Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле  

На правах рукописи

Мальбахов Альберт Вячеславович

РОЛЬ ГОРНЫХ ЛЕДНИКОВ В ФОРМИРОВАНИИ ПРИРОДНЫХ ОПАСНЫХ ЯВЛЕНИЙ НА ПРИМЕРЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАВКАЗА

25.00.23 Ц физическая география и биогеография,

география почв и геохимия ландшафтов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Нальчик - 2012

Работа выполнена в ФГБУ Высокогорный геофизический институт Росгидромета

Научный руководитель:  доктор физико-математических наук,

Хучунаев Бузигит Муссаевич

(ВГИ, г. Нальчик)

Научный консультант:  кандидат геолого-минералогических наук,

Вороков Владимир Хаджисуфович

(ВГИ, г. Нальчик)

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

Калов Ризуан Османович

(КБСХА, г. Нальчик)

доктор географических наук,

Шальнев Виктор Александрович

(СГУ, г. Ставрополь)

Ведущая организация:  Кубанский государственный университет (КубГУ), г. Краснодар

Защита состоится л20 апреля 2012 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д. 327.001.01 при ФГБУ Высокогорный Геофизический Институт Росгидромета по адресу: 360030, КБР, г. Нальчик, пр. Ленина 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке  ФГБУ ВГИ.

Автореферат разослан  л29 февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор физико-математических наук,

профессор  А.В. Шаповалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В условиях изменяющегоcя климата экзогенные процессы в зоне распространения многолетнемеpзлыx поpод и cовpеменного оледенения отличаютcя выcокой динамичноcтью. Высокогорные районы, находящиеся под угрозой потепления, проявляют тенденцию к сдвигам опасных зон, сопровождающихся уменьшением стабильности в покрытых ранее ледниками склонах. Потепление, наблюдающееся ныне на Центральном Кавказе, приводит к деградации ледников и вечной мерзлоты, что вызывает резкую активизацию опасных природных явлений, в том числе и cелевыx процессов. Возpаcтает опасность уничтожения и pазpушения наcеленныx пунктов, инженеpныx cооpужений, увеличиваетcя pиcк для наcеления гоpныx pайонов. Катастрофы крупного масштаба являются тяжелыми трагедиями, поэтому должна применяться гибкая система прогнозирования катастрофических событий и современная технология их предотвращения.

Цель исследования: оценка масштабов распространения, интенсивности проявления опасных природных явлений и процессов, связанных с горным оледенением на территории Центрального Кавказа.

Для достижения поставленной проблемы необходимо было решить следующие основные задачи: 1) изучить региональные физико-географические особенности исследуемой территории, влияющие на распространение ледников и активизацию ОПЯ; 2) определить современное состояние оледенения на Центральном Кавказе; 3) провести районирование нивально-гляциальной зоны с учетом ОПЯ на основе выявленных региональных закономерностей;
4) выбрать на основе проведенного районирования наиболее опасные и характерные участки и дать оценку ОПЯ, развитых на территории Центрального Кавказа для изучения наиболее разрушительных явлений;
5) оценить масштабы распространения опасных природных процессов, связанных с горным оледенением; 6) оценить динамику изменения характеристик ледников Центрального Кавказа, приводящую к катастрофическим последствиям; 7) разработать серию тематических карт для определения масштабов распространения и интенсивности проявления опасных природных явлений для  выбранных эталонных территорий.

Объект исследования: нивально-гляциальная зона высокогорной части Центрального Кавказа.

Предмет исследования: влияние горных ледников на развитие катастрофических опасных природных явлений.

Фактические материалы и методы исследования. Автором был обработан и систематизирован архивный материал ФГБУ УВГИФ за последние 30 лет. В работе были использованы космоснимки на высокогорную часть территории КБР и Северной Осетии.

Основными методами исследования являлись сравнительно-географический, картографический, геоинформационный, а также дистанционный. Для составления комплекта карт использована методика составления Атласа КБР (2000) и Кадастров КБР и СК (2001), а также результаты ландшафтного районирования лавинной деятельности (Кюль Е.В., 2004 г.)

Научная новизна работы. Учтены и дополнены пространственные закономерности в формировании оледенения и ОПЯ. Проведена систематизация условий формирования оледенения и ОПЯ. Предложены принципы проведения районирования нивально-гляциальной зоны с учетом ОПЯ; на их основе сделано районирование в пределах горной части территории КБР. При этом: разработана методика вычисления площади сложных природных объектов на основе топографических карт и натурных измерений, для более точного определения площадей ледников, селевых и речных бассейнов; на основе материалов проведенных автором исследований дана оценка современного состояния оледенения на территории КБР; на примере произошедших катастроф (гляциальный сель, р. Герхажан-Су, 2000 г., Кармадонская катастрофа и.т.д.) проведена оценка роли оледенения в формировании катастрофических ОПЯ.

Практическая значимость работы. Собранная в текстовой, графической и картографической формах информация о проявлении наиболее опасных и разрушительных явлений на территории Центрального Кавказа, позволяет представить масштабы и степень угрозы как для населения, так и инфраструктуры, и может быть использована как в работе специалистов профильных институтов, так и Управления по ГО и ЧС КБР. Уникальный фотоматериал может быть использован как научно-исследовательскими и проектными организациями, так и в образовательной сфере.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Региональные физико-географические особенности исследуемой территории, влияющие на оледенение и активизацию ОПЯ.
2. Результаты сравнительного анализа динамики процессов происходящих в горных ледниках на исследуемой территории.

Апробации работы и публикации. Работа была представлена на двух международных конференциях: Всероссийской Конференции по селям, г. Пятигорск,  2008 год; Международная школа-семинар в системе физики, г. Москва, 2010 год, а также на рабочих совещаниях и семинарах отдела активных воздействий Высокогорного геофизического института. Положения диссертации отражены в 7 публикациях.

ичный вклад автора. В основу данной работы положен фактический материал, собранный как лично автором, так и при его участии в составе исследовательских групп. Автором были проведены полевые исследования за период  2007  -2011 гг. Был собран материал по трем объектам: бассейну Герхожан-Су, комплексу озер Башкара и району УКармадонскойФ катастрофы - на основе которого был проведен анализ физико-географических условий района исследований и выявлен ряд пространственно-временных закономерностей формирования ледников и опасных природных явлений,  связанными с ними. По результатам этих исследований автором было проведено районирование нивально-гляциальной зоны с учетом ОПЯ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, приложений, а также перечня использованной литературы, содержащей 222 наименования. Работа содержит 179 страниц, из них 18 страниц составляет список литературы, 7 стр. - приложения. В работе приведены 4 карты, 18 таблиц и 24 рисунка.

Автор глубоко благодарен своему научному руководителю - доктору физико-математических наук Хучунаеву Б.М., научному консультанту - кандидату геолого-минералогических наук Ворокову В.Х., а также своим соавторам и консультантам, Керимову А.М., Макитовой Д.Д., Кюль Е.В., за оказанную научно-методическую и консультационную помощь.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, формулируются цели и задачи диссертационной работы, характеризуются теоритические и методологические основы, объект и предмет исследования, раскрывается научная новизна и практическая значимость полученных результатов, а также представлена апробация работы.

Глава 1. Природно-климатические условия формирования оледенения на Центральном Кавказе

В главе дается физико-географическое описание Центрального Кавказа на основе ряда работ ученых. В разделе 1.1. характеризуются геолого-геоморфологические условия; в разделе 1.2. рассматриваются климатические условия и их влияние на формирование ледников, а также описываются особенности горных климатов. На основании вышеизложенного сделаны следующие выводы: исследуемая территория имеет ряд физико-географических особенностей, влияющих на формирование оледенения; в главе рассмотрены основные условия формирования; Центральный Кавказ, как и вся горная система, имеет очень сложное геологическое строение. Именно сложность и продолжительность формирования геологического строения привело к образованию уникального горного рельефа; наличие ряда геоморфологических особенностей (ассиметричное строение узлов, сужения и расширения, наиболее высокие высотные отметки и наибольшая глубина расчленения), позволяет сформировать УальпийскийФ рельеф, благоприятный для формирования оледенения; по условиям рельефа наиболее благоприятна для развития оледенения высокогорная часть исследуемой территории (северный склон, область распространения высокогорных хребтов); климат является одним из важнейших факторов формирования оледенения. Особенности горного климата заключаются в том, что климатические условия подчинены закону высотно-экспозиционной поясности; основными составляющими климата, влияющие на формирование оледенения являются температура воздуха, солнечная радиация, и осадки. Но при проведении гляциологических исследований необходимо учитывать полный комплекс показаний климата.

Глава 2. Теоретические и методические вопросы проблемы исследований

Во второй главе описаны теоретические и методические вопросы проблемы исследований. В разделе 2.1. характеризуются основные термины. В разделах 2.2-2.3.. систематизируются условия формирования оледенения, рассматриваются вопросы образования ледников и их динамики, выделяются формы ледникового рельефа, морфологические типы ледников (см. рис. 1).

Рисунок 1- Геоморфологическая классификация ледников

В разделе 2.4. систематизируются причины возникновения ОПЯ (рис. 2).

Рисунок 2 - Классификация ОПЯ в гляциальной зоне (по причинам формирования)

В разделе 2.5. рассматриваются принципы районирования нивально-гляциальной зоны с учетом ОПЯ, определения границ оледенения (см. рис. 3).

Рисунок 3 - Таксоны нивально-гляциального районирования

За основу районирования нивально-гляциальной зоны берется ландшафтное районирование, выполненное для оценки лавинной деятельности Кюль Е.В. (2004). Границы таксонов, выделяются по морфоструктурному и высотно-экспозиционному факторам. В пределах зоны с имеющимся современным оледенением  выделяются участки с различными ОПЯ.

В данной главе также приводится авторская методика вычисления площадей сложных природных объектов. Суть метода заключается в том, что кривую ограничивающую искомую площадь разбивают на элементарные дуги. Площадь каждой части фигуры состоит из сегмента и прямоугольного треугольника и вычисляются отдельно. Ниже приводятся формулы для вычисления площадей отсеченных фигур. Площади сегментов вычисляются с использованием радиуса круга кривизны для элементарной кривой. Также используем величину центрального угла между двумя радиусами, опирающимися на концы элементарной кривой.

Средний радиус круга кривизны для элементарной дуги находим по формуле:

R2i = L2i + (Ri - hi)2; (1)                                Ri = ;  (2)

где Ri - средний радиус кривизны элементарной дуги.

Li и hi - катеты вписанного прямоугольного треугольника (АСD)

Значение центрального угла УiФ находим по формуле:

i  = arcsin ; (3)

где Ri - средний радиус кривизны элементарной дуги.

Li и hi - катеты вписанного прямоугольного треугольника (АСD)

Значение центрального угла УiФ (рис. Б) находим по формуле:

Si= ; (4)

где УiФ - центральный угол, опирающийся на элементарную дугу УACФ .

Имея для каждой элементарной дуги значение среднего радиуса кривизны и центрального угла, находим длину элементарной дуги (AC, CBЕ) по формуле:

Fi сегм= - = (Si - Li); (5)

где Si - длина элементарной дуги.

Площадь отсеченной фигуры (ABC), состоящей из площади двух сегментов и двух прямоугольных треугольников, определяется по формуле:

Fi отс= (Si - Li) + + (Si+1 - Li+1) + ;  (6)

В результате получены следующие выводы: сделан анализ по проблеме исследования; проведена систематизация условий формирования оледенения и ОПЯ, связанных с ним; изучены вопросы образования ледников и их динамики: подробно рассмотрены строение ледника, формы ледникового рельефа; дана морфологическая классификация ледников; проведена систематизация причин возникновения ОПЯ. Дана классификация ОПЯ и приледниковых озер; рассмотрены принципы выделения нивально-гляциальной зоны: границы, приведен способ оценки районирования по сезонным колебаниям; предложен метод расчета площади сложных природных объектов, такие как ледники и селевые бассейны; приведены принципы районирования нивально-гляциальной зоны; cоставлена таксономическая система районирования.

Глава 3. Оценка современного состояния оледенения Центрального Кавказа на основе нивально-гляциального районирования с учетом ОПЯ

Третья глава посвящена оценке современного состояния оледенения Центрального Кавказа на основе нивально-гляциального районирования с учетом ОПЯ. В разделе 3.1. данной главы рассматривается общая характеристика оледенения Центрального Кавказа. Автором подробно изучен Эльбрусский ледниковый комплекс (см. табл. 1-3).

Таблица 1

Характеристика Эльбрусского ледникового комплекса

Название	Бассейн реки	Морф. тип	Экспо- зиция	Длина	Площадь	Абс. Высота Языка едника	Абс. Высота Фирн. инии	Абс. Высота высш. точки
ЭЛК	Кубань Малка Баксан	Комплекс	-	-	122,6км2	2480 м	3800 м	5642 м

Таблица 2

Характеристика ледников юго-восточного угла Эльбрусского оледенения

Название	Бассейн реки	Экспо- зиция	Длина	Площадь	Абс. высота языка	Абс. высота фирн. инии	Абс. Высота высш. точки
Ирик	Ирик	Ю.В.	9,8 км	10,5 км2	2610	3550	5610
Малый Азау	Азау	Ю.	8,2 км	3,7 км2	3020	3880	5610
Терскол	Терскол	Ю., Ю.В.	7,2 км	7,7 км2	2925	3700	-
Большой Азау	Азау	Ю.В.	10,2 км	19,6 км2	2480	3800	-

Таблица 3

Изменения высоты окончания высоты языков ледника Эльбруса
(1887-2002 гг.) [221, 79, 149]

Номер едника	Название ледников	Высота окончания языка 1887	Высота окончания языка 1957	Высота окончания языка 1987	Высота окончания языка 2002
1	Большой Азау	2345	2410	2517	2631
2	Малый Азау	2878	3036	3077	3717
3	Гарабаши	2878	3279	3316	3421
4	Терскол	2624	2933	2990	3012
5	Ирик	2541	2608	2623	-
6	Ирикчат	3115	3193	3222	-
7	Чунгурчатчиран	3015	3150	3182	-
8	Бирджалычиран	3070	3149	3320	-
9	Микельчиран	3190	3252	3262	-
10	Уллумалиендерку	3045	3126	3171	-
11	Уллукол	3193	3340	3363	-
12	Карачаул	3045	3080	3093	-

В разделе 3.2. приведены колебания режима и питания ледников за последнее столетие, изменение размеров оледенения в XX столетии. Приведена динамика сочетания новейших участков ледников (по основным бассейнам рек КБР). По бассейну р. Урух взят ледник Суган, по бассейну р. Черек Безенгийский - ледник Безенги, по бассейну р. Чегем - ледник Башиль, по бассейну р. Баксан - ледник Шхельда, по бассейну р. Малка - ледник Джикаугенкез (см. рис. 4-8; табл. 4-8).

Таблица 4

Параметры ледника Суган

Параметры	Годы наблюдений
	1973	1995
Длина, км	5,4	5,9
Площадь, км2	4,5	6,7
Высота, м: н. точка в. точка	3020 4410	2800 4486

Динамика: C 1973 по 1995 (22 года) наступил на 0,5 км; S> на 2,2 км. По абс. выс. язык спустился на 220 м; вверху ледник поднялся на 76 м.

длина, км  площадь, км2  высота, м (1973, 1995)

Примечание: угроза природной среде.

Рисунок 4 - Динамика ледника Суган

Таблица 5

Параметры ледника Безенги

Параметры	Годы наблюдений
	1973	1995
Длина, км	17,6	13
Площадь, км2	36,2	27
Высота, м: н. точка в. точка	2080 5050	2500 4859

Динамика: C 1973 по 1995 (22 года) отступил на 4,6 км; S< на 3,8 км2; по абс. выс. язык ледника внизу отступил на 20 м, вверху на 61 м.

длина, км  площадь, км2  высота, м (1973, 1995)

Примечание: угроза альплагерю УБезенгиФ; с. Безенги.

Рисунок - 5 Динамика ледника Безенги

Таблица 6

Параметры ледника Башиль

Параметры	Годы наблюдений
	1973	1995
Длина, км	6,5	6
Площадь, км2	7,8	7,2
Высота, м: н. точка в. точка	2500 4150	2420 4300

Динамика: C 1973 по 1995 (22 года) отступил на 0,5 км; S< на 0,6 км2; по абс. выс. язык ледника отступил на 80 м, вверху на 150 м.

длина, км  площадь, км2  высота, м (1973, 1995)

Примечание: угроза турбазе УЧегемФ.

Рисунок 6 - Динамика ледника Башиль

Таблица 7

Параметры ледника Шхельда

Параметры	Годы наблюдений
	1973	1995
Длина, км	9,7	8
Площадь, км2	5,6	9,5
Высота, м: н. точка в. точка	2260 3730	2800 4368

Динамика: C 1973 по 1995 (22 года) отступил на 4,6 км; S< на 3,8 км2; по абс. выс. ледник внизу отступил на 20 м, вверху на 61 м.

длина, км  площадь, км2  высота, м (1973, 1995)

Примечание: угроза альплагерю УШхельдаФ, УАдылсуФ п. Эльбрус.

Рисунок - 7 Динамика ледника Шхельда

Таблица 8

Параметры ледника Джикаугенкез

Параметры	Годы наблюдений
	1986	1995
Длина, км	8	10
Площадь, км2	27,8	29,8
Высота, м: н. точка в. точка	3140 5600	3050 5600

Динамика: C 1973 по 1995 (9 лет) ледник наступил  на 2 км; S> на 2 км2; по абс. выс. язык ледника наступил на 90 м, вверху - без изменений.

длина, км  площадь, км2  высота, м (1986, 1995)

Рисунок 8 - Динамика ледника Джикаугенкез

Также в главе рассмотрено антропогенное загрязнение ледников Центрального Кавказа на примере исследования некоторых образцов ледника Каярта. В разделе 3.3. приводится нивально-гляциальное районирование территории на примере КБР. По результатам нивально-гляциального районирования была составлена карта М 1:200000 (см. рис. 9).

Рис. 9 Нивально-гляциальное районирование территории (на примере КБР)

На ней последовательно выделены согласно таксономической шкале: провинции, области, районы и подрайоны формирования нивально-гляциальных зон с учетом ОПЯ. Причем подрайоны выделялись по видам ОПЯ, которые могут образовываться в данной зоне. Это, в первую очередь, каменно-ледовые обвалы, гляциальные сели и приледниковые озера (сели прорывного генезиса). В результате было установлено, что провинция включает в себя две области (в пределах среднегорно-высокогорной части КБР): область среднегорного рельефа (Скалистый хребет); область высокогорного рельефа (Передовой, Боковой, Главный хребет). В пределах этих областей выделены районы: нивальный, с переменным снежным покровом (Скалистый хребет); нивальный, с постоянным снежным покровом (Передовой хребет); нивально-гляциальный с современным оледенением (Боковой и Главный хребет); нивально-гляциальный с современным оледенением (район г. Эльбрус).

По главе даны следующие выводы: основное оледенение Кавказа сосредоточено на северном его склоне в центральной части; основные типы ледников - каровые, висячие и долинные. Причем с уменьшением площади с уменьшением площади оледенения количество их увеличивается; деградация современного оледенения приводит: к сокращению сложных долинных ледников, распаду ледников вплоть до их полного исчезновения. Основной причиной деградации является изменение климатических условий; деградация оледенения, в свою очередь, приводит к активизации таких ОПЯ, как смешано-ледовые и каменные обвалы, лавины, гляциальные сели и наводнения; по прогнозу такая тенденция будет сохраняться вплоть до 2050г., после чего сокращение площади оледенения прекратиться, оно будет составлять 75-100 км2, с языками ледников на высотах 4000-4200 м; проведенное районирование позволило выявить нам горизонтальную и высотную дифференциации в распределении оледенения; наиболее подвержен катастрофическим ОПЯ район с современным оледенением.

Глава 4. Оценка влияния оледенения на формирование катастрофических селей на территории КБР

В четвертой главе оценивается влияние оледенения на формирование катастрофических селей на территории КБР. Данная глава посвящена влиянию оледенения на формирование катастрофических природных явлений, таких как сели на примере территории КБР. В разделе 4.1. подробно рассмотрена история изучения селевой обстановки. В разделе 4.2. дана характеристика бассейна Герхожан-Су: условия селеформирования, геоморфологическое районирование селевого бассейна. При формировании и прохождении гляциального селя мы выделили пять основных зон: 1) зона зарождения селя; 2) зона транзита селевой массы; 3) зона транзита селевой массы с боковой эрозией и частичной аккумуляцией; 4) зона аккумуляции крупнообломочного материала; 5) зона конуса выноса. За последние 60 лет ледник Каярта претерпел значительные изменения, о чем свидетельствует сравнительная характеристика фото и аэроснимков. Конец ледника Западная Каярта отступил примерно на 360 м, Boсточная Каярта - на 310 м. Западный ледник сократился еще и по ширине за счет превращения краевых потоков льда в массивы мертвых льдов. Вследствие значительного сокращения мощности льда ледник Западная Каярта обнажились участки коренных ригелей. В дальнейшем деградация ледника Западная Каярта усилится и из-под него освободятся новые площади свежих морен. В период абляции будут обнажаться новые площади скальных участков на стенках цирка, за счет чего увеличится поступление обломочного материала на ледник. В Можно сделать выводы: процесс деградации ледника приведет к образованию озер на пологих участках мертвых льдов; часть льда из цирка Западная Каярта перетекает в сторону ледника Восточная Каярта (последний даже улучшил свой баланс и даже на некоторых участках ширина ледника увеличилась); деградация ледника приведет к тому, что увеличится доля твердого материала в общем объеме льда. При этом в периоды максимальной абляции потоки с ледника Западная Каярта почти всегда насыщены мелкоземом и будут приобретать характер наносоводных потоков. В летний период 2010 г. автором в составе групп со специалистами ВГИ были проведены маршрутные обследования в бассейне р. Каярта-Су, в ходе которых обращалось внимание на инженерно-геологические, гидрологические особенности в очагах селеобразования, в зоне транзита, перигляциальной зоне, на конусе выноса, на склонах, прилегающих к селеопасным участкам. Были установлены следующие закономерности. В верховьях р. Каярта-Су на моренном комплексе прослеживаются последствия прохождения микроселей на зандровое поле восточного ледника Каярта. Ниже селевого каньона, прорезающего моренную гряду, в аккумуляционной зоне прослеживается накопление селевого материала в результате схода микроселей, регулярно формирующихся в приледниковой зоне ежегодно в теплый период (июль - август) при благоприятных метеопараметрах: температурном режиме и осадках. В зоне транзита на участке между верхним и средним гранитными ущельями продолжается процесс выполаживания бортов долины. В районе среднего гранитного ущелья по правому борту р.аКаярта-Су после схода селя в 2000аг. наблюдается активизация оползневого массива, обрушение которого может привести к последующему перекрытию русла реки. Исходя из того, что часть города Тырныауз расположена на конусе выноса реки Герхожан-Су, селевая активность которой сохраняется в течение длительного времени, а масштабы катастроф являются крупнейшими на Северном Кавказе, имеется научная потребность в проведении регулярных обследований в селевом бассейне Герхожан-Су. Тем более, что на ближайшие десятилетия тенденция к глобальному потеплению и изменению в циркуляции атмосферы будет сохраняться. А это, в свою очередь, приведет к деградации оледенения и формированию катастрофических селей. Таким образом, можно сделать основной вывод, что по нашему прогнозу в будущем для селевого бассейна Герхожан-Су будут сохраняться условия для формирования гляциальных селей. Более того, если сохранится тенденция деградации ледников Каярта, то к существующему механизму образования селей может добавиться прорывной озерный тип. Таким образом, можно сделать следующие выводы: очаг зарождения селей находится в районе ледника Каярта; основной транзит селевой массы проходит по моренным образованиям; причинами схода селей очень часто являются аномальные температуры, приводящие к резкому таянью льда, в том числе и погребенного. В разделе 4.3. подробно рассмотрена роль приледниковых озер в формировании прорывных катастрофических селей на примере селевого бассейна Адыл-Cу. Дан сравнительный анализ формирования прорывных селей по результатам обследований озера Башкара и озер на Северо-Восточном склоне Эльбруса. В главе дана физико-географическая характеристика основных селеопасных озер на Центральном Кавказе, описаны климатические условия образования приледниковых озер на примере оз. Башкара и дан сравнительный анализ формирования прорывных селей по результатам обследований оз. Башкара и озер на Северо-Восточном склоне Эльбруса. Практически все приледниковые озера Центрального Кавказа расположены в бассейне реки Терек. Преобладание приледниковых озер в бассейне р. Баксан с одной стороны объясняется общим сокращением площади оледенения на Большом Кавказе (распадом крупных ледников на более мелкие и образованием приледниковых озер). С другой стороны, в бассейнах Лабы, Зеленчука и Теберды в настоящее время преобладают собственно ледниковые озера, другими словами водоемы, образованные вследствие деятельности нивально-гляциальных процессов. Орографическая привязка приледниковых озер ограничивается Главным, Боковым и Передовым хребтами. Наибольшее количество озер сосредоточено в пределах Главного и Бокового хребтов, что согласуется с общими закономерностями распределения горных озер в пределах Большого Кавказа. В результате исследований удалось выявить ряд зависимостей (см. рис. 10). Существует зависимость между высотой и изменениями температуры воды верхнего слоя озерного водоема. В зависимости от температуры воды в приледниковом озере могут значительно активизироваться термокарстовые процессы. Зависимость между температурой воздуха и уровнем озера более сложная. С ростом температуры воздуха в начале лета происходит таяние снежного покрова, вследствие чего уровень озера повышается.

Рисунок 10 - График среднесуточной температуры воздуха, осадки и уровень воды в озере Башкара в июле - сентябре 2004 года.

В ходе исследований 2010 г. были детально изучены селеопасные Башкаринские озера. В ходе исследования их динамики был зафиксирован рост площади и объема озер в период с 1991 по 2001 г. Начиная с 2001 уровень озера стабилизировался. Однако за последние 20 лет произошли существенные изменения, и ледово-каменный вал, который многие годы стабильно удерживал озеро, стал активно разрушаться. Деградация горного ледника Башкара несет опасность для всей долины Адыл-Су. На сегодняшний день запасы воды в озере Башкара и нижних озерах достигает приблизительно 900 тыс.м3. При сходе нового селя, пострадает инфраструктура всей долины, будут смыты мосты и участки федеральной трассы в долине реки Баксан, ЛЭП и газопровод, а также частично объекты в поселке Эльбрус и Нейтрино. Возможны человеческие жертвы. По прогнозу автора озеро Башкара останется стабильным еще по крайней мере 5 лет. Несмотря на относительную стабильность озерного комплекса Башкара, наблюдающиеся у нижнего края ледника Башкара явления - активное разрастание озера Лапа, формирование термокарстового провала и более мелких термокарстовых понижений, уменьшение ширины перемычки между верхним и нижними озерами, скорее всего, создадут предпосылки для возможного прорыва озера в ближайшем будущем.

По главе даны следующие выводы: изучением селевых явлений занимаются ученные в течение полутора столетий, причем селеклиматическими в последние 50 лет; установлено, что Центральный Кавказ это регион с достаточно высокой степенью селевой опасности. Причем исходя из высотных отметок (до 5000 м и выше) здесь преобладают катастрофические сели; оледенение играет большую роль в формировании катастрофических селей, в т.ч. и прорывного характера; результат исследований двух эталонных селевых бассейнов - Герхожан-Су и Адыл-Су подтверждают прогнозы о том, что в ближайшее время здесь будут сохраняться условия для формирования гляциальных селей. Более того, за счет деградации оледенения может преобладать прорывной озерный тип, что повышает угрозу НХО; авторская методика расчета сложных природных площадей позволяет оценить уровень деградации оледенения (в % отношении); несмотря на хорошую изученность районов исследований, четкой картины, характеризующей процессы формирования гляциальных селей в ледниково-моренных комплексах из-за их многофакторности, нет.

Глава 5. Оценка влияния оледенения на образование ледниковых катастроф

В пятой главе дается оценка влияния оледенения на образование ледниковых катастроф. В разделе 5.1. рассмотрены пульсирующие ледники как причины образования снежно-ледовых обвалов на примере ледника Колка (РСО). В разделе 5.2. показаны последствия "Кармадонской" катастрофы; рассмотрены основные факторы обрушения ледника Колка и дана оценка последствий ледниковой катастрофы и прогноз схода ОПЯ (см. рис. 11).

Рисунок 11- Cхема Геналдонской долины

По результатам проведенного в 2010 г. мониторинга было установлено: в районе обвала в настоящее время происходят небольшие ледниковые и скальные обвалы, снежные лавины, постепенно заполняющие выемку, возникшую после обвала на леднике Колка; язык ледника заполняется снегом, льдом и обломками пород и продвинулся вниз примерно на 150 м.; в нижней части склона летом отмечаются частые микросели; через 18-20 лет можно ожидать, что Колка восстановит свои прежние линейные размеры.

В заключении подведены итоги выполненных исследований. Данная диссертационная работа, доказала актуальность и нарастающую остроту проблемы влияния ледников на формирование природных катастрофических явлений на Центральном Кавказе. На основе анализа природно-климатических условий на территории КБР были определены пространственные закономерности в формировании и распределении как оледенения, так и связанных с ним ОПЯ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Было установлено, что и геолого-геоморфологические и климатические особенности территории (уникальный горный рельеф, горный климат) благоприятны для развития оледенения. По результатам проведенных автором исследований была дана оценка современного состояния оледенения (на примере высокогорной части КБР). Для этого был решен ряд теоретических и методических вопросов: составлены классификации типов ледников, ОПЯ, связанных с оледенением; разработаны схема и таксоны ландшафтно-геоморфологического районирования нивально-гляциальной зоны с учетом ОПЯ; при этом апробированы: способ оценки деградации ледников по сезонным колебаниям; метод расчета площади природных объектов сложной формы. На сегодняшний день состояние ледников свидетельствует об активизации процесса таяния. Показана деградация внешней формы ледников, что подтверждается также появлением новых гляциальных озер на склонах Центрального Кавказа, причем в тех местах, где раньше их не было. На основе районирования установлено, что деградация оледенения приводит, с одной стороны, к уменьшению площади и увеличению каровых и висячих ледников, с другой стороны, к активации ОПЯ. Причем, эта тенденция сильно будет проявляться в высокогорных районах, и будет сохраняться вплоть до 2025 г.

2. Были детально исследованы три района на территории Центрального Кавказа: КБР, долина Герхожан-Су. Сели гляциального генезиса; КБР, Адыл-Су. Озёра гляциального генезиса; РСО-Алания, Геналдонская долина, последствия катастрофического схода ледника Колка. Установлено, что климатические условия бассейна р. Герхожан-Су определяются, во-первых, его географическим положением в зоне "дождевой тени" Северного склона Центрального Кавказа, климат которого слагается под воздействием циркуляционных процессов южной зоны умеренных широт; во-вторых, принадлежностью бассейна к высокогорной климатической области. За последние 60 лет ледник Каярта претерпел значительные изменения, в связи с изменяющимся климатом, о чем свидетельствует сравнительный анализ характеристик фото- и аэроснимков. Результаты обследования следов селя 2000 года показали, что селевой процесс может начинаться и на участках самих языков ледников. Показано, что в будущем, для долины Герхожан-Су будут сохраняться условия для формирования гляциальных селей. Более того, к существующему механизму образования селей добавиться прорывной озерный тип. Установлено, что на данный момент, ложе озера Башкара стабильно. В 2003 г. летние и осенние уровни воды оз. Башкара повысились на 0,5 м относительно 1999-2002 гг., наблюдался также наибольший прирост объема оз. Лапа. Показано, что в 2004-2010 гг. наблюдалась тенденция дальнейшего повышения уровней воды в оз. Башкара в летний период. В результате уровни воды на 1 м превышали аналогичные за 1999-2002 годы. Установлено, что на исследуемой территории образование приледниковых озерных котловин обусловлено сочетанием морфолитологических, морфолитодинамических, климатических и гляцио-геоморфологических условий. Определяющими являются климатические условия (распределение осадков и температуры). Установлено, что преждевременный срыв ледника Колка и колоссальный масштаб катастрофы были спровоцированы целым комплексом факторов: повышением температуры воздуха в течение нескольких лет и прогревом ледово-фирновых масс, длительными ледовыми обвалами, а также активизацией вулканической деятельности на Центральном Кавказе. Показано, что увеличение языка ледника Колка происходит за счет накопления снега, фирна, льда и обломков горных пород. Установлено, что идет вытаивание обломков льда из завального тела выше Кармадонских ворот. Объем завала уменьшился примерно на 2/3. Река Геналдон проделала русло по поверхности завала, а также образовался поверхностный сток из озера Саниба. Объем воды в озере Саниба существенно уменьшился и ее уровень стабилизировался, что исключает опасность прорыва воды из озера в будущем. Показано, что селевые отложения ниже Кармадонских ворот уплотняются, их поверхность зарастает, однако существует опасность их частичного размыва при паводках. В связи с проведенными исследованиями можно сделать основной вывод, что изменение климата в рассматриваемом районе может привести к увеличению числа негативных явлений в горной и предгорной части: появлению новых ледниковых озер, новых селевых очагов и к новым гляциальным обвалам. По результатам трех районов можно сделать основной вывод, что тенденция к увеличению ОПЯ, связанных с деградацией оледенения, в ближайшие десять лет будет сохраняться и даже увеличиваться. При этом воздействия ОПЯ на народно-хозяйственные объекты будет тоже расти. Поэтому необходимо продолжить начатые наблюдения за динамикой оледенения в горных районах. Это является актуальным еще и в связи с бурным освоением горных районов.

Публикации по теме диссертации

Публикации в изданиях рекомендованных ВАК РФ:

1. Вороков В.Х., Мальбахов А.В. Методика и примеры вычисления сложных площадей природных объектов, изображенных в масштабе на чертежах // Известия Высших Учебных Заведений. Северо-Кавказский регион. - 2010. С. 32-35;

Публикации в других изданиях:

2. Вороков В.Х.,  Камбиев М.М., Мальбахов А.В., Машуков Х.М., Юрицын П.А. Метод и устройство для определения опасности развития паводковых и селевых потоков на реках // Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита. Труды Международной конференции. Пятигорск, Россия, 22-29 сентября 2008.- C.210-213;
3. Банников А.А., Вороков В.Х.,  Камбиев М.М., Мальбахов А.В., Машуков Х.М. Результаты ежегодного обследования наиболее опасных участков вдоль пути следования ледово-каменной массы вдоль обвала ледника Колка в 2002 году // Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита. Труды Международной конференции. Пятигорск, Россия, 22-29 сентября 2008.- C.323-326;
4. Вороков В.Х., Калов Р.Х., Мальбахов А.В. Формулы для вычисления эффективного и контролирующего диаметров сыпучего грунта и определение его неоднородности без построения интегральных кривых // Материалы международной научно-практической конференции. УСовременные проблемы теории и практики инновационного развития АПКФ посвященной 30-летию КБГСХА им. В.М. Кокова 12-14 октября 2011 года.- С.395-397;
5. Макитова Д.Д., Ткачев В.В., Атовмян Л.О., Мэри Исаак, Найяр В.У., Мальбахов А.В. Кристаллическая структура и соответствующие Раман- и ИК-спектральные характеристики кристаллогидрата LiNa3(MoO4)26H2O // Совещания заведующих кафедрами физики. Тезисы докладов. Москва. 2009г.- С. 218-220.;
6. Макитова Д.Д., Красочка О.Н., Мальбахов А.В. Кристаллическая структура некоторых кристаллогидратов молибдена // Международная школа-семинар ЕваАзЭС по физике. Тезисы докладов. Москва. 2010г.-  С. 212-214.;
7. Макитова Д.Д., Красочка О.Н., Мальбахов А.В. Анионные фрагменты кристаллогидрата молибдена // Материалы Всероссийской научно-практической конференции: Наука. Технологии. Инновации. Черноголовка, сентябрь 2010 г.- С.115-118

  Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по земле