План введения в Материалы конференции


ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК КОМПОНЕНТ БУРЕЙСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА



жүктеу 6.12 Mb.
бет5/32
Дата10.09.2018
өлшемі6.12 Mb.
түріСборник
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК КОМПОНЕНТ БУРЕЙСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

(ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ)
К.П. Караванов

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, Хабаровск
Водные массы любого водохранилища обязательно включают какую-то часть подземных вод (ПВ), так как последние являются частью речного стока. А в зимний период реки переносят только подземные, дренированные с водосбора, воды. Они отличаются и химическим составом, что необходимо учитывать в жизни гидробионтов. Основная водная масса водохранилища формируется за счет паводочных летних вод низкой минерализации и со временем там устанавливается свой гидрохимический режим, отличный от зимних речных водотоков. В зоне контакта речных зимних вод и вод водохранилища обычно возникает гидрохимический барьер, влияющий на жизнь гидробионтов. Минерализация речных вод зимой (то есть это подземные воды) увеличивается в 3–4 раза, увеличивается и содержание элементов в зависимости от литолого-петрографических особенностей водозабора. Значительная часть его сложена гранитоидами, в которых возможна редкометалльная минерализация.

Водосборный бассейн Бурейского водохранилища характеризуется сложными физико-географическими условиями, и это накладывает своеобразные особенности на формирование и распространение подземных вод, что ниже и рассматривается.



Изученность ПВ в пределах водосбора Бурейского водохранилища (площадь его около 65 тыс. км2) остается низкой, хотя геологические исследования здесь ведутся уже более 150 лет. Наиболее полно ПВ изучены в центральной части Буреинской впадины в связи с разведкой каменных углей, строительством шахт, поселков и г. Чегдомын, а также при строительстве железной дороги на участках ст. Известковая–Чегдомын и ст. Солони–Этеркэн (последний представляет собой участок Байкало-Амурской железнодорожной магистрали). К 70-м годам прошлого века основные сведения о подземных водах территории были опубликованы [2, 3, 4, 5]. Сведения о подземных водах в пределах горного обрамления Буреинской впадины были получены при изучении экзогенных геологических процессов, проводившемся сотрудниками бывшей Дальгеологии под руководством Г.Е. Колесникова.

Территория водосбора характеризуется суровыми климатическими условиями, что отрицательно сказывается на формировании ресурсов подземных вод. Среднегодовая температура воздуха отрицательная. Особой суровостью характеризуются горные районы. В пределах Буреинской впадины выпадает осадков 600–800 мм в год, а в горах 900–1 000 мм. Густота речной сети изменяется от 0,40 до 0,90 км/км2. Среднемноголетний годовой расход р. Бурея равен 904 м3/с, а модуль стока составляет 12,8 л/с·км2 (Мордовин, 1996). Распределение стока крайне неравномерное, и величина его за зимний период с декабря по март, когда реки переходят на питание только подземными водами, не превышает 2 %.



Рельеф является важным фактором формирования стока подземных вод. Центральную часть водосбора занимает Буреинская впадина (котловина) с абсолютными отметками 350–400 м, вытянутая в северо-восточном направлении на 300 км, максимальная ширина впадины 75 км. Практически со всех сторон впадина обрамлена горными сооружениями: на западе – хребет Турана с абсолютной высотой до 1 806 м, на севере – хребты Эзоп (до 2 241 м) и Дуссе-Алинь (до 2 175 м), на востоке и юге – различные горные сооружения Буреинского хребта высотой от 890 до 2 167 м.

Геокриологические особенности территории – важнейший фактор формирования ресурсов подземных вод и условий их защищенности от загрязнения. Мерзлотные процессы в регионе изучены удовлетворительно лишь в центральной части бассейна [4, 5].

В связи со строительством Байкало-Амурской железнодорожной магистрали на территорию, прилегающую к ней, была составлена Геокриологическая карта м–ба 1:2 500 000 под редакцией Н.А. Некрасова [1], на которой отображены мощности многолетнемерзлых пород (ММП) и особенности их распространения. В дальнейшем для Северного Приамурья И.В. Поздняков (1990) составил тоже Геокриологическую карту масштаба 1:1 500 000. На ней показаны типы распространения ММП (сплошной, слабопрерывистый и т. д.) и их температура. Общая характеристика геокриологических условий приводится также в работе "Геокриология СССР. Дальний Восток" (1992).

На основании этих работ предлагается геокриологическая схема бассейна р. Бурея, где выделено три района (рис. 1). Первый из них включает преимущественно северную часть бассейна. Это северные отроги хр. Турана, южные склоны хр. Эзоп, южные и западные склоны хр. Дуссе-Алинь и северная часть Буреинского хребта. Район характеризуется преимущественно сплошным (распространение ММП в пределах типа 90–95 %), слабо прерывистым (75–95%) и лишь изредка (по долинам и нижним склонам рек Акишма, Ниман – в верхней части, Прав. Бурея, Лев. Бурея) сильно прерывистым (50–75%) типом распространения ММП с температурой их (типов) соответственно ниже 3,0, –2,0…–3,0, –1,5… –2.0°С. Мощность ММП соответственно составляет 300–500, 100–300 и 50–100 м.


Второй район охватывает центральную часть Буреинского водосбора – бассейн средней части р. Ниман, полностью бассейны рек Нимакан, Умальта, Ургал, Туюн, Солони. Территория характеризуется преобладающим распространением ММП с типами сильно прерывистым (долины и нижние части склонов долин рек) и массивноостровным (25–50 % территории занято ММП), характерным для приводораздельных зон. Мощность ММП находится в пределах 50–100 м, а также меньше 50 м. В верхней части бассейна р. Туюн на водоразделах распространены небольшие участки слабо прерывистого типа ММП.

К южной части водосбора водохранилища (третий район), принадлежат бассейны притоков Буреи: Тырмы, Дубликана, Ягдыньи, Верх. Мельгина, Ниж. Мельгина. Для них характерно распространение масссивноостровного (долины упомянутых рек) и островного типов ММП. В самой южной части территории развит редкоостровной тип ММП с мощностью менее 50 м.



Геологическое строение. Территория водосбора занимает северо-восточную часть Буреинского кристаллического массива, стабилизация которого завершилась в позднем палеозое – раннем мезозое. Массив преимущественно гранитоидный, с ксенолитами докембрийских метаморфических пород. В мезозое в пределах массива сформировался Буреинский краевой прогиб (на границе с Амуро-Охотской геосинклинальной складчатой системой). Осадконакопление в прогибе началось в ранней юре и продолжалось до раннего мела. Разрез представлен терригенно-флишоидными, прибрежно-морскими и континентальными угленосными отложениями. Породы смяты в складки различной морфологии, но пресноводно-континен-


Рис.1. Геокриологическое

районирование бассейна р. Бурея

Районы: I – Верхнебуреинский,

II – Среднебуреинский, III – Нижнебуреинский



тальные осадки образуют мульдообразные структуры. В кайнозое сформировались мелкие рифтогенные структуры, наличие которых контролируется полями базальтов.

Гидрогеологические особенности. Рассматриваемая территория входит в Амуро-Охотскую гидрогеологическую складчатую область [2, 3]. Центральную часть водосбора водохранилища занимает Буреинский межгорный артезианский бассейн площадью около 15 тыс. км2. Периферию водосбора как с востока, так и с запада занимают гидрогеологические массивы – Туранский, Тырминский, Северо-Буреинский, Дуссе-Алинский, Эзопский (рис. 2).

Последние три являются криогенными интенсивно расчлененными, первые два с ограниченным развитием ММП, слабо расчлененные. Нижнюю часть водосбора р. Бурея уже ниже водохранилища занимает Амуро-Зейский артезианский бассейн (его юго-восточная часть). Крайнюю северную часть водосбора занимает Огоджинский вулканогенный гидрогеологический адбассейн, приуроченный к южным склонам хребта Эзоп.





Рис. 2. Гидрогеологическое

районирование бассейна р. Бурея


Артезианские межгорные бассейны

(1–2): 1 – Амурско-Зейский (юго-восточная часть), 2 – Буреинский.

3 – Огоджинский вулканогенный гидрогеологический адбасеейн.

Гидрогеологические массивы (4–8) слабо расчлененные: 4 – Туранский, 5 – Тырминский, 6 – Северо-Буреинский криогенный, интенсивно расчлененные криогенные: 7 – Дуссе-Алинский, 8 – Эзопский. 9 – плотина Бурейский ГЭС.

Границы: 10 – водосбора водохранилища Бурейской ГЭС, 11 - водосбора низовий р. Бурея

Выделенные гидрогеологические системы характеризуются многими индивидуальными особенностями формирования и распространения подземных вод (рис. 3).



Буреинский межгорный артезианский бассейн. Он выполнен мощной толщей терригенных юрских и меловых пород мощностью до 5 000 м, дислоцированных в пологие складки. Эти отложения представляют крупный гидрогеологический этаж с развитием пластовых трещинных (нижняя часть разреза) и порово-трещинных (верхняя часть) напорных подземных вод, иногда подмерзлотных. До глубины 200 м горизонты опробованы многочисленными откачками, в ряде мест разведаны месторождения пресных подземных вод.Наиболее обводненными являются водоносный горизонт голоценовых аллювиальных песчано-галечниковых отложений, где из подрусловых таликов получен дебит до 13,8 л/с при понижении 0,4 м , а также водоносный комплекс (формация) верхнеюрско-нижнемеловых терригенных отложений. Из этих отложений при самоизливе был зафиксирован дебит до 5–7 л/с. Воды гидрокарбонатные, смешанного катионного состава, с минерализацией до 0,25 мг/дм3. При нефтепоисковом бурении водоносность отложений была изучена до глубины 3 000 м, где были вскрыты воды с минерализацией 15 г/дм3. Юрские отложения, развитые в восточной части бассейна, слабо водоносные.

Туранский, Тырминский, Северо-Буреинский, Дуссе-Алинский и Эзопский гидрогеологические массивы. Они как бы обрамляют Буреинский артезианский бассейн со всех сторон и территориально занимают одноименные хребты. Подземные воды приурочены к верхней трещиноватой зоне гранитоидов или метаморфических пород (рис. 3) и являются надмерзлотными, то есть развиты в деятельном слое скальных образований, или подмерзлотными. Глубина залегания последних контролируется мощностью многолетнемерзлых пород. Эти воды были вскрыты скважинами при решении проблемы водоснабжения станций зоны БАМ в пределах Бурейского водосбора. В гидрогеологических массивах развиты и трещинно-жильные воды. Дебит скважин обычно составляет 2–5 л/с при понижении 10–15 м. Воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые ультрапресные.

Огоджинский вулканогенный гидрогеологический адбассейн практически не изучен.

Оценка ресурсов ПВ, участвующих в формировании водных масс водохранилища, ранее не проводилась, и она представляет определенную трудность. Обычно для этих целей хорошо зарекомендовал себя метод расчленения гидрографа рек, хотя и здесь нет однозначного мнения. Некоторые характеристики стока рек приводятся в работах А.М. Мордовина (1990,1996). В принципе минимальные средние многолетние среднемесячные расходы за холодный период можно принять за расходы подземных вод, учитывая, что в этот период жидких атмосферных осадков нет.




Рис. 3. Водоносные горизонты (ВГ), комплексы (ВК) и зоны трещиноватости (ВЗТ)

бассейна р. Бурея

1 – ВК кайнозойских и верхнемезозойских (верхнемеловых) терригенных отложений Амуро-Зейского артезианского бассейна (KZ); 2 – ВГ голоценовых аллювиальныхотложений (QIV); 3 – ВК базальтов, андезито-базальтов и их туфов ((βQI); 4 – ВК верхнемеловых (цагаянских) терригенных отложений (К2); 5 – ВЗТ меловых эффузивных образований кислого и среднего состава (πμК); 6 – ВК (формация) верхнеюрско-нижнемеловых терригенных (песчаники, алевролиты, конгломераты, каменные угли) отложений (J3–K1); 7 – ВЗТ юрско-нижнемеловых сложноскладчатых терригенных отложений (J3–K1); 8 – ВК (иногда водоносные зоны трещиноватости) юрских терригенных отложений (J); 9 – ВЗТ палеозойско-нижнемезозойских метаморфизованных пород (PZ–MZ1); 10 – ВЗТ протерозойско-кембрийских метаморфических пород (PR–C); 11 – ВЗТ преимущественно палеозойских гранитоидов (Г). 12 – плотина Бурейской ГЭС.

Границы: 13 – водосбора водохранилища Бурейской ГЭС, 14 – водосбора низовий р. Бурея


Величина речных вод в этот период изменяется по территории в широком диапазоне: от < 0,01 % (р. Ягдынья) до 16 % (р. Яурин). Во многом это связано с геологическим строением территории и геоморфологическими особенностями строения долин рек. По различным оценкам модуль подземного стока в пределах Бурейского водосбора изменяется от 1 до 2 л/с·км2. В связи с заполнением водохранилища будет изменяться динамика вод грунтового потока. В какой-то степени она будет обусловлена и деградацией многолетнемерзлых пород. Не исключена активизация разрывной тектоники в пределах ложа водохранилища и разгрузка трещинно-жильных вод в его дно, а, возможно, и в речную сеть.
Литература
1. Байкало-Амурская железнодорожная магистраль. Геокриологическая карта [Карты] / отв.ред.Н.А. Некрасова. – 1:2 500 000. – М.: Изд. ГУГК, 1979.

2. Гидрогеология СССР. Т. XXIII. Хабаровский край и Амурская область. – М.: Недра, 1971. – 514 с.

3. Караванов К.П. Подземные воды как источник водоснабжения в Хабаровском крае и Еврейской автономной области. – Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 1995. – 42 с.

4. Райхлин И.Б. Буреинский артезианский бассейн // Гидрогеология СССР. Т. XXIII. Хабаровский край и Амурская область. М.: Недра, 1971. С. 152–161

5. Райхлин И.Б. Гидрогеологическая карта СССР [Карты]: Лист M–52–VII. Объяснительная записка. – 1:2 000 000. – М.: Мингео СССР, 1981. – 59 с. – (Серия Хингано-Буреинская)


Прогноз активизации Экзогенных геологических процессов

в верхнем бьефе Бурейской ГЭС
А.П. Николаев

Научно-исследовательский и проектно-изыскательский

"Институт экологии города", Москва
При создании крупных водохранилищ необходимо уделять особое внимание прогнозу состояния геологической среды, так как большинство аварийных ситуаций, имевших место в истории эксплуатации крупных водохранилищ, связаны с геологическими процессами. Под влиянием заполнения и эксплуатации водохранилища Бурейской ГЭС будет происходить активизация экзогенных геологических процессов (ЭГП) на обширной территории, как в верхнем бьефе, так и в нижнем. В верхнем бьефе зоной активизации ЭГП является территория долин р. Бурея и ее притоков, подверженная влиянию периодического затопления и подпора подземных вод в интервале уровней воды в водохранилище от УМО 236 м до НПУ 256 м, площадью 367 км2, из них в пределах Амурской области – 170,7 км2, в пределах Хабаровского края – 196,3 км2. В настоящей работе представляются результаты прогнозных работ на участке верхнего бьефа Бурейской ГЭС в пределах номенклатурного листа М–52–XVII до границ затопления при ФПУ 265 м.

Рассматриваемый участок зоны влияния Бурейского водохранилища сложен сильно выветрелыми интрузивными породами позднепалеозойского и мезозойского возраста, рыхлыми отложениями сазанковской (N1sz) и белогорской (N2+Q1bl) свит, средне-верхнечетвертичными и современными аллювиальными отложениями (рис. 1). Сазанковская и белогорская свиты представлены галечниками, валунами, песками с линзами и прослоями глин. Cредне-верхнечетвертичные отложения сложены галечниками, разнозернистыми песками, суглинками. Современный аллювий представлен илистыми и супесчано-суглинистыми отложениями, в нижней части - песчано-галечниковыми. Незначительное распространение на этой территории имеют метаморфические породы союзновской свиты среднего протерозоя (PR2sz) и раннепалеозойские интрузии. Интрузии верхнепалеозойского возраста, занимающие большую часть рассматриваемой территории, представлены трещиноватыми роговообманково-биотитовыми розовато-серыми среднезернистыми порфировидными гранитами. Взаимно пересекающиеся системы трещин – параллельно поверхности склона и перпендикулярно к склону – формируют "блочность" гранитов. Глубина зоны интенсивного трещинообразования может достигать 10 м. Наибольшую опасность представляют разломы, залегающие параллельно склонам. В ходе зачистки основания и бортовых примыканий плотины от выветрелых пород строителями часто обнаруживались зоны дробления и милонитизации шириной до 1 м и более, протяженностью 20–30 м, преимущественно субширотного и северо-восточного простирания. Коры выветривания на гранитах - дресвяно-щебнистые отложения мощностью до 1,5 м – на плоских поверхностях, на крутых склонах до 40 – до 1 м. На подмываемых участках склонов широко развиты современные щебнисто-глыбовые отложения. Рассматриваемая территория относится к району распространения островной мерзлоты мощностью до 15 м и более. В соответствии с сейсмическим районированием (ОСР–97) в районе плотины Бурейской ГЭС (пос. Талакан) возможны землетрясения силой 8 баллов.

В естественных условиях на рассматриваемой территории интенсивно проявляются гравитационные (оползни, обвалы, осыпи, оплывины), гидрогенные (боковая и донная эрозия вдоль русел, овражная и струйчатая эрозия, заболачивание) и геокриологические (курумы, каменные россыпи, бугры пучения, термокарст, термоэрозия) экзогенные геологические процессы. При общей большой пораженности масштабы одиночных проявлений незначительны и, в связи со слабой освоенностью территории, воздействия на антропогенные объекты минимальны.





Рис. 1. Инженерно-геологическая карта условий развития ЭГП в верхнем бьефе Бурейской ГЭС
1 – четвертичные отложения – галечники, пески, глины, торфяники, илы; 2 – белогорская (N2+Q1 bl) и сазанковская (N1 sz) свиты – пески, галечники; 3 – союзновская свита (PR2 sz) – метаморфические породы; 4 – позднемеловые интрузии, субвулканические и жерловые тела; 5 – юрские и триасовые граниты; 6 – позднепалеозойские граниты и гранодиориты; 7 – раннепалеозойские интрузии – габбро, диориты; 8 – разломы; 9 – склоны более 10о;

10 – многолетняя мерзлота


Для целей прогнозирования активизации ЭГП выделяется 2 периода – период наполнения водохранилища, начиная с 2003 г. до выхода на проектный режим, и эксплуатационный режим. Период наполнения характеризуется циклическим затоплением–осушением с ежегодным подъемом максимальных и минимальных годовых уровней. Такой режим способствует более интенсивному преобразованию ложа водохранилища, чем при непрерывном однонаправленном подъеме уровней до проектных отметок.

В период эксплуатации водохранилища будет происходить активное преобразование территории периодического затопления и осушения. Типы наиболее активных экзогенных процессов: волновая и ледовая абразия, обвальное, оползневое и осыпное смещение материала на подтапливаемых и размываемых склонах, деградация многолетней мерзлоты, термоабразия. На крутых склонах речных долин будут затоплены каменные поля и осыпи, которые вследствие нарушения равновесия начнут смещаться, вызывая оползни и обвалы. В зоне выклинивания подпора в долинах притоков р. Бурея будет происходить незначительная аккумуляция наносов, так как привнос взвешенных веществ с водосбора небольшой. Основным источником поступления наносов и формирования качества воды в водохранилище будет являться размыв грунтов, слагающих берега и зону периодического затопления-осушения, так как значимость других факторов – боковой приток, атмосферные осадки, биогенные и техногенные источники – незначительна.

В период эксплуатации водохранилища произойдет насыщение сдренированных в настоящее время гидрогеологических массивов, и подъем уровней подземных вод составит более 100 м в районе плотины. Подпор грунтовых вод распространится на обширные территории по всему периметру водохранилища на расстояния до 1 км и более. В междуречном пространстве Талакана и Бол. Куруктачи образуется зона обходной фильтрации в долину р. Бол. Куруктачи за счет значительного превышения эксплуатационных уровней воды в водохранилище над тальвегом этого ручья на участке протяженностью более 6 км от устья. На левобережном приплотинном массиве зона обходной фильтрации ожидается на меньшей территории. Наибольшие скорости фильтрации и связанная с этим суффозия будут приурочены к зонам разломов.

Деградация многолетней мерзлоты будет происходить в зонах затопления и подпора грунтовых вод, обходной фильтрации в долину р. Бол. Куруктачи. В результате повышения напряжений гидрогеодеформационного поля, в связи с созданием высоконапорного водохранилища в сейсмически активной зоне, возможна активизация сейсмических явлений (увеличение частоты сейсмических толчков), которые в свою очередь будут являться причиной активизации гравитационных явлений.

На рис. 2 представлена прогнозная карта развития ЭГП в верхнем бьефе Бурейской ГЭС, построенная на основе анализа геологических и геоморфологических условий территории. Исходными материалами явились топографические и геологические карты различного масштаба, данные дешифрирования АФС и КФС, собственные наблюдения автора в ходе полевых работ. При прогнозировании автор исходил из того, что возможность активизации проявлений ЭГП зависит от состава коренных пород, их залегания, мощности зоны выветривания, тектонической раздробленности, уклонов и ориентации поверхности склона, наличия мерзлоты, заболоченности, распределения речной сети, уровенного режима водохранилища. Наиболее интенсивное протекание ЭГП ожидается в период наполнения водохранилища Бурейской ГЭС и выхода его на постоянный режим эксплуатации. При этом возможны возникновение как новых проявлений ЭГП, так и активизация "старых".





Рис.2. Прогнозная карта развития ЭГП в верхнем бьефе Бурейской ГЭС




ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЙ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ БУРЕЙСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА В ПРЕДЕЛАХ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ
М.Н. Гусев, Ю.В. Помигуев

Амурский комплексный научно-исследовательский институт АмурНЦ ДВО РАН, Благовещенск
С появлением в составе природных комплексов искусственных водохранилищ, призванных регулировать бассейновый сток, возникает объективная необходимость глубокого изучения их влияния на развитие различных компонентов геосистемы. Привлекают внимание, прежде всего, субаквальные и аквальные природные комплексы, располагающиеся в пределах относительно узкой прибрежной полосы вокруг водоема. Однако косвенное влияние водохранилища на природные компоненты в пространственном отношении несравнимо шире (масштабнее) прямого влияния. Но этому аспекту проблемы пока уделяется недостаточно внимания. В этой связи представляет определенный интерес характер изменения природных процессов, проявляющихся не только в зоне сработки водохранилища и воздействия волнений, но и на смежных с нею территориях. Поскольку земная поверхность образует фундамент для остальных компонентов природы, экзогенные рельефообразующие процессы, прогноз их изменений под влиянием водохранилища имеют важное научное и практическое значение, так как помогают понять многие особенности развития современных геосистем в условиях функционирования водохранилищ. Такие исследования диктуются, прежде всего, потребностями в умелом управлении водохранилищами, способном минимизировать негативные проявления регулирования стока.

Прогноз изменений экзогенных процессов в зоне влияния Бурейского водохранилища построен на основе анализа состояния рельефа и рельефообразующих процессов на момент, предшествующий началу заполнения ложа водохранилища. Исходными материалами, основой прогнозной оценки послужила карта аналогичного названия, выполненная нами по заказу областной администрации за счет средств областного бюджета в рамках договорных работ с Амурским природоохранным центром и ГНИУ СОПС при Министерстве экономического развития и торговли РФ и РАН. Картирование выполнялось на основе дешифрирования космоснимков, топографических карт и других картматериалов, анализа фондовой и опубликованной литературы, данных полевых работ на смежных с изучаемой территорией участках.

Территория Бурейского водохранилища располагается в пределах граничной зоны двух крупных структур – Амуро-Зейской впадины и Туранского блока Буреинского массива, тектоническое развитие которых на протяжении последнего этапа геологической истории характеризуется противоположной направленностью. Это во многом предопределило сравнительно высокую (до 6 баллов) сейсмическую активность территории. Об этом же свидетельствует и широкая сеть дизъюнктивных нарушений, обнаруживающая себя на поверхности распространения гранитоидов.

Как известно, строительство крупных водохранилищ провоцирует локальные землетрясения. К тому же падение воды с большой высоты из водохранилища в нижний бьеф создает т.н. "вибрационное поле" [1], приводящее в возбужденное состояние рыхлые образования на смежных с водохранилищем поверхностях. Это активизирует подвижки грунта, в результате чего на склонах, прилегающих к водохранилищу (прежде всего, относительно крутых), повышается вероятность развития таких катастрофических процессов, как оползание, оплывание, обрушение, осыпание грунтов.

Другое примечательное следствие создания водохранилищ при строительстве ГЭС – развитие процессов в т.н. зоне сработки ложа водохранилища. Согласно проекту колебание уровня воды (сработка) составит 20 м. Это означает, что в зону периодического затопления и осушения попадут сравнительно широкие и пологие пространства надпойменных террас правобережья, вдоль рек Талакан, Чеугда, Чукчан, а также на левобережье, на междуречье Лев. Аголи–Сасиновский Ключ. Достаточно высокая мощность рыхлых образований, выстилающих поверхность террас в приплотинной части, их высокая обводненность приведут к интенсификации процессов солифлюкции, поставляющей огромные массы обломочного материала в зону формирования береговой отмели. Усилению этих процессов будет способствовать и уничтожение защитного растительного покрова в береговой зоне как в результате целенаправленной очистки поверхности от леса, так и в результате самого затопления. В замкнутых понижениях полосы осушки получат развитие процессы заиления и развития влаголюбивой растительности, которая периодически будет пополнять водохранилище органикой.

Другой, гораздо более мощной питающей базой органики будут служить заболоченные участки высоких террасовых уровней. Слагающий их торф при затоплении всплывет и станет накапливаться на участках аккумулятивных берегов, формируя т. н. "биогенные берега". Такое явление широко представлено на Зейском водохранилище. Предполагается, что биогенные берега проявят себя в заливах, образующимся при заполнении водой долин притоков р. Бурея. В условиях положительных температур такие берега будут служить источником поступления в водохранилище диспергированной органики в виде взвесей.

Учитывая, что в пределах широко развитой "главной террасы" уклоны нередко составляют менее 5°, в зоне сработки будет формироваться широкая береговая отмель. При колебании уровня воды береговая отмель, сформированная в предшествующий этап, станет размываться, и здесь будут формироваться вторичные уступы небольшой (1–3 м) высоты, определяя развитие берега по абразионному типу. Предполагается [2], что интенсивность их разрушения составит в первые 10 лет величину в 10–20 м, а на конечной стадии (стадии динамического равновесия) – от 25 до 200 м.

На пологих поверхностях (с углом наклона менее крутизны устойчивости береговой отмели) будут формироваться берега по нейтральному или аккумулятивному типу. Нейтральные берега, сложенные мелкообломочным материалом, как правило, после размыва дерново-почвенного слоя, имеющего небольшую эрозионную устойчивость, будут трансформироваться в зависимости от вдольберегового переноса рыхлого материала.

Проектными организациями обычно не учитывается характер вдольберегового потока волновой энергии. Однако в условиях Амурской области эксплуатация водохранилищ связана с формированием больших объемов сплавин и плавника. Этот материал будет медленно мигрировать по акватории заливов, подчиняясь, главным образом, течениям, циркуляционное поле которых формируется в основном струями притоков и инерционными перемещениями водных масс, попадающих в заливы из открытой акватории водохранилища. Местные гидродинамические условия исключают (или почти исключают) образование волноприбойных валов из плавника – кочкарно-оторфованного "войлока". Накапливаемый вдоль зоны сработки "мертвый" биогенный материал, в конечном счете будет удаляться в виде растворов и взвесей, частично осаждаясь на глубинах ниже УМО вместе с наносами притоков. Для выявления участков концентрации биогенного материала важно знать характер его вдольберегового перемещения. С этой целью необходим анализ размаха миграций суммарных векторов потоков волновой энергии и мониторинг за процессом миграции биогенного материала под действием ветра и волн.

В пределах неглубоких заливов, образованных на месте притоков р. Бурея (Талакан, Чеугда, Чукчан и др.) будут формироваться вдольбереговые потоки наносов и аккумулятивные формы (косы, пересыпи, разнообразные наложенные формы). Берега на таких участках водохранилища будут развиваться по типу абразионно-аккумулятивных. В устьях же мелких и не проникающих глубоко в сушу заливов развитие берегов ожидается по типу аккумулятивных.

На относительно крутых (более 10–15°) поверхностях ширина зоны осушки значительно уже. Слагающие их образования представлены главным образом маломощным (1,5–2,0 м) склоновым чехлом. Поступающий сверху в результате склоновых процессов и от размыва обломочный материал будет откладываться в непосредственной близости от уреза воды, уменьшая уклоны и формируя подводную отмель. Ширина отмелей будет определяться крутизной склона и объемом наносов, поступающих с вышележащей поверхности. Развитие берега на таких поверхностях пойдет по типу абразионно-денудацион-ного. На склонах крутизной 15–20° и более рыхлый чехол будет уничтожен практически в первые же годы наполнения водохранилища, так как в условиях водной среды угол естественного откоса для склоновых образований гораздо меньше (около 10°), чем в условиях воздушной среды. В этот период особенно велика вероятность массового проявления процессов блокового смещения рыхлого чехла по типу оплывин и сплывов.

На участках широкого развития сильно трещиноватых и раздробленных скальных пород интенсифицируются процессы обваливания и осыпания, особенно в местах современного развития осыпных и обвальных процессов по бортам р. Бурея. Предполагается, что величина переработки берегового откоса данного типа составит за первые 10 лет от 5 до 15 м, а на конечной стадии достигнет 40–50 м.

На большей части водохранилища зона осушки располагается преимущественно в пределах развития скальных пород. Крутизна склонов здесь местами достигает 20° и более. Развитие берега водохранилища здесь будет осуществляться по типу абразионно-денудационного. Если в зону осушки попадает прибровочная часть надпойменной террасы, сложенная аллювием, и ее уступ, велика вероятность формирования в этой зоне линейных эрозионных форм, в том числе – оврагов. На таких участках берег будет формироваться по абразионно-эрозионному типу.

Водоносный горизонт, питающий Бурею, залегает на разных уровнях в зависимости от местоположения дневной поверхности и состава вмещающих пород. В пределах главной террасы, сложенной белогорскими отложениями, уровень подземных вод находится на глубине 1–11 м от дневной поверхности, повышаясь в сезон дождей на 0,5–2,0 м [2]. В гранитах же глубина залегания подземных вод изменяется от нескольких метров вблизи уреза воды в Бурее до 40–50 м на более высоких уровнях в бортах долины [2]. В целом депрессионная кривая подземных вод резко снижается к урезу вблизи русла. Заполнение чаши водохранилища водой приведет к выполаживанию депрессионной кривой подземных вод и подтоплению прибрежных территорий. При этом в условиях НПУ не исключается вероятность инфильтрации воды из водохранилища в верховье долины р. Бол. Куруктачи в связи с изменением направления падения депрессионной кривой подземных вод, что следует из морфологического анализа поверхности территории.

Наиболее широко подтопление проявит себя в зоне пологих поверхностей, в пределах развития пород белогорской аккумуляции, то есть в приплотинной зоне водохранилища на правобережье, – и на левобережье – напротив пос. Чеугда. В междуречье рек Талакан–Чеугда подтоплению подвергнется побережье шириной до 2,5 км, вверх по долинам притоков на 1,5 км. В районе р. Чукчан (правобережье Буреи) ширина подтопления составит около 100 м на протяжении 400 м, а напротив ее устья (левобережье Буреи) ширина подтопления будет около 400 м. Зона подтопления протяженностью около 3 км и шириной 100–200 м предполагается в районе р. Островской. При стационарном уровне 256 м общая полоса подтопления, определяемая по формуле Н.Г. Каменского, составит около 5 % от всей береговой линии водохранилища [2].

Важной особенностью подтопления является то обстоятельство, что оно будет проявлять себя и в холодный период. В полосе переувлажнения грунтов следует ожидать развитие процессов наледеобразования, формирования бугров пучения, морозобойного растрескивания грунтов – в пределах развития рыхлых пород, интенсификации морозного выветривания и, возможно, формирования курума – в пределах развития скальных пород, особенно у подножий относительно крутых склонов (как, например, в районе ручьев Лев. и Прав. Аголи, Темный, Логинский).

На рассматриваемой территории грунты характеризуются глубоким сезонным промерзанием и наличием островной мерзлоты. В рыхлых отложениях она обычно располагается не глубже 12 м и представлена на склонах северных румбов, а также на плохо дренируемых поверхностях террас и водораздельных пространств. В этой связи динамика мерзлых пород будет неоднозначной. В условиях заполнения водохранилища до отметки НПУ следует ожидать ее постепенной деградации. В зоне осушки, где в результате абразионной деятельности будет уничтожен торф, служащий в естественных условиях теплоизолятором для многолетнемерзлых пород, следует ожидать проявления термокарста. Вместе с тем в полосе подтопления возрастает вероятность расширения зоны мерзлых пород и увеличения глубины сезонного промерзания грунтов, широкого развития в них криогенных процессов.

Функционирование водохранилища скажется и на интенсивности процесса выветривания пород. Особенно в зоне сезонной сработки и на подтопленных участках. Предыдущими, в том числе экспериментальными [3, 4], исследованиями установлено, что в условиях попеременного обводнения породы разрушаются в 100–160 раз быстрее, чем в сухих условиях. Это обстоятельство позволяет прогнозировать более интенсивное выветривание пород, особенно скальных, расположенных на территории, испытывающей непосредственное влияние со стороны водохранилища. Не исключается вероятность интенсификации курумового процесса на участках выхода грунтовых вод, спровоцированного подпором со стороны водохранилища.


Литература
1. Бурейский гидроузел на р. Бурея. ТЭО. Т. 2 Природные условия. Кн. 2 Инженерно-геологические условия: отчет / Ленгидропроект. – Л., 1974. – № 1193 – 6т.

2. Бондаренко Н.Г. Образование, строение и разведка россыпей. – М.: Недра, 1975. – 57 с.

3. Войлошников В.А. Выветривание в таежном Приангарье // Региональные типы процессов выветривания. Чита: Изд-во Забайк. фил. Геогр. о-ва СССР. 1970. Вып. 41. С. 22–27.

4. Суходровский В.Л. Рельефообразование в перигляциальных условиях: (на примере Земли Франца-Иосифа). – М.: Наука, 1967. – 119 с.





Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   32


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет