Хозяйственное освоение и дальнейшее безопасное использование горных территорий находится в динамической взаимосвязи с современными возможностями методов прогнозирования весьма разрушительных, стремительных водно-грязевых потоков – селей. Указанные явления, представляя собой достаточно сложную, иногда нетривиальную проблему для составления соответствующего прогноза, требуют постоянного уточнения как метеорологических, так и геолого-морфологических, социальных и иных параметров, используемых в современных прогностических моделях [1]. В связи с расселением населения активное преобразование территории происходит даже в ранее незаселенных и малопосещаемых районах, включая области развития селевых потоков [2]. Как показывают проведенные ранее исследования, селепроявления Кавказских гор в пределах горных районов республики Ингушетия фактически обусловливают опасность для шести населенных пунктов; одного спортивно-оздоровительного учреждения и трех участков автомобильных дорог.
Данная научная работа посвящена исследованию генезиса и условий дальнейшего развития селевых явлений на территории республики Ингушетия. Достижение цели исследования обусловило выполнение следующих задач: изучение основных источников информации о селепроявлениях на территории республики Ингушетия; обобщение и ранжирование факторов и условий селевой активности в республике, включая комплексную характеристику изучаемых опасных явлений.
Материалы и методы исследования
В основу данной статьи положены материалы ранее опубликованных трудов; научно-технические отчеты и исследовательские рукописи о селевой деятельности в долине среднего и нижнего течения р. Армхи и Таргимской котловине в бассейне р. Асса за 1900–2015 гг. отдела высокогорных гидрометеорологических исследований Северо-Кавказского УГМС.
Результаты исследования и их обсуждение
Селевые потоки на территории республики Ингушетия возникают и развиваются обычно на северном склоне Главного Кавказского хребта и его отрогах, южном склоне Скалистого хребта, в Северной юрской депрессии, а также на Пастбищном, лесистом, Терском и Сунженском хребтах. При этом сели зачастую вызваны комплексом факторов, среди которых важнейшую роль играют: орографические, тектоно-геоморфологические, геолого-литологические, почвенно-растительные, гидрометеорологические, а также антропогенные. Особое значение для возникновения и дальнейшего развития селевых явлений имеют гидрометеорологические условия, среди которых: режим температуры воздуха и динамика ее значений; количество, интенсивность и состав атмосферных осадков, режим их выпадения; увлажненность территории; интенсивность и масштабы таяния современного оледенения и снежного покрова; наличие рек с большими уклонами русел, их режим, включая возможность развития паводков.
Горная зона Республики Ингушетия расположена в пределах четырех основных морфоструктурных элементов, характеризующихся отличиями в геологическом строении, морфографии и морфометрии рельефа. Ниже приводится краткое описание этих морфоструктур в направлении с севера на юг.
Низкие структурно-денудационные горы на складчатых структурах представлены в рельефе Терским (550–600 м), Сунженским (650–870 м), Лесистым (1200–1300 м) хребтами, сложенными палеогеновыми и неогеновыми известняками, сланцеватыми, часто гипсованными легко разрушающимися глинистыми породами, галечниками, конгломератами неогена.
Пастбищный (1800–2000 м) и Скалистый (свыше 3000 м) хребты, представляющие собой в рельефе средние и высокие эрозионно-тектонические горы на моноклинально-складчатых структурах, сложены третичными конгломератами, песчаниками, плотными верхнемеловыми и верхнеюрскими известняками. Северные склоны Скалистого хребта несут типичные ледниковые формы: кары и короткие троговые долины. Развиты карстовые явления.
Внутригорная структурно-эрозионная депрессия, расположенная между Скалистым и Главным хребтами, представлена в рельефе долиной среднего и нижнего течения р. Армхи и Таргимской котловиной в бассейне р. Асса. Она отвечает полосе распространения моноклинально залегающих легкоразмываемых нижне- и среднеюрских песчано-сланцевых толщ. В связи с тем, что депрессия возникла в результате речной эрозии и в ее формировании существенную роль играли процессы, связанные с нижне- и среднечетвертичным оледенением, в ее пределах широко распространены нижне-, средне- и верхнечетвертичные глины, суглинки, пески, галечники.
Главный хребет с отрогами, перемежаемый ущельями р. Армхи и Асса, с высотами около 4000 м и высшей точкой республики Ингушетия – г. Шан (4451 м), представляет собой высокие эрозионно-тектонические горы с реликтовыми ледниковыми формами и слабым современным оледенением. Хребет сложен нижнеюрскими сланцевыми толщами. Формирование вторичных форм рельефа связано с древним оледенением и эрозионно-денудационными процессами. Формы гляциального рельефа (кары, троги) подверглись интенсивному разрушению, но выражены достаточно отчетливо.
Чрезвычайное разнообразие температурного режима поверхности в пределах рассматриваемой территории обусловливается разнообразием и сложностью рельефа, проявляющейся в существенных колебаниях относительных и абсолютных высот, а также спецификой циркуляции атмосферы. С увеличением абсолютных высот рельефа, как известно, наблюдается закономерное понижение температуры воздуха (табл. 1).
Как показано в табл. 1, среднегодовые температуры уменьшаются при возрастании абсолютной высоты местности. Так, среднегодовая температура на высоте 524 м (Назрань) составила 8,2 °С; а на высоте 3656 м (Казбеги, высокогорный) всего –6,1 °С. В целом можно видеть, что до высоты 2600 м среднегодовые температуры воздуха в пределах исследуемой территории положительны, снижаясь в более высокогорных условиях и достигая отрицательных значений.
В зоне современного оледенения значения средней температуры воздуха, очевидно, намного ниже, чем на высотах, где ледники отсутствуют. Температурный «скачок», то есть резкое снижение средней температуры воздуха при переходе от скальных поверхностей к ледниковой, зависит по понятным причинам от размеров самого ледника. Так, на рассматриваемой территории рассматриваемый температурный «скачок» составляет около 0,5 °С [3].
Средняя месячная температура воздуха в низко- и среднегорьях в январе равна от –3,6 до –5,5 °С; в высокогорьях соответственно от –12,0 до –15,0 °С. Морозный режим достаточно устойчив, зимние оттепели весьма редкое явление.
В первой или третьей декадах марта в низко- и среднегорьях фиксируется устойчивый переход средних суточных температур через 0 °С в сторону повышения их значений. В высокогорьях, в свою очередь, указанная ситуация наблюдается ближе к первой декаде мая.
Поверхностное распределение атмосферных осадков зависит от орографии [4]. Так, значительная расчлененность рельефа и существенные амплитуды высот обусловливают неравномерность выпадающих осадков по территории республики Ингушетия, их количество при этом колеблется от 604 мм на высоте 524 м (Назрань) до 1404 мм на высоте 3656 м (Казбеги, высокогорный) (табл. 2).
В горной зоне меньше всего осадков выпадает непосредственно к югу от Скалистого хребта, в пределах Северной юрской сланцевой депрессии, в так называемой зоне «дождевой тени», где оно составляет 600–700 мм.
Большая часть годовой суммы осадков приходится на теплый, селеопасный, период (IV–Х) и составляет в низко- и среднегорье 79–81 %; в высокогорье 63–74 % при максимуме в мае-июне (табл. 2).
На территории республики Ингушетия атмосферные осадки, как известно, наблюдаются в твердом, жидком и смешанном виде, с высотой доля жидких и смешанных осадков уменьшается, а твердых – возрастает, достигая на высоте 3000 м с ноября по апрель 100 %. Доля жидких осадков увеличивается до высоты 2854 м, составляя в июле 85 %.
Таблица 1
Среднемесячная, годовая температура воздуха (°С) для территории Республики Ингушетия
|
Метеостанция |
Высота, м |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
|
Назрань |
524 |
–5,5 |
–4,4 |
1,5 |
8,7 |
14,8 |
18,4 |
|
Армхи |
1206 |
–3,6 |
–2,5 |
1,3 |
7,2 |
12,0 |
15,0 |
|
Казбеги |
1744 |
–5,2 |
–4,7 |
–1,5 |
40 |
9,0 |
11,8 |
|
Мамисонский перевал |
2854 |
–12,0 |
–12,2 |
–8,9 |
–4,1 |
0,6 |
3,8 |
|
Казбеги, высокогорный |
3656 |
–15,0 |
–15,3 |
–12,2 |
–8,0 |
–3,5 |
–0,3 |
|
Метеостанция |
Высота, м |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
|
Назрань |
524 |
21,0 |
20,4 |
15,3 |
9,1 |
2,2 |
–3,1 |
8,2 |
|
Армхи |
1206 |
17,7 |
17,4 |
13,0 |
8,5 |
2,6 |
–1,6 |
7,2 |
|
Казбеги |
1744 |
14,4 |
14,4 |
10,6 |
6,6 |
1,5 |
–2,6 |
4,9 |
|
Мамисонский перевал |
2854 |
7,6 |
7,6 |
4,0 |
–0,5 |
–5,3 |
–9,1 |
–2,4 |
|
Казбеги, высокогорный |
3656 |
3,4 |
3,4 |
0,0 |
–4,1 |
–8,6 |
–12,3 |
–6,1 |
Таблица 2
Среднее месячное, за теплый (IV–X), холодный (XI–III) периоды, и годовое количество атмосферных осадков (мм) по высотам для территории Республики Ингушетия
|
Метеостанция |
Высота, м |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
|
Назрань |
524 |
19 |
20 |
33 |
49 |
95 |
112 |
81 |
59 |
|
Армхи |
1206 |
20 |
20 |
34 |
52 |
100 |
119 |
87 |
62 |
|
Казбеги |
1744 |
22 |
28 |
43 |
73 |
105 |
99 |
87 |
85 |
|
Мамисонский перевал |
2854 |
73 |
76 |
81 |
82 |
110 |
109 |
86 |
85 |
|
Казбеги, высокогорный |
3656 |
63 |
71 |
95 |
147 |
183 |
165 |
150 |
169 |
|
Метеостанция |
Высота, м |
IX |
X |
XI |
XII |
IV–X |
XI–III |
Год |
|
Назрань |
524 |
53 |
37 |
26 |
20 |
486 |
118 |
604 |
|
Армхи |
1206 |
56 |
40 |
27 |
20 |
516 |
121 |
637 |
|
Казбеги |
1744 |
68 |
51 |
33 |
24 |
568 |
150 |
718 |
|
Мамисонский перевал |
2854 |
77 |
65 |
59 |
65 |
614 |
354 |
968 |
|
Казбеги, высокогорный |
3656 |
121 |
99 |
83 |
58 |
1034 |
370 |
1404 |
Существенную опасность в смысле образования селей обусловливают жидкие осадки, выпадающие в летний период в зоне незадернованных морен, переувлажнение которых подготавливает рыхлообломочный материал к подвижкам. Кроме того, активная конвективная деятельность над рассматриваемой территорией в теплый период года способствует выпадению ливней; в высокогорьях возможны летом обложные дожди, что также способствует увлажнению обломочного материала и развитию селевой опасности [5].
В те годы, когда количества осадков холодного и теплого периодов весьма существенны, степень увлажнения грунтов и водность рек достаточные, вероятность развития дождевых селей весьма возрастает, при этом началом развития селевого процесса может явиться ливень с интенсивностью 0,1 мм/мин с количеством осадков от 25 до 50 мм за сутки. Откуда критический предел селеформирующих осадков на территории республики Ингушетия изменяется от 25 до 55 мм за сутки.
В связи с локальностью выпадения ливни обусловливают сходы селей в отдельных районах республики; а осадки фронтального характера приводят к развитию селеопасных явлений на значительной площади.
Средняя высота снеговой линии, обусловливаемой климатическими условиями, в пределах данной территории достигает 3920 м, являясь верхним пределом селепроявлений [6]. Снежный покров устойчив, очевидно, только в высокогорьях и на северных склонах низко- и среднегорных хребтов; ниже в высотном отношении и на южных склонах, а также в межгорных котловинах сплошной и устойчивый снежный покров не образуется.
Современное оледенение на рассматриваемой территории, относящееся к рассеянному типу, представлено небольшими ледниками в истоках рек Шондон и Ханкол (составляющие р. Армхи) и Сарту, Нелх, Гулойхи (притоки р. Асса). В связи с незначительностью современного оледенения здесь практически исключена возможность возникновения селевых потоков гляциального генезиса в чистом виде. Моренные накопления древнего оледенения, значительно видоизмененные процессами комплексной денудации, играют определенную роль в процессах селеформирования в бассейнах вышеперечисленных притоков р. Армхи и Ассы.
Реки Армхи и Асса имеют смешанное питание, в котором большое значение имеют сезонные снега и ледники. Значительную роль играет дождевое и грунтовое питание. По характеру водного режима реки Армхи и Асса относятся к «тянь-шанскому типу», поэтому в теплую часть года проходит растянутое половодье, имеющее на графике гребенчатый вид от дождевых паводков; в холодную часть года стоит маловодная устойчивая межень. Обе реки отличаются большой мутностью [7–8].
В горной зоне Республики Ингушетия растительность и почвы представлены: до высоты 800–1000 м буково-грабовыми лесами на коричневых и темно-каштановых почвах, до высоты 1500 м – буковыми лесами, до высоты 2000 м – остепненными лугами с группировками нагорных ксерофитов. В поясе высокогорных субальпийских лугов и лугостепей до высоты 2600 м распространены горно-луговые субальпийские почвы. Выше 2600 м расположен пояс альпийских лугов с горно-луговыми альпийскими (торфянистыми) почвами. В нивально-гляциальной зоне, расположенной на высотах свыше 2900–3000 м, распространены скелетные почвы, скалы, снежники, осыпи, встречаются пятна прискальной растительности.
На рассматриваемой территории преобладают скальные селевые очаги и очаги рассредоточенного селеобразования; прочие виды очагов единичны.
В высокогорьях (более 2000 м) твердой составляющей селей являются рыхлые отложения скального характера и современных ледниковых морен; в среднегорьях (2000–1000 м) – это материалы древних морен, осыпей, обвалов, оползней, оплывин, а также террасового аллювия; наконец, в низкогорьях (менее 1000 м) – это аллювиальные, делювиально-оползневые, мелкообломочные обвально-обсыпные отложения эрозионных форм рельефа.
В Республике Ингушетия имеется 26 основных селевых русел, по которым проходит 77 % грязекаменных и 23 % наносоводных селей. Грязекаменные сели преобладают в высокогорье, в средне- и низкогорье доминируют наносоводные селевые потоки.
Повсеместно, на всех высотных интервалах, господствуют сели дождевого генезиса. В высокогорье, в зоне современного оледенения, существует вероятность формирования смешанных ледниково-дождевых селей, в основном в результате таяния погребенных льдов, в среднегорье – лимногенных селей в результате разрушения плотин из современных и древних оползневых массивов, широко распространенных в пределах Северо-Юрской депрессии, и селей снеготаяния.
Антропогенные сели обусловливаются отвалами горных выработок, «хвостохранилищами» обогатительных фабрик, а также карьерами по добыче строительных материалов [9–10].
Почти до конца XX в. в горной зоне республики антропогенное вмешательство выражалось лишь во вредном влиянии на состояние почвенно-растительного покрова в результате неумеренного выпаса скота и хозяйственной деятельности в долине р. Армхи. Но в последние десятилетия положение резко изменилось в бассейне р. Ассы. В результате прокладки автодороги в Таргимскую котловину, изысканий в районе Главного хребта, постройки поселка в устье р. Сарту был сведен лес, поврежден почвенный покров, нарушены естественные углы склонов. Это может привести к возникновению активных селевых очагов с образованием в них мощных селей и оползней-потоков [11–12].
Объемы селевых выносов, превышающие 100 тыс. м3, характерны для селей, образующихся в районе Главного Кавказского хребта и на его отрогах; 10–100 тыс. м3 – в районе Северо-Юрской депрессии; до 10 тыс. м3 – в районе передовых хребтов. Сели значительных (более 100 тыс. м3) и средних (10–100 тыс. м3) объемов наблюдаются соответственно 1 раз в 15–20 и 5–10 лет. Ежегодно фиксируются сели небольших (до 10 тыс. м3) объемов.
Заключение
В связи с тем, что на территории Республики Ингушетия количество осадков зависит от высоты местности, в низкогорьях, очевидно, период с высокой опасностью схода селей имеет наибольшую продолжительность, начинаясь в марте и завершаясь в октябре. В средне- и высокогорьях указанный период сокращается на несколько месяцев, достигая соответственно промежутков времени с апреля по сентябрь и с мая по сентябрь. Весьма высокая селевая опасность, в свою очередь, в республике приурочена к летним месяцам года (июнь–август), что объясняется интенсивным выпадением жидких осадков, обусловливающим интенсивное таяние снега и льда на поверхностях ледников и снежников в горных районах. В связи с тем, что селевые явления обусловливаются и характером погодных условий, можно предположить, что в ближайшие десятилетия на Северном Кавказе, в том числе и в республике Ингушетия, из-за нестабильности погодно-климатического режима на высотах более 2000 м существенно возрастет продолжительность периода повышенной селевой опасности.