Сборник научных трудов Северо-Кавказского института по проектированию водохозяйственного и мелиоративного строительства

 

ИЗМЕНЕНИЕ УСЛОВИЙ ПРОПУСКА ПАВОДКОВ НА РЕКАХ ГЕНАЛДОН И

            В течение трех лет (2002-2005 гг.) в бассейне горной реки ледникового питания существует ситуация повторного катастрофического (для подкомандной территории) развития русловых процессов. Коренным образом изменились условия прохождения ливневых паводков вследствие перемещения и аккумуляции больших масс каменно-ледового материала в режиме сверхскоростного схода ледника и вызванного им селя, активизации экзогенных процессов (включая оползневые) и формирования подпрудных водоемов. Адаптация к новой гидрологической и инженерно-геологической обстановке имеет жизненно-важное значение и требует рассмотрения прогнозного хода эволюции, факторов и условий процессов, разработки вероятностных сценариев.

            В сентябре 2002 г. в горах республики  Северная Осетия – Алания произошла гляциальная катастрофа, чаще всего описываемая как «сход ледника Колка». Она застала врасплох население и государственные структуры, отвечающие за  безопасность, повлекла за собой человеческие жертвы, но, хотя и относится к «редким и сильным», проявилась в районе, где аналогичные процессы (но с разной степенью ущерба) в течение последних 200 лет наблюдались уже трижды. Научный прогноз, исходивший из тренда гауссовского (линейного) типа распределения, определял время возникновения очередного «схода» около 2040 года (Рототаев и др., 1983: Залиханов и др. 1999). Однако размах и последствия случившегося в 2002 г. указывают на недооценку вероятности возникновения редких сильных катастроф. Реально наблюдаемая повторяемость превзошла расчетную и, по-видимому, отвечает степенному закону распределения типа «срыва» (Родкин, 2005), происшедшего на ограниченном участке высокогорья – в тыловой части ледника и прилегающем крутом, до 1000 м относительной высоты, склоне. Результат – т.н. синергетический эффект,

 когда развитие экстремального события способствовало дальнейшему росту параметров катастрофы и вызываемых ею величин ущерба. Изучению причин возникновения ситуации посвящено уже достаточно много публикаций, а описание её

энергетических характеристик и непосредственных эффектов, сделано нами ранее (Запорожченко, 2004). Ниже основное внимание уделяется создавшимся новым условиям разгрузки водных масс и русловых процессов при водных паводках для участков рек в изменившийся (после сентября 2002 г.) геоморфологической и гидрологической обстановке.  

Гляциальная катастрофа 20 сентября 2002 г. - крупнейшая в истории России. Образовавшийся в верховьях ледника Колка (рис. 1) гигантский вал воды, льда и камней пронесся вниз по долине р. Геналдон со скоростью до 320 км/час, сметая все на своем пути. Этот вал был остановлен тесниной известнякового Скалистого хребта, расположенного в 18,5 км от Главного Кавказского, параллельно последнему, и отложился завальной массой объемом в ~120 млн. м³ в примыкающей с юга Кармадонской котловине (рис. 2). Через теснину («Кармадонские ворота», протяженность ~2 км) была «продавлена» водо-грязе-каменно-ледовая смесь, прошедшая селевым потоком по долине еще 10 км и уничтожившая располагавшиеся здесь над руслом строения. По пути движения, под каменно-ледовым завалом и покровом из селевых отложений, погибло 125 человек. Подобное происходило здесь  и ранее: в 1834 и 1902 гг. Относительно медленная подвижка ледника Колка наблюдалась также в 1969-1970 гг., когда он продвинулся вниз по долине на 4,5 км, без серьезных, однако, последствий. Известны своим быстрым поступательным движением и другие ледники, спускающиеся с Казбекского лавового массива: Девдоракский и Абано, в последний раз в 1910 г.           

Рис. 2. 06 октября 2002 г. Вид на каменно-ледовый завал с вертолёта (фото И.Галушкина), направление движения – по

С. Черноморец, 2005 г.

Триггерным механизмом процесса  2002 г. стала серия обвалов льда и скальных пород со склонов горы Джимарай-хох (с высот 4150-4450 м абс.) в тыловую часть ледника Колка. Обвалы начались за два месяца до катастрофы. Непосредственно предшествующий катастрофе  имел объем в ~16 млн. м³. Заключительный удар оставил после себя яму выбивания глубиной в 60 м и ледово-каменные заплески. Из ледниковой западины корытообразной формы материал был выброшен вниз по долине одновременно со значительной частью объема поверхностной морены. Водо-ледово-каменная масса (с захваченным ею воздухом) двигалась, переходя с одного борта долины на другой, в полосе шириной 400-500 м, высота вала при этом  достигала 100-150 м (рис. 3). Площадь зоны поражения, подвергнутой непосредственному воздействию (начавшемуся как обвальный процесс) до естественного препятствия - теснины Скалистого хребта - составила 12,7 км² (зона обвала, первоначального движения, прямолинейный участок транзита и участок аккумуляции в Кармадонской котловине). Площадь завального каменно-ледового тела - 2,1 км²  (на 6 октября 2002г.), длина – 3,6 км, толщина - до 135-140 м при среднем значении в 60 м. Площадь покрытия отложениями селевого потока, прошедшего ниже теснины Скалистого хребта – 2,5 км², объем отложений (первоначальный) - 6 млн. м³ при мощности от 1 до 15 м, к 2005 году он снизился ~ до 4,5 млн. м³ за счет вытаивания льда и частичной потери водной составляющей.

            После удара о Скалистый хребет основная масса из верховий (~ 30% каменного материала с фракциями в широком диапазоне размеров и ~ 70% льда) остановилась и отложилась в Кармадонской котловине. На заключительном этапе произошло формирование селевых потоков ниже каменно-ледового тела, остановленного тесниной Скалистого хребта. В долинах рек Геналдон и Гизельдон аккумулировались селевые отложения, выше с. Гизель сель трансформировался в наносоводный паводок. При впадении в р. Гизельдон последняя была подпружена. В приустьевой пойменной части р. Геналдон поток сентября 2002 г. имел наклонную поверхность к левому берегу: разница между «метками высоких вод» противоположных берегов составляла 4,3-6,0 м. К 3 октября 2002 г. в образовавшемся на р. Кауридон у с. Горная Саниба (рис. 8) завальном водоеме накопилось около 2,5 млн. м³ воды. Повышение уровня шло довольного высокими темпами.  С 18 октября 2002 г., в точном соответствии с прогнозом института «Севкавгипроводхоз», началась естественная разгрузка подпорного уровня, которая завершилась переливом через завальную плотину 23 октября 2002 г., после чего роста уровня уже не происходило.

Рис. 8. 17 октября 2002 г. Максимальный уровень новообразованного водоёма вплотную подошёл к фундаменту склепа XVIII века в с. Горная Саниба.

Фото Э. Запорожченко

В период, прошедший с момента катастрофы, внимание исследователей было сосредоточено на выяснении причин и (или) спусковых механизмов первоначального процесса. Идут научные споры, редко касающиеся последствий «схода» и ограничивающиеся, прогнозом таких последствий для верхней, выше  «Кармадонских ворот», части долины р. Геналдон. В практическом же отношении было чрезвычайно важно оценить особенности прохождения паводков (ливневых и прорывных) в изменившихся после сентября 2002 г. условиях, запроектировать и осуществить адекватные мероприятия. При этом прогноз ответной реакции системы на новую ситуацию не может не основываться на параметрах этой ситуации и наиболее вероятном сценарии возможных внешних воздействий с учетом анализа оценки имеющихся исторических материалов: аналогичные события июля 1902 г. также носили катастрофический характер и явились результатом подвижки ледника Колка,  обусловленной нарушением равновесия полувисячих и висячих ледников хребта Майли-Джимарай-хох, в свою очередь связанном с общим отступанием ледникового покрова Кавказа в последние 150 лет.

Особенностью Геналдонских событий 1969–1970 гг. по сравнению с 1902 г. являлось:

- продвижение  каменно-ледовой массы в скоростном режиме (от 60–70 км/ч до 100 км/ч) в 1902 г. и медленно  (максимум до 0,01 км/ч) в 1969 г.;

- различия в положении фронта смещения (к январю 1970 г. находился ~ на 10 км выше места остановки ледовых масс в июле 1902 г.).

Подвижка 1969 г. была спрогнозирована в феврале 1968 г. (В. Чомая, газета «Заря Востока», Грузия): «Ледники Казбека ожили, начали расти, причем поражает существенное увеличение их мощности. За последние четыре года…. ледник Майли удлинился на 50 метров. Значительно увеличилось снегонакопление на Казбеке, снеговая граница зоны понизилась на 100–300 м… Нынешний  рост ледников…. может вызвать обвалы…». Внимание на этот  прогноз-предупреждение обращено не было.

            Процессы, инициированные в сентябре 2002 г. привели к оползню «Санибанский», возникшему весной 2003 г. на левом берегу подпрудного водоема (объем ~20 тыс. м³) и нарушившему инфраструктуру с. Горная Саниба (рис. 9) и оползню «Колкинский», сформировавшемуся в левобережных верховьях р. Геналдон (площадь ~100 тыс. м³, объем до 2 млн. м³) с горизонтальным смещением ~20 м без перекрытия русла.

Обусловлены:

1. Увеличением крутизны склонов отрога р. Геналдон на транзитном участке движения водо-каменно-ледовых масс (от языка ледника Колка до Кармадонской котловины).

2. Заполнением каменно-ледовыми массами Кармадонской котловины («завал» у             с. Н. Кани, рис. 10).

3. Образованием крупного подпрудного водоема у с. Горная Саниба.

4. Занесением долины р. Геналдон за «Кармадонскими воротами» и р. Гизельдон за устьем р. Геналдон отложениями грязе- и водокаменного селя (рис. 11).

            Рассматривая эти факторы угроз и рисков авторы придерживаются мнения о невозможности повторения катастрофы ранее 2025 г. когда, по расчетам, произойдет восстановление объема ледника Колка (за счет накопления масс снега и льда во вместилище) до предкатастрофических критических значений (~100 млн. м³).

В зависимости от скально-ледовой обвальной активности это предкатастрофическое состояние может реализовываться по-разному: «При наличии обвалов, можно ожидать повторения сценария 2002, 1902 гг., при их отсутствии – сценария 1969 г. Остается невыясненным вопрос о влиянии магматического очага Казбека на возможность быстрых выбросов льда из цирка Колки…» (Петраков и др., 2005).

            1. Наступившая в 2003 г. стабилизация движений ранее устойчивых древнеоползневых массивов (через полгода деформации на этих оползнях практически прекратились, рис. 12) подтвердила прогноз об отсутствии опасности создания подпоров поверхностному стоку по долине р. Геналдон. Лишь сейсмические воздействия ≥8 баллов по шкале МSК и абсолютно полное водонасыщение оползневых блоков (увеличение в 5-6 раз по сравнению с существующим) может привести к общему нарушению их устойчивости. Такой сценарий оценивается как нереальный. То же относится и к серии сравнительно малообъемных оползневых новообразований 2003-2004 гг. и к оползню «Колкинский». Массивы ледово-каменного конгломерата, оставшиеся в виде заплесков на склонах, быстро разрушались. Таяние льда, приводящее к развитию оползневых процессов, к исходу 2004 г. завершилось. Небольшие микросели и оползни на естественном режиме водного потока ощутимо не сказались. Склоны имеют тенденцию к стабилизации, после исчезновения льда скорость осыпных и оползневых процессов снизилась на порядок.

Рис. 10. 21 ноября 2003 г. Подпруженное озеро "Горная Саниба". Вид с левого берега. Фото Н. Запорожченко

Рис. 11. 07 октября 2002 г. Отложения селевых масс в транзитно-аккумулятивной зоне близ устья р. Геналдон.

Фото С. Черноморец

            На селевой режим ситуация в зоне транзита негативного влияния не оказывает. Наносоводный сель 11-12 августа 2004 г., образовавшийся в трех очагах верховий долины после интенсивного и продолжительного ливня с подрезкой прилегающих к реке склонов и террас, явился рядовым случаем (рис. 13). Хотя объем его составлял, вместе с водной составляющей, около 500 тыс. м³, в Кармадонской котловине (гидрологический пост в хвосте завала 2002 г., ~ в 7 км ниже зоны формирования) он зафиксирован не был.

            2. К началу 2005 г. объем ледовой составляющей завала уменьшился на 60%. Формирование подледного русла р. Геналдон завершено. Максимальная прибавка расхода реки от таяния льда в летний период не превысила 5 м³/с. Собственно завал влияния на повышение риска от ливневых паводков уже не оказывает,  более того – может служить аккумулятором стока при паводках, не выходящих за пределы обычных (один раз в десять лет, Р = 10 %). Признаков затруднения подледного стока нет, темпы таяния из-за нарастания мощности каменного чехла на поверхности льда за два года уменьшились в 4 раза. Полная деградация завала прогнозируется через 7-10 лет.

            Абляционная морена на поверхности каменно-ледового завала в конце 2004 г. характеризовалась следующим гранулометрическим составом (фракции в мм, по весу, %) при валунистости (>500 мм) в 11%.

                                                                                                                                 Таблица 1

Состав фракций >10 мм (в %): алевролит – 27,8; вулканоген – 59,6; гранодиорит – 9,6; диабаз – 2,0; кварц (жильный) – 1,0. Состав фракций <10 мм (в %): алевролит – 55,8; вулканоген – 25,6; кварц – 7,3; полевые шпаты – 4,2; кальцит – 3,3; глинисто-слюдистые минералы – 3,8. Плотность материала абляционной морены ρ = 2,09 т/м³, льда завального тела (без учета трещиноватости) – 0,96 т/м³.

            3. Подпрудное озеро, имевшее первоначальный объем (октябрь 2002 г.) 4,9млн.м³, разгружается естественным путем. Остаточный объем воды на конец сентября 2004г. 0,45 - 0,5 млн. м³, снижение - на 19 м от максимального уровня. Дальнейшее поведение каменно-ледовой плотины, вследствие ее уплотнения, с одной стороны и образования подземных каналов стока, с другой, при редких паводках (1 % обеспеченности) неопределенно и инженерному прогнозу пока не поддается. Прорыв подпруды возможен. Быстрый сброс воды в июне 2003 г. (на 1,5 м за несколько часов) привел к формированию водо-каменного прорывного паводка ниже «Кармадонских ворот» (Q = 20-25 м³/с), принять который заполненное селевыми отложениями русло р.Геналдон без эрозионных проявлений оказалось не способным (были разрушены опоры двух автомобильных мостов, полотно восстановленной автодороги (рис. 14, 15). В то же время по р. Геналдон в этом месте ранее проходили ливневые паводки с  среднесуточным расходом до 100 м³/с (1953 г. – 99,7 м³/с).

Рис. 13. 14 августа 2004 г. р. Геналдон размывает отложения селевого потока, пришедшего 12 августа 2004 г. из района Верхне-Кармадонских источников.

Рис. 15. Правый берег р. Гизельдон ниже устья р. Геналдон. Разрушение полотна автодороги прорывным паводком 16 июня 2003 г. Фото Э. Запорожченко

Сразу же  по возникновении за завалом подпрудного водоема и на фоне роста уровня (и объема) воды в нем всеми привлекающимися для консультаций специалистами (включая ученых из Швейцарии) прогнозировалось разрушение каменно-ледовой плотины с возникновением прорывного паводка. Лишь институт «Севкавгипроводхоз» придерживался иного мнения. В нашем документе от 03 октября 2002 г. по проблеме указывалось, что «… дней через 15-20 начнется самопроизвольная разгрузка подпруды в трещины ледово-каменного завала. Катастрофического нарастания расхода при этом не ожидается … природные процессы стабилизации и опорожнения … пойдут быстрее, чем могут быть выполнены искусственные приемы,  преследующие ту же цель (канал-траншея, гидромонитор)..». В упомянутом документе «… не рассматривалось нынешнее и будущее положение в долинах рек Геналдон и Гизельдон ниже «Кармадонских ворот». Учет  социальных последствий и угрозы для населения и инфраструктуры здесь более значим, чем проблема с. Горная Саниба». Тем не менее по настоятельному правительственному поручению проект искусственного опорожнения водоема был срочно составлен институтом «Севкавгипроводхоз».  Он предполагал устройство канала-траншеи по правому берегу р. Кауридон со сбросом воды в пониженные отметки завальных масс ~ в 100 м ниже уреза подпора на 10 октября 2002г. и отвергал, как в реальной обстановке неэффективные, рекомендуемые научными консультантами, идеи взрывных технологий и разработки каменно-ледовых масс гидромонитором (несмотря на несостоятельность таких предложений, они все же начали осуществляться, но показали свою неэффективность и были прекращены). Отметка входной части искусственного канала стока была принята из прогноза «критической» для с. Горная Саниба, при которой под воду начнут уходить старые постройки села – с уровня фундамента наинизших склеповых сооружений XV–XIX вв. При этом в «Заключении» к Проекту вновь подчеркивалось мнение института – «… не удастся успеть за естественным  ходом событий, и вода сама найдет способ уйти на пониженные отметки, как это произошло с основным потоком р. Геналдон уже через 5–7 дней после формирования завала у «Кармадонских ворот»…». Реальный ход процесса полностью подтвердил прогноз института.

Фактический график динамики уровня воды в водоеме за 2003-2004 гг. опубликован (Запорожченко, 2003, 2004).

            Оползень, образовавшийся на левом берегу р. Кауридон (выше завальной плотины), вследствие затопления нижней части сложенного аргиллитами склона, дальнейшего развития не получил. Со снижением уровня в озере деформации в его теле прекратились.

            4. Обстановка, сложившаяся после  сентября 2002 г. по пути движения речных вод к главному водоприемнику – р. Терек, вызывает наибольшую озабоченность, так как  в июне 2002 г. по системе рек Геналдон – Гизельдон прошли выдающиеся паводки, не наблюдавшиеся здесь по крайней мере в течение последних 100 лет и приведшие к разрушению (рис. 16) или серьезному повреждению (рис. 17) гидротехнических сооружений, занесению русел наносами, подмыву опор мостов и берегозащитных сооружений; при  этом ниже устья р. Геналдон максимальный ежесекундный расход составлял около 230 м³/с, что приближалось к расчетному расходу пропуска через плотину Гизельского гидроузла, построенного в 60-х годах ХХ века (295 м³/с). Отложения селевого потока, вызванного каменно-ледовым выносом из верховий, заполнившие долины рек Геналдон и Гизельдон на длине в 12 км и содержащие ледовую составляющую, стабилизируются крайне медленно – передвижение техники по поверхности  этих отложений было затруднено весь прошедший после сентября 2002 г. период (рис. 18).  При проходке выработки для отбора представительной пробы (январь 2005 г.) на участке максимальных средних мощностей (6-6,5) м близ устья р. Геналдон в (субширотной приразломной Кобанской впадине) уже с глубины 3 м грунт находился в разжиженном состоянии.

Рис. 17. 16 июня 2003 г. Сброс

паводочного расхода (~ 30 м³/с) через

Гизельский гидроузел.

 Фото Э. Запорожченко

Рис. 19. Схема расположения пунктов гидрологических наблюдений

Гранулометрический состав селевых отложений у устья р. Геналдон (6 км от «Кармадонских ворот», мощность > 4,5 м, шурф 1) и в долине р. Гизельдон (9 км, мощность 1,5 м, шурф 2) в сравнении с аллювием приведен в таблице 2, послойные плотности – в таблице 3 (январь 2005 г.).

 Таблица 2

 

Расстояние от "Кармадонских ворот", км	Интервал отбора, м	Размер фракций в мм, содержание в %											Dсредн., мм
		>200	200- 100	100- 80	80-20	20-10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5- 0,25	<0,25
Новейшие селевые образования
6	0-1,5	13,7	20,4	7,0	14,4	6,4	7,8	7,5	4,0	3,2	2,3	4,9	80,8
6	1,5-3,0	38,0	16,3	4.6	5,5	5,5	6,9	3,9	3,7	2,2	2,7	3,2	121,2
9	0-1,5	4,0	11.0	3,6	10,9	11,0	14,1	8,2	8,3	5,5	4,2	7,4	42,0
Голоцен, аллювий р. Гизельдон
9	1,2-3,0	15,8	25,1	5,1	13,1	10,5	3,1	6,6	5,1	2,5	1,0	0,5	91,3
13,5	0-1,0	10,7	12,9	6,3	16,7	12,9	3,5	5,3	5,1	2,5	1,7	1,2	68,0
18	0-4	3,7	19,8	11,7	12,8	10,1	5,3	5,9	4,8	1,5	1,6	1,1	56,5
28	0-2	-	7,0	11,1	29,4	12,9	9,2	3,7	1,6	1,5	1,3	2,2	46,9
31	0-1,5	-	9,1	11,1	14,0	13,4	5,5	0,8	2,3	7,0	3,4	15,0	38,8

 

                                                                       Таблица 3

Максимальная осадка поверхности селевых отложений (преимущественно за счет таяния ледовой составляющей) к концу 2004 г. в приустьевой части р. Геналдон составила 3,5 м (поперечник 1, рис. 19, 20 ). Неразмывающие скорости потока для этих отложений лежат в пределах 1,35-1,40 м/с, тогда как при расходах в 7 м³/с (ординарные летние паводки) фактические скорости составляют 1,5-1,7 м/с. Идет интенсивный размыв (рис. 21) на участках с уклонами от 0,04 до 0,02 и переотложение на участках с уклонами от 0,02 до 0,01 (рис. 22). Энергетические параметры ливневых паводков (максимальные значения) с обеспеченностью в Р=1-3% (для р. Геналдон в створе «Кармадонских ворот» Q_1,0 = 154 и Q_3,0 = 103 м³/с и V_1,0 = 4,7 и V_3,0 = 4,3 м/с, соответственно для  р. Гизельдон в пределах развития селевых отложений Q=172 и 122 м³/с и V= 1,8-2,0 и 1,5-1,6 м/с), даже без учета прорывных, существенно превышают эти критические цифры и свидетельствуют о реальности масштабных русловых деформаций: преимущественно за счет береговой эрозии, а на предустьевом участке р.Геналдон и глубинной (здесь дном реки еще не вскрыта докатастрофическая поверхность аллювия русла и поймы).

            После прохождения селевой волны 20 сентября 2002 г. дно реки было поднято на 7-8 м сразу же за «Кармадонскими воротами» и на 2 м на границе распада селевой массы (~ 12 км пути движения). Подпор р. Гизельдон в первые дни после селя достигал - 4 м, к концу 2004 г. он не превысил 1-1,5 м. Каких-либо проблем для низлежащей территории это обстоятельство не выдвигает.

            На выходе из теснины «Кармадонских ворот» расход паводочной волны, трансформированной завальными массами в Кармадонской котловине, будет определять ход руслового процесса и судьбу подкомандной территории. 20 сентября 2002 г., через выходное скальное сечение, судя по оставленным меткам наивысшей волны, прошел селевой расход ~ в 2000 м³/с (Запорожченко, 2004). Этот створ – оптимальное место устройства гидрометрического поста (Запорожченко, 2005). Здесь, помимо измерений параметров водного (селевого) потока, предусматривается установка автоматического радиолокационного датчика  и система  оповещения нижележащей территории о начале формирования селевого (или опасного для развития селевого процесса по ходу движения водного) потока – по превышению критического уровня в предварительно оттарированном сечении (рис. 23).

 

4. Прогнозные соображения

4.1. Эндогенно обусловленные общепричинные сценарии

            Эруптивный сценарий может возникнуть в случае пробуждения вулканической деятельности Казбека. В голоцене на Казбеке не отмечалось извержений, возможные последствия будут зависеть от местоположения кратера и направления излияния лав. При выходе лав в районе цирка Колки, ледники станут источником жидкой составляющей  катастрофических лахаров по всей долины р. Геналдон и ниже. Сделать прогноз реальности извержения и мощности возникающих в связи с этим потоков не представляется возможным. Вероятность  реализации эруптивного сценария крайне незначительна и в практических соображениях может не учитываться.

Рис. 20. Изменение конфигурации поверхности селевых масс в днище долины р. Гизельдон близ устья р.Геналдон по съёмкам 2003 и 2004 гг.

(поперечник 1 на рис. 19)

Рис. 22. Январь 2005 г. Профиль руслового водного тракта: рр. Геналдон ("Кармадонские ворота" – устье) и Гизельдон (устье – р. Фиагдон)

Рис. 23. 25 июня 2004 г. Река Геналдон на выходе из "Кармадонских ворот" – участок расположения гидрометрического поста. Фото Э. Запорожченко

            Сейсмический  сценарий может реализоваться при сильном землетрясении. Кроме маловероятности такого события, какого-либо значимого последствия от такого землетрясения (тем более с небольшими магнитудами) применительно к долине р. Геналдон ожидать не следует: обвально-осыпная активность и вызванные его прорывные паводки с формированием селевых потоков могут привести к катастрофическим последствиям для обжитой части долины рек Геналдон и Гизельдон на отметках воздействия лишь при наложении дополнительных факторов, главный из которых – интенсивные атмосферные осадки.

 

4.2. Посткатастрофический сценарий зоны транзита каменно-ледового потока         

            Ледниковый цирк Колка (истоки р. Геналдон). Летом 2004 г. уже произошло заполнение ямы выбивания в тыловой части ледника. Через 20-25 лет при  стабильных климатических условиях ледник Колка, вероятно, восстановит свои линейные предкатастрофические размеры (Черноморец, 2005), а масса приблизится к критической. При наличии каменно-ледовых обвалов с окружающих крутых склонов и стен можно ожидать повторения сценариев 1902 и 2002 гг., но не ранее рубежа 2025-2030 гг.

            Участок от ледника Колка до южного экскарпа Скалистого хребта (постоянное население и инфраструктура отсутствуют). В ближайшее время здесь ожидается типичная посткатастрофическая динамика экзогенных процессов. Эффект подрезки нижних частей склонов с активизацией обвально-осыпной деятельности к 2005 г. уже сошел на нет. Быстрая задернованность склонов приведет к уменьшению поступления мелкозема в русло р. Геналдон до прежних объемов с уменьшением локальной селевой деятельности. Подвижки массивов древних оползней при умеренных магнитудах землетрясений хотя и могут обусловить прорывные сели, однако распад последних произойдет либо выше Кармадонской котловины, либо такие потоки будут  аккумулированы в ней.

            С каменно-ледовым телом завала связаны два сюжета потенциального развития событий: закупорка подледных каналов стока р. Геналдон и быстрый сброс воды из подпрудного водоема. Перестройка подледных каналов стока – нормальное явление в жизнедеятельности любого ледника. Она может происходить несколько раз за сезон, но, как правило, не приводить к неблагоприятным последствиям, это подтвердили наблюдения 2003-2004 гг. – периода наиболее интенсивных внутриледниковых преобразований, не отразившихся на заметном увеличении расхода реки на  выходе из «Кармадонских ворот». Ожидать и далее опасных последствий из-за закупорки или перестройки подледных каналов стока не следует.

            Степень негативных последствий быстрого сброса воды из подпрудного новообразования снижается с течением времени (понижением уровня). Прорывной паводок 16 июня 2003 г. с объемом 0,4 млн. м³ (примерно столько же остается в подпруде на начало 2005 г.) показал, что сформировать селевой поток, способный дойти до предгорий (створ с. Гизель) такой паводок не сможет, однако его эрозионная деятельность оказывается разрушительной для долинной инфраструктуры, а расход (~ 20-25 м³/с) и энергонасыщенность - критическими для возникновения процессов руслопереформирования и  массового передвижения наносов к нижерасположенным гидротехническим и иным сооружениям. Быстрый сброс воды из подпруды все же рассматривать как существенный паводковый фактор уже не следует. Основными факторами, влияющими на развитие русловых событий, являются здесь экстремальные синоптические ситуации – сильные ливни на фоне высоких температур (обычно в июле – начале августа). Сель 6 августа 1967 г., вызванный такими ливнями, разрушил дорогу и мосты в теснине Скалистого хребта (Q~100 м³/с, W ~ 3 млн. м³), но более интенсивные - в июне 2002 г. - к значительным селепроявлениям не привели. Селевой наносоводный паводок 11-12 августа 2004 г., при осадках ~ 40 мм/сут. распался до гидрологического поста в хвостовой части завала, хотя его оценочный средний расход составлял ~ 50 м³/с, а объем – до 500 тыс. м³. В условиях завального тела в Кармадонской котловине и его смягчающей уклоны и аккумулирующей роли, лишь расходы паводка ≥ 150 м³/с объемом ≥ 4 до 5 млн. м³ смогут доставить селевой материал ниже «Кармадонских ворот». Такие параметры укладываются в представления о 1 % обеспеченности процесса. Но хотя посткатастрофическая геоморфологическая ситуация в рассматриваемой части долины для селепроявлений стала более благоприятной, учетом поступления селевых масс на территорию ниже «Кармадонских ворот» в практических расчетах можно пренебречь. Соотношение объемов материала завала – 60 млн. м³ (на 2005 г.) и до 5 млн. м³ гипотетического селя указывает на недостаточность селевого энергетического потенциала для заметного наращивания объема завала. К тому же к 2006 г. р. Геналдон полностью выйдет здесь на поверхность. После освобождения от «квазиледника» Кармадонской долины прохождение селевого потока редкой повторяемости (≤ 1%) через теснину Скалистого хребта возможно, но с аккумуляцией материала в расширении долины р. Геналдон и выше ее устья.

            Участок ниже теснины Скалистого хребта (длина ~ 40 км) требует к себе особого внимания: здесь, по выходе р. Гизельдон на предгорья, сосредоточивается население и соответствующие сооружения жизнеобеспечения, включая крупный водозабор питьевых вод. Верхняя часть (~ 6 км) долины р. Геналдон полностью заполнена отложениями селя 2002 г., ниже устья эти же отложения покрывают ~ 7 км поймы р. Гизельдон. Особенностью ситуации является наложение селевых событий сентября 2002 г. (рис. 24) на последствия прошедшего накануне (июль 2002 г.) ливневого паводка, а также ликвидация (в значительной степени) усилий по аварийным работам (расчистка, спрямления и берегоукрепления русел) прорывной паводочной волной 16 июня 2003 г.

Рис. 24. 21 сентября 2002 г. Постселевой поток по р. Геналдон.

Фото с вертолёта И. Галушкина

            Прогноз русловых процессов, учитывающих создавшиеся после 2002 г. новые гидрологические условия, мало, в отличие от участка расположенного выше створа «Кармадонских ворот», изменившиеся за 2003-2004 гг., составлялся институтом «Севкавгипроводхоз», исходя из оптимального сценария посткатастрофических изменений в Кармадонской котловине и верховьях р. Геналдон и трех уровней вероятности гидрологических параметров (Р = 1,3 и 10 %), а также из следующих положений.

            2. Расположенный в 2,5 км ниже гидроузла Архонский вододелитель, призванный направлять 70 % расхода реки влево, в р. Кизилка,  и лишь 30 % по собственно р.Гизельдон (р. Архонка), протекающей через центр ст. Архонская, паводком июня 2002 г. разрушен и к концу 2004 г. не восстановлен. После 16 июня 2003 г. весь сток был направлен (декабрь 2004 г.) по р. Кизилка, мосты через которую на такую ситуацию не рассчитаны. Более того, и при работающем вододелителе существующие мосты не в состоянии пропустить расчетные расходы.

            3. Весь 2002  (после сентября), 2003 и 2004 гг. р. Гизельдон, а также рукава Кизилка и Бурчак несли воду с резко повышенной мутностью за счет взвешенных наносов; наблюдалось быстрое занесение русел влекомыми наносами – процесс, ранее никогда не имевший место в круглогодичном разрезе.

            4. Карьерные разработки аллювиального гравийно-песчаного материала в пойме                  р. Гизельдон в районе с. Гизель крайне негативно отражаются на ходе русловых процессов  примыкающих и нижерасположенных территорий.

 

5.  Заключение

            Посткатастрофический сценарий в ближайшие годы предполагает эволюцию зоны воздействия событий 20 сентября 2002 г. без мощных внешних воздействий. При этом для ненаселенной до отметок возможного влияния части долины р. Геналдон к югу от Скалистого хребта, при отсутствии эндогенно вызванных триггерных механизмов, развитие событий по катастрофическому сценарию до ~ 2025 года не ожидается. Интенсивность экзогенных процессов будет падать до фоновых проявлений, а в бывшем вместилище ледниках Колка накапливаться ледниковая масса, по достижении критического значения (~ 100 млн. м³) готовая прийти в движение. Всплески селевой активности в летние периоды здесь ограничат свое воздействие южным эскарпом Скалистого хребта. Ниже «Кармадонских ворот», в условиях крайне медленной стабилизации и легкой размываемости селевых отложений 2002 г., интенсивность русловых процессов будет определять энергетический уровень гидрологических параметров и прежде всего расходов по р. Геналдон, а ниже ее устья – р. Гизельдон, формирующихся исключительно в зависимости от интенсивности жидких осадков. При этом новые геоморфологические условия пропуска паводков и инженерно-геологические характеристики селевых масс 2002 г. таковы, что для опасного развития русловых процессов (боковая и донная эрозия, перемещение наносов вниз по течению) теперь уже достаточно прохождения по речным трактам и не экстремальных (≥100 - ≤ 300 м³/с) расходов. В этой ситуации крайне важна организация нового гидрологического поста на выходе р. Геналдон из теснины Скалистого хребта, которым, кроме задач мониторинга, решалась бы и предупредительная схема оповещения для нижерасположенного речного бассейна.

 

Литература

1. Болов  В.Р.,  Мочалов В.П., Муратов Ш.С. Проблемы прогнозирования и предупреждения чрезвычайных ситуаций в горных районах// Труды Всероссийской конференции по селям. Нальчик, 2003, С. 11-17.

 

2. Гурбанов А.Г., Кусраев А.Г., Чельдиев А.Х. Первые результаты исследования эндогенных процессов в Геналдонском и прилегающих ущельях // Вестник Владикавказского научного центра. Том 4. № 3, 2004, С. 2-8.

 

3. Залиханов М.Ч., Ефремов Ю.В., Панов В.Д. Ледяная корона Кавказа. –  Нальчик: издательский центр «Эль-Фа»,  1999, 210 с.

 

4. Запорожченко Э.В. Геналдонская гляциальная катастрофа 2002 года. // «Мелиорация и водное хозяйство»,  № 1, 2003, С. 2-6.

 

5. Запорожченко Э.В. Защита народнохозяйственных объектов РСО-Алания от последствий Геналдонской катастрофы 2002 г. // Труды Международной научно-технической конференции «Строительство и эксплуатация транспортных сооружений в районах развития опасных геологических процессов». Москва, 2003, С. 73-75.         

 

6. Запорожченко Э.В. Долины рр. Геналдон и Гизельдон   до  и после сентября 2002 г. // Материалы Международной конференции по селям «Защита народнохозяйственных объектов от воздействия селевых потоков». Выпуск 2. Пятигорск, 2004, С. 103-148.

 

7. Запорожченко Э.В. В долинах рек Геналдон и Гизельдон: 2004. // Материалы Международной  конференции «Предупреждение опасных ситуаций в высокогорных районах». Владикавказ, 2005.

 

8. Муравьев Я.В.  Подводное геотермальное извержение – возможная причина катастрофического «выброса» ледника в Казбекском вулканическом массиве (Кавказ)// Вестник Краунц. Серия наук о земле, № 4, 2004, С. 6-20.      

                     

9. Петраков Д.А., Тутубалина О.В., Черноморец С.С. Оценка и прогноз динамики ледовых образований и рельефа после Геналдонской катастрофы 2002 года // Материалы Международной конференции «Предупреждение опасных ситуаций в высокогорных районах». Владикавказ, 2005.

 

10. Родкин М.В. Модель развития синергетического эффекта при сильных катастрофах // «Геоэкология».  № 1, 2005, С. 81-87.

 

11. Рототаев К.П., Ходаков В.Г., Кренке А.Н. Исследования пульсирующего ледника Колка.  – Москва: издательство «Наука», 1983, 169 с.  

 

12. Черноморец С.С. Селевые очаги до и после катастроф. – Москва: издательство  «Научный мир», 2005, 183 с.