10], а горизонтальных - 80 мм/год [14].
Чехол плиты состоит из двух комплексов пород: нижнего, представленного вулка-ногенно-осадочными породами мезозойского возраста (13-К1) и верхнего (собственно плитного), состоящего из рыхлых пород верхнемелового-нижнечетвертичного возраста [8], строение данного комплекса будет рассмотрено ниже. Проявления рассматриваемых оползневых процессов связаны с породами верхнего комплекса.
В рельефе Амуро-Зейской плите соответствует одноименная равнина. Со всех сторон она обрамлена горными сооружениями (рис. 1). Ее поверхность постепенно понижается с СЗ на ЮВ от 400-450 м (с отдельными сопочными массивами до 600700 м) до 180-250 м.
Современный облик равнины во многом связан с общим тектоническим воздыма-нием территории, сменившим ее погружение в плиоцен-раннечетвертичное время. Поэтому подавляющая часть ее поверхности в настоящее время развивается в условиях преобладания процессов денудации. Дренирующие ее крупные водотоки обладают повышенной эрозионной активностью [4, 11]. В их пределах развит комплекс из 3-4 надпойменных террас. Крупнейшие водотоки (Амур, Зея, Селемджа) за это время врезались в подстилающие породы на глубину до 100-130 м [4, 11], вскрывая в бортах долин отложения чехла плитного комплекса.
Такие обнажения наиболее широко отмечаются в долине нижнего течения Зеи (последние 150 км) в пределах ее правого борта, который зачастую представлен крутым (15-30°) и высоким (до 80-120 м) оползневым склоном (рис. 2). Резко асимметричный поперечный профиль речной долины в пределах рассматриваемого отрезка реки обусловлен преобладающим (устойчивым) правосторонним смещением водотока на протяжении всей истории ее формирования.
Общая характеристика литологических условий и подземных вод
Долина Зеи наследует зону древнего тектонического уступа северо-восточного простирания, вдоль которого фундамент плиты испытал высокоамплитудные смещения: к западу от него мощность рыхлого чехла не превышает 500 м, к востоку возрастает до 2, а местами и до 3 км [15, 16] (рис. 1). Приподнятая часть уступа располагается в пределах правобережья Зеи, к которому приурочены оползневые склоны (рис. 2).
Наиболее представительные сведения о строении плитного комплекса приводятся на государственных геологических картах и в объяснительных записках к ним [17, 18 и др.]. В составе рыхлого чехла правобережья наибольшее развитие получил оли-гоцен-нижнечетвертичный (Pg3-Q1) комплекс пород, объединенных в зейскую серию общей мощностью до 280 м [11]. Она вскрывается в береговых уступах бортов долин
126°
128°
25 0 25км
130°
'.».".•А
— б 1 ) 5 # а 4
а 6
А 0 0.5 1.0 2.0 3.0 Более
Рис. 1. Комплексная схема распространения рыхлого покрова, основных разломов и эпицентров землетрясений на территории Амуро-Зейской межгорной депрессии (по [8, 13, 22]) Область распространения рыхлых образований: 1 - зейской серии (Pg3-Q1) (а - преимущественно аллювиальных, б - преимущественно озерно-болотных), 2 - плейстоценового аллювия Ю2^4) в долинах рек; 3 - глубина залегания фундамента; 4 - эпицентры землетрясений (а - М < < 4.5, б - М = 4.5-5.7); 5 - основные зоны разломов
и
«
5 10
-©115
11
10
0
5 км
Рис. 2. Геоморфологическая схема долины Зеи на участке от устья р. Бол. Пёра до устья р. Томь
1 - русло Зеи; 2 - притоки Зеи; 3 - пойма Зеи и ее притоков; 4 - комплекс надпойменных террас; склоны: 5 - приречные (преимущественно крутые, >10°), 6 - оползневые, 7 - приводораздель-ные (преимущественно пологие, <10°); 8 - линии местных водоразделов; 9 - автотрасса Благовещенск-Свободный; 10 - населенные пункты; 11 - километр судового хода от устья Зеи
крупных и средних рек Амуро-Зейской равнины. В состав зейской серии входят осадки трех свит - бузулинской (Pg3-N11 bz), сазанковской sz) и белогорской (N2-Q1 Ь1), характеристика которых приводится ниже.
Основной источник питания подземных вод территории - атмосферные осадки, сформировавшие в отложениях зейской серии до пяти водоносных горизонтов, нижние из которых могут обладать напором величиной от 20 до 60 м [17-19]. Водовме-щающие породы представлены сравнительно крупным (гравийно-галечным, песчано-гравийным, песчаным) материалом, лежащим на относительно водонепроницаемых глинистых породах.
Грунтовое питание поверхностных водотоков в местах развития оползней определяется водонасыщенностью отложений сазанковской и бузулинской свит. В связи с сильной изменчивостью механического состава пород (частое чередование пачек разного гранулометрического состава) смежные водоносные горизонты местами объединяются в единые образования. Уровни подземных вод в них располагаются на глубинах от первых метров до 30-50 м в пределах речных долин и до 100-135 м в пределах Амуро-Зейского междуречья [19]. Движение подземных вод направлено в сторону русел основных рек.
Фактический материал
Благоприятное сочетание геологических, гидрогеологических и геоморфологических условий развития оползней в долине нижнего (150 км) течения Зеи предопределило тот факт, что поверхность правобережного борта долины формируется преимущественно под воздействием оползневых процессов и сопутствующих им эрозионных, а также осыпных и делювиальных. В результате борт долины приобрел специфический облик резко расчлененной (до 50-70 м относительной высоты) поверхности. Наблюдаются оползневые блоки разных размеров: от нескольких метров в высоту, вдоль и даже поперек простирания склона (развитые в основном в вершинах оврагов) и до целых оползневых массивов, захватывающих склон на всю его длину (до 600-700 м) и протягивающихся вдоль реки на сотни метров. Возраст оползней по сочетанию признаков (их морфологии и морфометрии, геоморфологической приуроченности, характеру и возрасту лесной растительности) различен: от древних (старше 5-8 тыс. лет) до современных (2-30 лет). В настоящее время оползневые процессы наиболее четко проявляют себя там, где русло реки непосредственно сочленяется с бортом долины. Именно к таким мест
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.