Мехбалиев М.М., Бакинский Государственный Университет, г. Баку, Азербайджан, e-mail: mexbaliyev@box.az
Landslides within the Agsu Passage, Azerbaijan
Рассматриваются основные причины возникновения оползневых процессов на Ахсуинском перевале. С этой целью с применением ГИС-технологий проведен детальный морфометрический анализ рельефа в районе этого перевала и предложен ряд мер для обеспечения его долгосрочного и безаварийного функционирования.
Целью данной работы является анализ причин активизации оползневых процессов в районе Ахсуинского перевала и выработка рекомендаций для борьбы с ними. Для ее решения нами привлекались возможности технологии геоинформационных систем (ГИС) по моделированию рельефа. Основным преимуществом применения ГИС в морфометрических исследованиях рельефа местности является минимизация кропотливых ручных работ, быстрое построение детальных Цифровых моделей рельефа (ЦМР), автоматизация составления и удобство использования соответствующих карт и обмена ими и другими полученными результатами.
Основными достоинствами ЦМР для анализа рельефа являются: получение морфометрических показателей в любой точке модели с большой точностью в течение короткого промежутка времени и их анализ; создание видеоизображения по любому маршруту; простота обновления информации; возможность конвертации модели из формата ТIN в формат GRID и обратно; значительное упрощение выделения морфометрических районов и т.д.
В нашем исследовании использовалась ЦМР Большого Кавказа в пределах Азербайджанской Республики, построенная с помощью ПО Esri ArcGIS на основе топографической карты масштаба 1:100 000. На ее основе создан прототип морфометрической ГИС по району Ахсуинского перевала, включающей информацию по характеристикам склонов и наблюдавшимся здесь оползням. По собранным в системе данным возможно быстрое создание серии морфометрических карт рельефа: углов наклона, экспозиции склонов, густоты и глубины расчленения, а на их основе – и карт эрозионной опасности, эрозионного расчленения, геодинамической активности и т.д.
Ахсуинский перевал расположен на территории Ахсуинского и Шамахинского районов Азербайджана. Он имеет протяженность 14км и максимальную высоту 902м, пересекая Лянгябизский хребет, растительность здесь представлена лесами и кустарниками. Через него проходит автомобильная трасса Баку-Тбилиси. Ахсуинский перевал является одной из уникальных дорожных территорий Азербайджана. Она была обустроена во второй половине ХХ века, раньше здесь проходила тропа, использовавшаяся в основном для почтовой связи.
Начиная с середины прошлого столетия, дорогу в районе перевала начали повреждать оползни. Вдоль трассы было зарегистрировано свыше 50 оползней различного размера. В 2012 году здесь наблюдалась активизация оползневых процессов. Оползни неоднократно приводили к деформированию подпорных стенок, сползанию основания дороги.
Оползневые склоны здесь в основном состоят из суглинистых пород, а сами оползни относятся к текущему типу. Оползневые явления отличаются сложным генезисом, обусловленным воздействием природных и антропогенных факторов. К первым относятся: боковая эрозия в долинах рек, снижение базиса эрозии, литология слагающих пород, количество и характер выпадения атмосферных осадков, эндогенные процессы, морфометрические характеристики рельефа и т.д.
При прочих «благоприятных» условиях, атмосферные осадки являются основным фактором возникновения оползневых явлений. Оползни чаще всего наблюдаются весной и осенью в период таяния снегов и максимального выпадения осадков. Водная масса пропитывает почвогрунт и накапливается выше нижнего водонепроницаемого слоя толщи. Грунт полностью насыщается водой и превращается в неустойчивую тяжелую массу, подверженную смещению.
Оползневая опасность обусловлена и характером местного рельефа. Достаточно крутые склоны и высокая густота расчленения территории овражно-балочной сетью и речными долинами способствуют легкому проникновению водных масс вглубь пород и их разрыхлению. Необходимо отметить, что оползни, в свою очередь, способствуют развитию овражно-балочной и долинной сети. Расчлененный рельеф более интенсивно разрушается. Таким образом, оползневый процесс постепенно углубляется и интенсифицируется.
Анализ морфометрических данных показывает, что оползни в данном районе приурочены в основном к слонам северной, северо-восточной и северо-западной экспозиции со значительными углами наклона. На склонах южной экспозиции (юг, юго-запад, юго-восток) оползней мало, на таких склонах снег быстро тает, формируя поверхностный сток. Важным условием для возникновения оползневых процессов являются глубина расчленения рельефа (большая разность высот) и углы наклона склонов. Значительная глубина расчленения напрямую коррелирует с величиной углов наклона, при этом устойчивость склона уменьшается и создаются благоприятные условия для активации оползневых процессов.
Немаловажную роль в возникновении оползневых явлений играют и антропогенные факторы. Так, при обустройстве Ахсуинского перевала имела место частая подрезка склонов, при этом рельеф терял свою естественную устойчивость. Кроме того, вдоль дороги расположены многочисленные объекты отдыха. Грязные сливные воды этих объектов проникают в засыпанный почвогрунт, способствуя его перемещению и возникновению оползневых явлений. Нередко нарушаются и инженерно-технические правила постройки дорог и их эксплуатации, что способствует разрушению дороги. В частности, проезд тяжелых грузовиков приводит к разрушению обочин дороги.
Общеизвестно, что леса обеспечивают устойчивость рельефа. Ранее под руководством акад. Г.А. Алиева были произведены посадки лесных полос в целях охраны перевала от камнепадов, оползней, осыпей и т.д. Но, к сожалению, в последние годы наблюдается интенсивная вырубка лесов и кустарников, что привело к нарушению устойчивости рельефа и повышению геодинамической активности склонов.
Помимо этого, в ходе хозяйственной деятельности человек способствует изменению термического и водного режима грунтов, режима подземных вод, влажности почвогрунта и т.д., что в свою очередь способствует возникновению оползней.
Для анализа влияния морфометрических показателей на оползневые процессы нами на основе топографической карты масштаба 1:100000 были составлены карты средних углов наклона, экспозиции, густоты и глубины расчленения склонов района Ахсуинского перевала (междуречье Ахсу и Мирикенда) с общей площадью около 85кв.км (см. рисунки). По ним проведены картометрические работы, дана классификация склонов на ключевом участке по экспозиции, крутизне и расчленению; результаты исследований сведены в таблицы и включены в ГИС.
Рис. 1. Карта средних углов наклона склонов Ахсуинского перевала
Комплексный анализ морфометрических показателей позволяет сказать, что они предопределяют возможность возникновения оползневых процессов, а под влиянием остальных факторов происходят оползни. При хозяйственной деятельности необходимо стремиться к сохранению естественного равновесия с целью обеспечения устойчивости природно-техногенного ландшафта.
|
|
|
Можно выделить следующие основные причины активизации оползневых процессов на Ахсуинском перевале:
- отклонение от инженерно-технических правил и норм строительных работ в горных районах;
- проезд грузовиков, загруженных больше нормы;
- отсутствие регулярного мониторинга состояния перевала и условий его эксплуатации;
- подрезка склонов, незакрепление обочин дорог железобетонными конструкциями и лесными полосами в соответствии с характером местности;
- наличие вдоль главной дороги многих объектов отдыха, полевых стоянок пассажиров, несоблюдение на них природоохранных правил;
- выпадение осадков больше многолетних норм.
Для обеспечения долгосрочного и безаварийного функционирования Ахсуинского перевала мы предлагаем следующее:
- Наладить регулярный комплексный мониторинг (инженерный, технический, экологический, геоморфологический и т.д.) перевала.
- Создать комплексную «ГИС-перевала», собрав в ней все необходимые данные о перевале, составить на ее основе серии тематических карт и вести постоянное отслеживание и анализ складывающейся обстановки на его территории.
Уникальной чертой геоинформационных технологий является предоставляемый ими широкий спектр средств для сбора всех необходимых данных, их хранения, обработки, пространственного анализа, моделирования и визуализации в короткий промежуток времени. Карты, составленные с применением ГИС, можно рассматривать как в комплексе, так и по отдельным слоям, они обеспечивают информационную поддержку при принятии решений, в том числе оперативных.
Рис. 4. Карта глубины расчленения склонов Ахсуинского перевала
Вносимая в ГИС информация об оползнях включает: название, месторасположение, причины и условия возникновения, морфометрические показатели, дату возникновения, повторяемость, наносимый ущерб, меры борьбы и т.д.
На основе проведенных исследований нами предложены мероприятия с целью уменьшения рисков возникновения оползневых процессов в районе Ахсуинского перевала. Они включают выполнение комплекса инженерно-технических, организационных и исследовательских работ. К первым относятся: закрепление обочин специальными конструкциями; создание подпорных стенок прямо на материнской породе; посадка полос деревьев с глубокими корнями вдоль дороги, вокруг оползней и прямо на них; регулирование селевых потоков, образующихся при возникновении оползневых процессов; обозначение оползней на местности; расширение перевала для рекреационной деятельности на природоохранной основе и ограничение сроков его использования для тяжеловесных грузовиков. Вторая и тесно связанная с ней третья группа мероприятий включают: создание комплексной экспедиции с участием специалистов различных специальностей; проведение наблюдений на оползнях с составлением подробного карто-плана районов их распространения, а также каталога оползней перевала с их классификацией (по генезису, механизму, динамике, возрасту и т.д.); комплексное изучение режима и основных закономерностей оползневых процессов, по материалам которого можно подготовить оценку и прогноз устойчивости оползневых склонов с их отображением на картах. На основе полученных результатов целесообразно разработать специальные научно-обоснованные методы использования оползнеопасных территорий и выработать соответствующие рекомендации и нормативы.
