научная статья по теме РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ СЕЛЕАКТИВНОСТИ И СЕЛЕВОЙ ДЕНУДАЦИИ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА Геофизика

Текст научной статьи на тему «РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ СЕЛЕАКТИВНОСТИ И СЕЛЕВОЙ ДЕНУДАЦИИ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА»

Расчет коэффициентов селеактивности и селевой денудации для Центрального Кавказа

Н.В. Кондратьева, О.А. Кумукова

Высокогорный геофизический институт, Нальчик

Статья поступила в редакцию 2 февраля 2007 г. Представлена членом редколлегии Н.И. Осокиным

По данным наблюдений в бассейне р. Баксан рассчитаны коэффициенты селевой активности и селевой денудации для каждого ее селевого притока.

В геологическом отношении горный Кавказ отличается сложностью и разнообразием строения, а также интенсивным проявлением экзогенных геологических процессов, которые причиняют большой ущерб и в значительной мере затрудняют освоение территории. Один из таких наиболее распространенных процессов здесь — это сели.

Главный критерий в оценке селевой опасности горных территорий — селеактивность — параметр, характеризующий, согласно В.Ф. Перову [5], интенсивность развития селевого процесса во времени и в пространстве. Знание селеактивности позволяет оценить возможную селевую опасность конкретного бассейна, а с ней и угрозу расположенным здесь хозяйственным объектам. Несмотря на очевидную важность такой характеристики, в литературе имеются лишь ее оценки для отдельных рек, где проводились стационарные наблюдения. Это связано с трудностью организации постоянных наблюдений и, как следствие, отсутствием большого статистического материала о сходе селей за длительный период [2, 3, 6, 7].

Цель нашей работы заключается в классификации селевых бассейнов по селеактивности, а в дальнейшем в поиске эмпирической зависимости активности селей от комплексного показателя известных морфометри-ческих характеристик селевых бассейнов (площади, уклона, длины русла, высоты истока, наличия ледников). Использование таких зависимостей необходимо на стадии предварительной оценки селеопасности неизученных горных территорий.

Для рек с селевыми явлениями, важно оценить интенсивность селевой активности и величину денудации селевых потоков (т.е. величину среднего условного слоя твердого вещества, перемещенного селями в единицу времени с 1 км2 площади водосбора).

Для оценки селевой активности во времени в пределах одного селевого бассейна используют данные о повторяемости и объеме селевых выносов. Понятие селевая активность впервые было введено С.М. Флейшманом [8] и определяется выражением:

Селевую денудацию можно оценить по формуле, предложенной в [9]:

р = (ЕЮ/т .

I -

¡о

5 хТ

(2)

(1)

Выражение (1) представляет собой отношение суммарного объема селевых выносов (ЕЮ за отрезок времени Т (число лет).

где I — селевая денудация, измеряемая в мм/год; Е Ю пол х 103 — суммарный объем селевых выносов за рассматриваемый период, млн м3; — площадь водосбора реки, км2; Т — время, год.

Анализ временных рядов проявления селей в типичном для Центрального Кавказа бассейне р. Баксан (Кабардино-Балкарская республика) позволил впервые получить количественные характеристики селевой активности и селевой денудации. В табл. 1 приведены данные, собранные с 1953 по 2002 г. И.Б. Сейновой и дополненные нами на основе собственных наблюдений. Эти материалы мы использовали при расчетах селеак-тивности и селевой денудации для различных притоков бассейна р. Баксан. Нумерация селевых притоков в табл. 1 дана согласно каталогу И.Б. Сейновой [1].

Р. Баксан — один из крупнейших селеопасных притоков в системе Терского речного бассейна. Ее истоки — это ледники вулкана Эльбрус (5642 м). Общая площадь водосбора этой реки составляет 6800 км2. Ледники занимают 130 км2, или 1,9% общей площади водосбора [4]. Р. Баксан пересекает систему параллельных хребтов северного склона Кавказа, и на протяжении 100 км принимает 59 селеносных притоков с площадями водосборов от 0,23 до 156,2 км2. За период наблюдений здесь было зафиксировано 503 случая схода селей с единовременными объемами от 1000 до 6 000000 м3. Для каждого селевого притока мы подсчитали суммарный объем выносов для всех случаев схода селей за 50 лет. Его амплитуда составила от 6 тыс. до 11340 млн м3 (см. табл. 1).

Анализ данных табл. 1 показывает, что максимальная активность селей за 50 лет наблюдалась в бассейнах малых и средних высокогорных рек с площадями водосборов от 10 до 100 км2. Максимум активности селей наблюдался в бассейнах рек с оледенением — Герхожан-су, площадь водосбора которой составляет 78 км2, и Адыр-су с площадью водосбора 103 км2, где коэффициенты селеактивности Р оказались равными 286,8 и 145,2 тыс. м3/год, соответственно. В этих же

Таблица 1

Морфометрические характеристики притоков р. Баксан. Расчетные значения коэффициентов селевой активности Р и селевой денудации I

Номер селевого притока по [1] Название водотока Площадь S, км2 Длина реки, км Высота истока, м Средний уклон русла, %о Объем селей, W, тыс.м3 Общий объем за 50 лет, XW тыс. м3 Частота схода селей за 50 лет,п Время наблюдений, Т лет Коэффициенты селевой денудации I, активности Р, мм/г м3/г

2-01 Лампашико 4 3,5 1200 143 10-40 70 4 50 0,4 1400

2-02 Без названия 1 1,5 1-10 11 2 50 0,2 220

2-03 Без названия 1 1,5 1-10 10 1 50 0,2 200

2-04 Кинжал 49 11 2520 93 1-10 12 3 50 <0,1 240

2-05 Тызыл 39 10 2030 96 10-50 70 3 50 <0,1 1400

2-06 Хаюко 7,7 10 10 1 50 <0,1 200

2-07 Без названия 1 1,5 1500 330 1 50 50 50 1 1000

2-08 Без названия 1 10 50 0,2

2-09 Без названия 1 10 160 16 50 0,2 3200

2-10 Без названия 1 1,5 1500 330 1-10 50 5 50 1 1000

2-11 Гижгит (семь) 156,2 50-100 150 2 50 0 3000

2-12 Камыксу 24,2 8,5 3100 250 50-100 140 4 50 0,1 2800

2-13 Малый Мукулан 2 0,6 2500 1150 5-10 245 59 50 2,5 4900

2-14 Большой Мукулан 5,2 4,2 3420 400 10-150 750 28 50 2,9 15000

2-15 Кылдыбашсу 5 4 125 10-20 20 1 50 0,1 400

2-16 Кыртык 125 24 3500 100 100-700 1200 6 50 0,2 24000

2-16(a) Сылтрансу 14,2 6,5 270 100-400 600 3 50 0,8 12000

2-16(6) Джигу ртау 10,8 5,2 400 100-300 600 4 50 1,1 12000

2-17 Кызген 5,7 4,8 3480 430 10-100 170 4 50 0,6 3400

2-18 Губасанты 11,8 5,5 3060 370 50-1000 5050 14 50 8,6 101000

2-19 Без названия 6,4 4 400 50 150 3 50 0,5 3000

2-20,2-21,2-22 Ирик (с притоками) 57 9,8 142 5-150 350 6 50 0,1 7000

2-23 Без названия 1 1 500 1-5 35 10 50 0,7 700

2-24 Без названия 2 1 500 10 10 1 50 0,1 200

2-25 Койсюрюльген 2 2,5 2900 410 10-20 30 2 50 0,3 600

2-26 Без названия 10-20 50 4 50 1000

2-27 Терскол 24,6 8 3300 184 110-500 1950 9 50 1,6 39000

2-28 Гарабаши 11,1 5 3300 300

2-29 Без названия 1 1,5 460

2-30 Азау 54,9 7 2500 60

2-31 Без названия 0,23 1,5 800

2-31 Без названия 0,23 1,5 800

2-32 Донгуз-Орун 31,9 8 3500 93

2-33 Без названия 1 1,5 800

2-34 Нарзанная 6 4 350

2-35 Без названия

2-36 Без названия 1 1,5 700

2-37 Адылсу 98,7 12,8 3120 100

2-38 Сагаевский 2,5 3,2 3000 460

2-39 Джапыртала 5 4,3 3200 500

Андырчи 5,6

2-40 Адырсу (с притоками) 103 18 3120 85

2-40(а) Джа ловчат 7,8 1,7 2770 530

2-40(6) Кумумкол 23,3 4,5 3015 220

2-40(в) Суллуколсу 10,2 4,4 3350 300

2-41 Челмас 5 4 3400 500

2-42 Сабалыксу 11 5,6 3400 360

2-43 Тютюсу 55 13 3500 170

2-44 Герхожансу 78 16 3200 130

2-44(а) Кая рт асу 20 9,5 3050 185

2-44(6) Сакашильсу 36,2 10,3 2900 130

2-45 Мыстыкол 16

2-46 Кестанты 140 20 3200 100

2-47 Без названия 1 1,5 1500 330

2-48 Качкарташ 41,5

2-49 Бедык 19,5 8,9 2020 130

2-50 Брукол 9,6

2-51 Черная вода 5 3,5

2-51 (а) Без названия 3

2-51(6) Без названия 4

50-1000 2200 6 50 4 44000

1-5 6 2 50 0,1 120

100-500 2050 12 50 0,7 41000

1-10 12 9 50 1 240

1-10 12 9 50 1 240

100 100 1 50 0,1 2000

10 80 8 50 1,6 1600

20-50 70 2 50 0,2 1400

50 0,1

1-10 35 6 50 0,7 700

100-3000 3000 6 50 0,6 60000

50-300 600 7 50 4,8 12000

50-500 0 0 50 0 0

10-100 100 0 50 0 0

300-3000 7260 11 50 1,4 145200

10-1360 1440 9 50 3,7 28800

100-1200 3220 8 50 2,8 64400

100-1000 2600 9 50 5,1 52000

10-100 400 7 50 1,6 8000

50-100 450 7 50 0,8 9000

100-500 1790 7 50 0,7 35800

100-6000 11340 11 50 3,7 286800

100-4000 9840 10 50 9,8 196800

1000 1500 2 50 0,8 30000

50-100 450 8 50 0,6 9000

100-500 1200 4 50 0,2 24000

1-10 60 50 50 1,2 1200

10-20 1 50 0,1 400

50-100 700 10 50 0,7 14000

10-50 90 5 50 0,2 1800

10-20 100 20 50 0,4 2000

10 0,5

10 0,5

Материалы гляциологических исследований, вып.103

бассейнах отмечены максимальные единовременные объемы выносов — 6 и 3 млн м3, соответственно. Селевая активность самых малых селеносных рек с площадью водосбора 1 км2 была меньше 1000 м3/год. Расчеты показали, что селеактивность рек в средне- и низкогорных районах на два порядка меньше, чем на реках, расположенных в высокогорье. В среднем коэффициент селевой активности в среднегорье равен 1000 м3/год, и только в бассейне р. Бедык — 14000 м3/год.

Полученные результаты отображены на рис. 1а, где прямой линией показан тренд изменения селеак-тивности Р. Мы рассчитали также коэффициент селевой денудации I, выраженный в мм/год для 1 км2 площади водосбора по каждому селевому притоку р. Баксан (см. табл. 1).

Как показали расчеты, в бассейне р. Баксан уменьшается селевая денудация с увеличением площади водосбора (см. рис. 1б). Это связано с тем, что с ростом общей площади водосбора снижается селеактивная площадь, непосредственно участвующая в формировании твердой составляющей селевого стока. Максимального значения в бассейне р. Баксан коэффициент селевой денудации достигает на реках с площадью водосбора от 10 до 20 км2 и достигает 8,6—9,8 мм/год.

Площадь селевого бассейна S, км^

Рис. 1. График зависимости селевой активности (а) и селевой денудации (б) от площади селевого бассейна. Пояснения в тексте Fig. 1. Graph of mudflow activity (a) and mudflow denudation (б) from the area of mudflow basin. For explanation see text

Наибольший коэффициент селевой денудации равен 9,8 мм/год и отмечен в бассейне р. Каярта, где площадь водосбора равна 20 км2. Это связано с частым прохождением здесь селей (10 раз за 50 лет) и со значительными объемами выноса селевой массы — до 6000 тыс. м3. Р. Каярта — левая составляющая крупного селевого бассейна Герхожан-су.

В активных селевых бассейнах р. Баксан для притоков Герхожан-су с площадью, равной 78 км2, и Адыр-су,

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.

Показать целиком