Методика картографирования экзогенной геодинамики зоны влияния водохранилищ ангарского каскада в свете концепции морфосистем

УДК 528:551

В.П.Ступин, А.А. Карацай, Н.Ю. Лахман ИрГТУ, Иркутск

МЕТОДИКА КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ЭКЗОГЕННОЙ ГЕОДИНАМИКИ ЗОНЫ ВЛИЯНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ АНГАРСКОГО КАСКАДА В СВЕТЕ КОНЦЕПЦИИ МОРФОСИСТЕМ

В статье рассмотрены принципы и методика ранжирования и зонирования территории в полосе влияния водохранилищ ангарского каскада, на теоретической основе концепции морфосистем в интересах формирования легенд и картографирования экзогенных геодинамических процессов исследуемого региона.

V.P. Stupin, A.A. Karatsay, N.Y. Lahman Irkutsk State Technical University

83 Lermontova UI, Irkutsk, Russian Federation

TECHNIQUE OF MAPPING OF EXOGENOUS GEODYNAMICS OF THE ZONE OF INFLUENCE OF WATER BASINS OF THE ANGARA CASCADE IN THE LIGHT OF CONCEPT MORPHOSYSTEMS

In article principles and a ranging and zoning technique of territory in the zone of influence of water basins of the Angarsk cascade, on a theoretical basis of the concept morphosystems in interests of formation of legends and mappings of exogenous geodynamic processes of investigated region are considered.

В состав Ангарского гидроэнергетического каскада входят три гидроузла: Иркутский, Братский и Усть-Илимский. Плотины ГЭС сооружены в суженных местах долины Ангары и образуют крупные водохранилища. Общая площадь, попавшая в зону затопления Ангарского каскада составила 7500 кв. км, протяженность с юга на север - около 1,4 тыс. км, в водохранилищах заключено 234 куб. км воды, глубина затопления местами достигает 100 м. Водосбор каскада водохранилищ включает бассейн Байкала и Ангары до створа Усть-Илимской ГЭС. Создание столь грандиозного гидроузла привело к резкому перераспределению литодинамических потоков и изменению структуры морфогенеза затопленных и подтопленных территорий. Затопленные территории перешли в субаквальный литодинамический режим, и в их пределах произошла смена эрозионноденудационного процесса на аккумулятивный. В пределах субаэральных подтопленных территорий имело место поднятие и смещение местных базисов денудации, изменения уровня грунтовых вод и, следовательно, перестройка структуры и режима литодинамических потоков в прибрежных морфосистемах.

Изучение экзогенной геодинамики морфосистем зоны влияния ангарского гидроузла представляет несомненный научный и практический интерес. Одним из основных методов исследований такого рода является картографический. Для отработки легенд карт геодинамики полосы влияния

водохранилищ ангарского каскада нами разработана методика ее зонирования, основанная на дефиниции и ранжировании прибрежных морфосистем, путем анализа факторов морфогенеза, важнейшим из которых является морфологический. Именно морфология служит основой для формирования природных и техногенных морфосистем, характеризующихся целостностью и относительной устойчивостью своей внутренней структуры, обменом веществом и энергией и т.д. Подробнее принципы дефиниции и ранжирования морфосистем в интересах картографирования изложены нами

в [1,2].

Под переработкой береговых морфосистем мы понимаем процесс совокупного воздействия различных факторов, проявившихся в результате нарушения динамического равновесия в ходе формирования молодых водохранилищ и приводящих к перестройке прежде равновесных береговых и прибрежных систем. Процессы формирования и переформирования берегов протекают как в зоне непосредственного контакта водной массы с сушей, так и в пределах прилегающих к берегу субаквальных и субаэральных полос - в зоне опосредованного контакта.

Основными факторами, определяющими границы, тип, облик и интенсивность переработки морфосистем ангарских водохранилищ являются:

- Геоморфологические условия (морфология и морфометрия рельефа);

- Инженерно-геологические условия (устойчивость пород, слагающих берега);

- Гидрологический фактор (ветровой и волновой режимы, колебания уровня, вдольбереговые течения, ледовые условия);

- Ландшафтные условия (тип климата, растительный покров);

- Антропогенный фактор.

Перечисленные факторы положены в основу зонирования морфосистем прибрежной полосы территории исследований. Перечень выделенных морфосистем (в порядке приоритетности факторов) приведен ниже.

Дефиниция по морфологии морфосистем и их положению по отношению к водной массе водохранилищ:

- Затопленные (субаквальные системы подводных склонов и ложа водохранилищ):

- В слое волнового воздействия (мощность слоя принята равной двойной высоте максимальных волн);

- Глубже слоя волнового воздействия.

- Подтопленные (субаэральные системы берегов и побережья):

- Простые и сложные склоны, опирающиеся на урез водохранилищ;

- Бассейны первого порядка, опирающиеся на урез водохранилищ;

- Устьевые участки бассейнов второго и более высоких порядков, в которых имела место ингрессия водохранилища в процессе его заполнения.

Дефиниция по типу геологического субстрата

(морфолитодинамический фактор):

- Скальный субстрат, представленный коренными породами:

- Относительно прочными магматическими (траппы и т.п.);

- Относительно неустойчивыми метаморфическими нерастворимыми (песчаники, сланцы, алевролиты, аргиллиты и т.п.):

- Растворимыми карбонатными и др. карстующимися (мрамора, известняки, мергели, гипс, соль);

- Рыхлый субстрат, представленный размываемыми несвязными аллювиально-делювиальными отложениями ангарских террас:

- Крупнообломочными (галечники и т.п.);

- Мелкообломочными (пески, суглинки, лессовидные суглинки).

Дефиниция по ландшафтным признакам:

- Остепненные территории;

- Залесенные (таежные) территории;

- Селитебные побережья.

Сочетания вышеперечисленных факторов формируют следующие типы береговых морфо систем:

- Денудационно-абразионный;

- Абразионно-аккумулятивный;

- Абразионно-денудационный;

- Аккумулятивный.

Денудационно-абразионный тип характерен для приглубых и крутых ингрессионных берегов, сложенных устойчивыми магматическими и метаморфическими породами. Такие системы сохраняются достаточно долго, особенно в условиях не слишком интенсивного волнения.

Ведущими процессами развития таких берегов являются унаследованные склоновые процессы, в степной зоне в сочетании с линейной эрозией. Абразия играет подчиненную роль. Отношение длины денудационной части берегового склона к длине абразионной части (клифа) обычно больше, чем 10/1.

Берега этого типа слабо изменены после подтопления, имеют невысокий клиф (1-2 м), пляж или отсутствует вовсе, или находится в зачаточном состоянии. У таких берегов часто можно встретить сохранившийся затопленный лес.

В Иркутском водохранилище подобные берега занимают большую часть левого берега и верхнюю половину правого.

В Братском водохранилище берега рассматриваемого типа преобладают по правому берегу, а также по расположенной ниже по течению части левого.

В Усть-Илимском водохранилище такие береговые системы занимают большую часть побережья.

Абразионно-аккумулятивный тип характерен для берегов, сложенных рыхлыми отложениями ангарских террас, а также некрепкими или выветрелыми метаморфическими породами. Подобные морфосистемы

приурочены к выступающим в акваторию мысам и островам, т.е. там, где волнение наибольшее.

Ведущими процессами являются абразия и размыв береговых склонов с образованием довольно высоких клифов (более 10 м), бенча, пляжа с подводной осыпью, реже с образованием других аккумулятивных форм - кос, пересыпей и т.п. Клиф занимает большую часть берегового склона.

Берега этого типа наиболее сильно изменились после подтопления, отступили на десятки и первые сотни метров и пока не обнаруживают признаков стабилизации.

В Иркутском водохранилище такие системы приурочены к отложениям третьей террасы Ангары в нижней, примыкающей к плотине, части правого берега.

В Братском водохранилище подобные берега занимают более 30% побережья и приурочены к выходам неустойчивых пород ордовика в верхней и средней частях водохранилища.

В Усть-Илимском водохранилище береговые системы этого типа распространены меньше и не столь активны.

Абразионно-денудационный тип характерен для берегов, сложенных рыхлыми и глинистыми отложениями, непрочными метаморфическими, а также специфическими (растворимыми, карстующимися, просадочными) породами.

Абразия и подтопление берегов являются ведущими процессами преобразования таких берегов, что приводит к активизации унаследованных или появлению новых, часто весьма негативных, экзогенных процессов в прибрежной полосе. К таковым относятся карст, оползни, суффозия, отседание склонов, овражная эрозия. Отношение абразионной и денудационной частей берегового таких систем склона обычно менее 10/1

Больше всего берега этого типа развиты в Братском водохранилище, особенно по берегам его верхней остепненной части.

В Иркутском водохранилище оползневые процессы характерны для нижней части водоема, особенно вдоль правого берега.

В Усть-Илимском водохранилище подобные берега встречаются реже. В то же время здесь известны примеры отседания скальных склонов по трещинам бортового отпора.

Аккумулятивный тип характерен для верховьев глубоких и узких ингрессионных заливов с пологими отмелыми берегами.

Здесь в условиях волновой тени и подпора устьев притоков Ангары происходит заболачивание, сопровождающееся осадконакоплением, заиливанием и формированием бугристого рельефа торфяников.

В Иркутском водохранилище такой тип берегов характерен для широких плоских падей правого, более изрезанного берега.

В Братском водохранилище перечисленные процессы особенно активно проявляются по глубоким заливам левого берега - по долинам рек Ока, Ия, а также по обоим берегам субширотного расширения водоема в районе Братска.

В Усть-Илимском водохранилище такой тип береговых морфосистем обычен для ингрессионных заливов Илима - правого притока Ангары.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ступин В.П. Выявление и дефиниция морфосистем в интересах картографирования рельефа [Текст] / В.П.Ступин // Геодезия и картография. - М., 2009. -№9. - С. 30-38.

2. Ступин В.П. Картографирование морфосистем [Текст] / В.П.Ступин // Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2009 г. - 160 с.

© В.П.Ступин, А.А. Карацай, Н.Ю. Лахман, 2010