Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

CONDITIONS FOR THE FORMATION OF MUDFLOWS OF THE REPUBLIC OF INGUSHETIA (EAST CAUCASUS)

Sergeyeva G.A. 1 Andreeva E.S. 1 Adamyan V.L. 1
1 Don State Technical University
The article considers the natural conditions for the formation of mudflows in the territory of the Republic of Ingushetia: orography and terrain, meteorological factors (air temperature, precipitation and snow cover), hydrography and flow regime, mountain lakes and modern glaciation, as well as soil and vegetation cover and anthropogenic conditions. Multicomponent data on seleproyavleniye, as well as their quantitative characteristics for the main river basins on the example of the territory of the Republic of Ingushetia are presented. The article describes the main morphological features of the relief of the Republic, varying in direction from North to South; specified volume of offsets the material formed on the ridges of the Caucasus mountains, including the Main range and its spurs; identified periods of debris flow activity under consideration; learned aspects of human activities that contribute to the development of celebreality and their origin. As shown by previous studies, the possibility of constructive use of the consequences of mudflow is very difficult in the territory of the manifestation of mudflow activity, but the use of mudflow deposits is of some practical interest as, for example, materials for construction. However, the economic damage caused by mudflows is not comparable to the possible effect of using sediments. At the end of the XX century, against the background of increased attention to the areas where mudflow phenomena occur, the concept of «mudflow hazard»appeared and was justified. The article discusses the causes of the so-called «anthropogenic mudslides». Mudslides caused by anthropogenic activity, the manifestations of which are caused by one or another anthropogenic activity, provide the appearance of new mudflow basins, increasing the risks of socio-economic and environmental damage on the territory of the studied Republic of Ingushetia.
debris flows
river basins
morphological structure
human impact
conditions for the formation of debris flow phenomena
1. Sergeeva G.A., Volobueva L.L., Krivosheeva E.A. Mudflow hazard of the Karachay-Cherkess Republic. Western Caucasus: monography. Palmarium Akademic Publishing, 2015. 269 p. (in Russian).
2. Sergeeva G.A., Adamyan V.L. Abundances of Anthropogenic Mud Flows in the North Caucasus Region // Intellektual’nye sistemy v proizvodstve. 2017. T. 15. № 1. P. 114–117 (in Russian).
3. Andreeva E.S., Andreev S.S. Geography and Genesis of dangerous weather events in the South of Russia. Rostove-na-Donu, 2007. 89 p. (in Russian).
4. Andreev S.S., Popova E.S. Global warming and anthropogenic factor. European Journal of Natural History. 2012. № 4. Р. 27–28.
5. Andreev S.S., Popova E.S. Ecologic-geographical estimation of climatic comfortless of Rostov-on-Don. European Journal of Natural History. 2013. № 5. Р. 32–34.
6. Beroev B.M., Kazahova M.G. About the state and prospects of development of tourist and excursion business in North Ossetia-Alania // Geograficheskij vestnik. 2012. № 2 (21). Р. 93–101 (in Russian).
7. Gekkiev A.B. Influence of terrain on the climate of the Republic of North Ossetia-Alania // Modern high technologies. 2012. № 1. Р. 5–7 (in Russian).
8. Gucaeva A.B. Potential of the Republic of North Ossetia-Alania for forming a competitive tourist and recreational complex within the North Caucasus Federal district // Molodoj uchenyj. 2013. № 6. Р. 797–799 (in Russian).
9. Global climate change: regional effects, models, forecasts // Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Posvyashchayetsya 85-letiyu fakul’teta geografii, geoekologii i turizma VGU / Pod obsh. red. S.A. Kurolapa, L.M. Akimova, V.A. Dmitrievoj. 2019. V. 1. 532 p. (in Russian).
10. Global climate change: regional effects, models, forecasts // Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Posvyashchayetsya 85-letiyu fakul’teta geografii, geoekologii i turizma VGU / Pod obsh. red. S.A. Kurolapa, L.M. Akimova, V.A. Dmitrievoj. 2019. V. 2. 444 p. (in Russian).
11. Shnyparkov A.L., Koltermann P.K., Seliverstov Yu.G., Sokratov S.A., Perov V.F. Koltermann K.P. Risk of mudflows at the Caucasian coast of the Black Sea // Vestnik Moskovskogo un-ta. Ser. 5. Geografiya. 2013. № 3. Р. 42–48 (in Russian).
12. Petrushina M.N., Suslova E.G. Indication of mudflow activity in the landscapes of the North Caucasus // Sovremennye problemy geologii, geofiziki i geoekologii Severnogo Kavkaza: materialy Vtoroj Vserossijskoj nauchno-tekhnicheskoj konferencii (Groznyj 7–10 noyabrya 2012 g.). 2012. Р. 634–640 (in Russian).

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.