CC BY
78
УДК [551.311:631.459.25] :551.435.122(282.247.41 +282.247.418.4)
Ж. В. Калашник
ОБ АКТИВИЗАЦИИ ЭКЗОГЕННЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРЕДЕЛАХ ВОЛГО-АХТУБИНСКОЙ ПОЙМЫ
Волго-Ахтубинская пойма, выполненная рыхлыми отложениями, является мощным коллектором пресных или слабоминерализованных подземных вод. В её пределах широко развиты многие виды экзогенных геологических процессов - речная и овражная эрозия, оползневые и эоловые процессы. Наблюдения за развитием современных геологических процессов на изучаемой территории, ведущиеся с 1945 г., позволили накопить определенную информацию по факторам и динамике развития геологических и инженерно-геологических процессов.
Эрозионные процессы в пределах поймы и дельты р. Волги представлены речной и боковой эрозией. Речная эрозия распространена на эрозионных склонах от границы с Волгоградской областью до дельты р. Волги. В 2003-2005 гг. наиболее активно речная эрозия проявилась на участках сел Никольское, Владимировка, Замьяны и поселка Петропавловка. Исторически сложилось, что в селах Астраханской области большинство промышленных зданий, жилых построек, дорог расположено по берегам рек и водотоков Волго-Ахтубинской поймы или в непосредственной близости от них. Проявление современных геологических процессов создает угрозу для нормального функционирования инфраструктуры сел, хозяйственной деятельности человека. У села Никольское бровка коренного берега р. Волги продвинулась в районе консервного завода от 30 до 40 м и вплотную подошла к автомобильной дороге (2003 г.). Процесс активизируется вблизи территории бывшей нефтебазы, полигона бытовых отходов [1].
У села Владимировка (2003 г.), расположенного у излучины основного притока р. Волги -протоки Енотаевка, в результате русловой эрозии обрушилась бровка коренного берега р. Волги шириной 4,5 м и длиной 20 м. Коренные берега на излучине р. Волги (село Замьяны) высотой от 2,0 до 2,5 м, укрепленные дамбой, частично разрушаются в послепаводковый период. Бровка берега отступила на 4-6 м.
Интенсивность береговой эрозии напрямую связана с полноводностью реки и скоростью ее течения. С наибольшей активностью проявляется эрозионный процесс на участках берега, представляющих собой излучины, а также в местах прижатого к берегу течения. Он выражается, главным образом, в образовании длинных продольных трещин вдоль бровки уступа, в подмыве и обрушении коренного берега. Процесс носит циклический характер: подмыв берега продолжается до тех пор, пока в результате его обрушения не образуется обширная отмель, гасящая энергию реки. После того как отмель будет разрушена, обрушение коренного берега возобновляется. Береговые склоны р. Волги сложены легкоразмываемыми породами: правый берег - рыхлыми отложениями хвалынского возраста, левый (Волго-Ахтубинская пойма) - современными аллювиальными песками, супесями, суглинками, что способствует развитию эрозионных процессов.
Ледовый режим также оказывает влияние на процессы речной эрозии. В период ледостава воздействие водного потока на основание берегового уступа отсутствует, но при наступлении ледохода процесс разрушения берега возобновляется. В период паводка, под действием отклоняющей силы вращения Земли, наблюдается подмыв и перемещение правого берега р. Волги в западном направлении (например, в районе села Замьяны) на 1-2 м. Насыщение водой и осушение пород при прохождении весеннего паводка способствует усилению эрозионных процессов. По данным института НижневолжскТИСИЗ, боковой эрозии подвержены берега в районе сел Барановка, Замьяны, Растопуловка, Черемуха, Разночиновка, Нижнелебяжье и поселка Петропавловка. Так, в результате изменения водного режима реки в селе Растопуловка за 6-7 лет было размыто 50 м берега, произошла деформация берега. В селе Разночиновка наблюдалось изменение береговой линии, а в селе Нижнелебяжье с 1967 по 1980 г. берег отступил на 20-25 м [2].
На отдельных участках эрозионный процесс протекает одновременно с оползневыми процессами (села Ветлянка, Владимировка), с овражной эрозией (села Копановка, Никольское). Причиной образования оврагов является увлажненность грунтов, наибольшая скорость увлажнения наблюдается в весенний период. Образованию оврагов способствует также интенсивный полив садов.
Гидрографическая сеть Волго-Ахтубинской поймы производит значительный размыв и переотложение размытого материала. По данным института «Гидропроект» наблюдаются следующие закономерности переформирования рельефа Волго-Ахтубинской поймы и в прирусловой части: на вогнутых участках берега р. Волги идет размыв аллювиальных отложений, интенсивность которого составляет 20-25 м в год, при этом материал, размытый в одном месте, пере-откладывается в другом месте, образуя косы, острова. В приречной части поймы переработка рельефа влечет за собой образование новых проток, ериков, превращение полуостровов в острова и наоборот.
Размыв берегов в большинстве случаев влечет за собой активизацию гравитационных процессов на правом берегу: обвалы, осыпи. Береговые склоны сложены, в основном, легкораз-мываемыми породами - суглинками, супесями, песками. По результатам инженерногеологического обследования на правобережье р. Волги выделяются два эрозионных типа переработки берега. Первый тип - обвально-осыпной - характерен для берегов с высоким крутым уступом высотой от 5 до 18 м и отличается отсутствием береговой полосы (это наиболее сильно размываемые берега участков сел Черный Яр, Никольское, Ветлянка). Второй тип - эрозионно-осыпной, характерен для уступов высотой от 1,5 до 5 м, отличается появлением широких пляжей (районы сел Копановка, Владимировка, Замьяны, поселка Петропавловка).
Возникновение и проявление современных геологических и инженерно-геологических процессов с 50-х гг. ХХ в. до настоящего времени обусловлены не только структурногеологическим строением данной территории, историей его геологического развития, климатическими и гидрометеорологическими факторами, но и интенсивностью техногенных процессов, протекающих на данной территории. Основными видами техногенного воздействия в пределах южной части Волго-Ахтубинской поймы и дельты р. Волги являются: водоотбор подземных и поверхностных вод для промышленно-бытового использования, проведение сельскохозяйственных работ и разработка сельскохозяйственных угодий (распашка, обвалование, орошение), мелиорация земель, а в последние время - строительство объектов нефтегазовой отрасли и производство горно-буровых работ. Территории населённых пунктов, расположенных по берегам рек Волга, Ахтуба, Бузан, в период застройки снивелированы, их почвенный покров деградировал. Прилегающая к населённым пунктам территория, а также склоны и берега рек часто бывают замусорены бытовыми отходами и строительным мусором. В местах, где растительность полностью уничтожена, широко развиваются участки плоскостного сноса.
В результате активной техногенной деятельности произошла планация рельефа, образование новых техногенных участков рельефа, и, как следствие, более 50 % площади поймы и северной части дельты утратили свой первоначальный облик, который они имели в 50-е гг. XX в.
В условиях техногенной нагрузки возрастает роль антропогенного фактора, который изменяет естественный ход рельефообразования и способствует возникновению новых природно-техногенных экзогенных геологических процессов, не наблюдавшихся на данном участке до начала интенсивной хозяйственной деятельности человека.
В пределах поймы и дельты наблюдается активизация эоловых процессов, процессов засоления и подтопления территории. В районе села Нижнелебяжье наблюдается процесс развевания песков, в результате чего образуются бугристые пески, барханы. Пески эолового происхождения, мощностью 5-10 м, подстилаемые песками, глинами и суглинками хвалынского возраста.
В пределах селитебных зон, представленных индивидуальной одноэтажной застройкой, отмечаются участки подтопления территории в результате подъема уровня грунтовых вод, приведшего в аварийное состояние десятки домов вследствие гниения деревянных частей зданий и их последующей деформации. Развитие данных процессов обусловлено неглубоким залеганием грунтовых вод (менее 3 м) и нарушением естественного водного баланса в результате хозяйственной деятельности человека: утечками из водонесущих коммуникаций, прорывами водопроводов, поливом растений на приусадебных участках. Участки подтопления, проявляющиеся в паводковый период, выявлены в районе села Барановка и поселка Петропавловка. Геологическое строение участка села Барановка следующее: пойменные мягкопластичные аллювиальные глины четвертичного возраста мощностью 0,9 м, ниже, до глубины 15 м, залегают аллювиальные пылеватые водонасыщенные пески. Уровень грунтовых вод в паводок располагается на глубине 0,8 м. Причиной является подъем уровня грунтовых вод и изменение водного режима, так же наблюдается переформирование берега и изменение в связи с этим береговой линии. Подъем уровня грунтовых вод может вызвать коррозию металла, однако степень коррозионной активности грунтов низкая. Грунтовые воды по отношению к цементу неагрессивны.
Нередко один процесс провоцирует проявление и активизацию другого процесса, находящегося в состоянии покоя. Так, речная эрозия, распространенная на всем протяжении р. Волги, в большинстве случаев влечет за собой активизацию оползневых процессов. Плоскостные и склоновые процессы активизируются под воздействием перевыпаса скота и активного антропогенного воздействия. На участке бурения скважины 1-я Пойменная прослеживаются эрозионные процессы на берегах ильменей и ериков, однако эти процессы не имеют яркой выраженности. В непосредственной близости от места заложения скважины 1-я Пойменная наблюдаются участки плоскостного стока, лишенные растительности [3].
Большую роль в изменении инженерно-геологических условий поймы и дельты р. Волги сыграло регулирование стока волжских вод водохранилищами. Водохранилища Волжско-Камского каскада позволяют создавать различные варианты водохозяйственных режимов. Гидрологический режим Волго-Ахтубинской поймы в настоящее время определяется сбросами воды через Волгоградскую ГЭС. По данным информационного отчета, объемы сбросов Волгоградской ГЭС за 2003 г. были ниже объемов сбросов за 2002 г. и наращивались постепенно, достигнув максимальной величины - 26 000 м3/с - к 10 мая, но уже к концу мая объемы сбросов составили 16 900 м3/с. В июне объемы сбросов резко уменьшились и во второй декаде составили 6 060 м3/с, что вызвало резкий спад уровня воды в р. Волге и её рукавах в июне - июле. До конца года не наблюдалось резких колебаний уровня по метеостанциям и постам с севера на юг, в декабре начался подъем уровня в реках из-за зимних попусков [4].
Регулирование попусков воды из каскада водохранилищ влияет на уровень обводненности Нижней Волги. Как следствие недостаточной обводненности происходит сокращение площади паводковых разливов, увеличивается площадь незатопляемой суши, количество необвод-няемых водотоков. В настоящее время произошли значительные изменения инженерногеологических условий в западных подстепных ильменях, что связано в первую очередь с изменением их гидрологического режима. Нерегулярное заполнение ильменей речной водой (связанное с величиной пропусков воды из водохранилищ) привело к сильному засолонению наиболее удаленных от реки ильменей; в то же время отчленение дамбами и заполнение пресной водой других привело в них к обильному развитию прибрежной и погруженной растительности.
Природные ландшафты, сформировавшиеся в условиях смены режимов обводнения в период весеннего половодья и обсыхания в межень, чрезвычайно чувствительны к нарушению природного баланса тепла и влаги. Недостаток влаги, в сочетании с широким распространением засоленных грунтов, часто приводит к развитию процессов вторичного засоления почв. Участки подтопления и засоления наблюдаются на орошаемом участке вблизи р. Каралат, села Разночи-новка и др. Изменение влажности влечет за собой просадочные явления в лессовых грунтах, набухание глин, уменьшение прочностных характеристик пород, приводит к интенсивности природных процессов и явлений. На участках распространения легко размываемых и размокае-мых лессовых пород активируется овражная эрозия.
Таким образом, под влиянием природных и техногенных факторов происходит активизация современных геологических процессов, изменение инженерно-геологических условий территории Волго-Ахтубинской поймы. Доминирующим является техногенный фактор, особенно сильно изменяющий геоморфологию и рельеф территории, засоленность почв, химический состав подземных и поверхностных вод. Современные геологические процессы, как природные, так и вызванные инженерной или вообще хозяйственной деятельностью человека, влияют на выбор места для строительства, конструкцию сооружения и методы производства строительных работ, поэтому их изучение и дальнейший мониторинг необходимы для успешного проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мониторинг экзогенных геологических процессов на территории Астраханской области в 2004 г.: информ. отчет. - Кн. 1. - Текст и текстовые приложения / Приволжская гидрогеологическая экспедиция. - Астрахань, 2005.
2. Отчет по инженерно-геологическим, гидрогеологическим почвенно-мелиоративным изысканиям. Технико-экономический расчет инженерной защиты г. Астрахани от подтопления. Т. I, кн. 2 (Сбор и систематизация материалов): договор № 1018443-92460-00.00-ИИ.0Т / Астрахангипроводхоз. -Астрахань, 1989.
3. Отчет по комплексным инженерным изысканиям (инженерно-геологические, инженерноэкологические и гидрометеорологические). Площадка строительства поисковой скважины 1-я Приморская (новая) ОАО «Приморьенефтегаз» в Астраханской области по договору 39/02-А-КИИ.0Т / ЗАО «ДАР/ВОДГЕО». - Астрахань, 2002.
4. Водные ресурсы Астраханской области / Территориальный фонд информации по природным ресурсам и охране окружающей среды МПР России по Астраханской области. - Астрахань, 2003.
Статья поступила в редакцию 1.11.2010
ON ACTIVATION OF EXOGENOUS GEOLOGICAL PROCESSES ON THE TERRITORY OF VOLGA-AKHTUBA FLOODPLAIN
Zh. V. Kalashnik
Exogenous geological processes - a river and gully erosion, landslides and aeolian processes are described. The factors of these processes and dynamics of their formation have been revealed. The analysis of the materials of long-term observations suggests that man-made factor along with structural-geological, climatic and hydro-meteorological factors plays an important role in the manifestation of modern geological and geotechnical processes. Monitoring of the negative processes will prevent the development of emergency situations at various kinds of economic activity.
Key words: exogenous geological processes, technogenic factor, the Vol-ga-Akhtuba floodplain, Volga river Delta, monitoring, engineering and geological processes.
