Абразионно-аккумулятивные процессы на участке Правый Шамановский Усть-Илимского водохранилища

препятствующая проникновению в другие части пещеры, свидетельствуют о значительной инфильтрации поверхностных вод в глубь массива и, соответственно, об активности современного карста. Продолжение разлома фиксирует цепь воронок, ориентированная в северо-восточном направлении. А выходы теплого воздуха из трещин в обнажении пород свидетельствуют о пустотах, в которых возможна значительная циркуляция воздуха.

Выводы

Таким образом, интенсивная складчатость и связанная с этим трещи-новатость карбонатных пород, при со-путствии других необходимых условий (наличие растворимых пород, наличие в трещинах движущейся воды и достаточная агрессивность воды по отношению к породам), способствовали развитию карста рассматриваемой части верхнего Приленья и определили развитие карстовых форм в пространстве.

Институт земной коры СО РАН, аспирантка. Рецензент А. Н.Иванов

Библиографический список

1. Вологодский Г.П. Карст Иркутского амфитеатра. - М.: Наука, 1975. - 124 с.

2. Замараев С.М., Адаменко О.М., Рязанов Г.В, Кульчитский А.А., Адаменко Р. С., Викентьева Н. М. Структура и история развития Предбайкальского предгорного прогиба. - М.: Наука, 1976. -136 с.

3. Инженерная геология СССР. Т.3. Восточная Сибирь. - М.: Изд-во Московского ун-та, 1977. - 700 с.

4. Филиппов А.Г. Перераспределение некоторых элементов в отложениях Аргараканской пещеры (Иркутская область) // Пещеры.Типы и методы исследования. - Пермь: Пермский университет, 1984. -С. 56-60.

5. Шенькман Б.М. Гидрогеология карста краевой зоны Ангаро-Ленского артезианского бассейна. // Гидрогеология и инженерная геология Сибири. - Новосибирск: Наука, 1990. -С. 21-26.

УДК 528.472:504.4.062.2 (282.256.347) Т.А.Ташлыкова

АБРАЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПРОЦЕССЫ НА УЧАСТКЕ ПРАВЫЙ ШАМАНОВСКИЙ УСТЬ-ИЛИМСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

Производится анализ условий и факторов, влияющих на развитие главных берегофор-мирующих процессов в данной части водоема. При обработке и анализе полевых данных выявлено, что изменение положения уровня воды в результате эксплуатации водоема (одного из главных факторов) влечет за собой моментальную перестройку в подводной части отмели.

Т.Р.ч Tashlykova

The abrasion-accumulative processes in the pravy Shamanovsky area of the Ust-Ilim

reservoir

The paper deals with the analysis of conditions and factors, that influence the development of main coastal processes. Processing of the analysis data has revealed that the variations of wa-

ter level during the exploitation of reservoir (one of the basic factors) entail the instant changes in the structure of submerged shoals.

Создание Усть-Илимского водохранилища оказало влияние на природные условия прилегающей территории, которая характеризуется большим природным разнообразием геолого-геоморфологических, инженерно-

геологических и гидрометеорологических условий, в связи с чем возникают новые необратимые процессы во взаимодействии суши с водоемом. Созданное раньше Братское водохранилище изучено и описано в научной литературе, а материалы полевых исследований по Усть-Илимскому до сих пор еще полностью не обработаны в силу определенных обстоятельств, в связи с чем перед автором поставлена актуальная задача по изучению главных берего-формирующих процессов на конкретном участке данного водоема.

Преобладающими над южной частью водоема являются ветра западных румбов со скоростью 5-8 м/с. Весной и осенью, в связи с оживлением циклонической деятельности, среднемесячные скорости ветра (более 3,5 м/с) возрастают и достигают наибольших в году значений [1]. Более спокойными являются май и июль.

Наиболее благоприятные условия для развития интенсивного волнения из всей акватории водоема создаются в Шамановском расширении, широтное простирание которого совпадает с направлением ветров западных и восточных румбов. Автором проанализирован возникающий ветроволновой режим и установлено, что на данном участке при ветрах северных, западных и восточных румбов до 7 м/с возникает 0,5-метровая волна, при ветрах южных направлений - 0,25 м. При ветрах северного, северовосточного, северо-западного и восточного направлений со скоростью 15 и 20 м/с образуется волна 1,5 и 2 м, что на 0,5-1 м выше, чем при других направлениях. Так, в осеннее время на этом уча-

стке при северо-западном ветре скоростью 25 и 30 м/с и длине разгона волн в 8-11 км высота волны достигает 2,7 и 3,7 м. При этом образуется энергия волнения около 600-830 тыс тм, являющаяся максимальной величиной не только для Ангарской акватории, но и для всего водоема в целом [2].

Интенсивность развития абразионного процесса на водоеме определяют не только гидродинамические условия, но и геолого-геоморфологические. Берега Шамановского расширения по всему периметру крутые и высокие, сложенные осадочными породами ордовика.

На геолого-геоморфологическом профиле данного участка (рис. 1) видно, что береговой склон имеет высоту 25 м, крутизну - 400 и сложен красноцветны-ми песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов мамырской свиты ордовика, сверху перекрытых чехлом рыхлых делювиальных отложений мощностью до 1 м. В целом, породы не устойчивы к процессам выветривания. Водонасыщение пород приводит к уменьшению их механической прочности и даже полному размоканию отдельных образцов.

Все испытанные образцы песчаников и алевролитов, по данным лабораторных исследований ИЗК СО РФ, податливы к механическому размягчению и не выдерживают резких температурных напряжений. Таким образом, процессы выветривания снижают их прочность в 2-3 раза [3].

На графиках абразионно-аккумулятивных процессов по исследуемому участку (рис. 2) видно, что за весь период наблюдений в надводной зоне участка преобладала абразия, усиливаясь к 1990 году (рис. 2А).

Такое увеличение абсолютных объемов размыва по годам, очевидно, имеет несколько причин. В период цик-

Делювиальные отложении

Рис. 1. Формирование профиля берега на участке Правый Шамановский Усть-Илимского водохранилища

Т У | Плчвенно-раститсльный слой Делювиальные отложен ия

* 1

ла полноводных лет (1984-88 гг) уровень воды в водоеме находился как минимум в течение полугода на форсированных отметках, что привело к периодическому обводнению пород берегового склона и в результате вызвало уменьшение их механической прочности. При переходе к следующему водному циклу (1989-1997 гг) уровень воды в водоеме выше отметки НПГ не отмечался. В этот период абразии подверглись намытая в предыдущем водном цикле верхняя часть подводной отмели и коренной уступ, вследствие чего объемы размыва в надводной зоне сразу возросли в 2 раза (см. рис. 2А). Аккумуляция при этом в течение этого периода наблюдений изменялась от 4 до 8 м3/пог. м берега. Причем максимальные ее значения приурочиваются к периодам снижения абразионного процесса. И, наоборот, при активном течении абразии аккумулятивный процесс сводится к нулю. За период наблюдений бровка берегового уступа отодвинулась на 13 м. Абразией и процессами выветри-

вания вскрыт коренной берег на глубину 4-4,5 метра.

Общий объем размыва в надводной зоне за период наблюдений составил около 69 м3/пог. м берега. Аккумуляция составила всего 12,6 м3/пог. м берега, что составляет всего 18,3% от общего объема размыва. В подводной зоне с началом полноводного цикла преобладала аккумуляция, достигая 17,5 м3/пог. м берега (рис. 2Б). При нахождении уровня воды на форсированных отметках, аккумулятивный процесс уменьшился до 1-3 м3/пог. м берега и заменился нарастающим абразионным, который в 1987 году уже достиг 10,5 м3/пог. м берега. В 1989-90 гг. (третий водный цикл эксплуатации Усть-Илимской ГЭС) при понижении уровня воды в водоеме размыву подверглась отмель в приурезовой зоне. В связи с этим объемы размыва стали увеличиваться, достигнув в 1990 году почти 12 м3/пог. м берега. В это время аккумулятивный процесс снизился до нуля.

40 296,5

.__

30 X-/X ^ «-""^Ч )< /х  296

20 295,5 295

10 294,5

0 294

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990

——размыв, м3 —♦—аккумуляция, м3 —й—уровень, м х НПГ

20 297

15 " * уР\ * * •  296

10 295 294

5 0 293 292

1984198519861987198819891990

——размыв, м3 —♦—аккумуляция, м3 —Д—угол наклона подводн отмели, град х уровень, м

А Б

Рис.2. Абразионно-аккумулятивные процессы в надводной (А) и подводной (Б) береговых зонах на участке Правый Шамановский Усть-Илимского водохранилища за период наблюдений

На графиках рис. 2Б отмечается взаимо-обратность исследуемых процессов, интенсивность которых определяется положением уровня воды в водоеме.

На исследованном участке берег приглубый. За рассматриваемый период первоначальный угол наклона подводной 7-метровой отмели равнялся 90 (рис. 2Б), сохраняясь и в следующем году при уже возросшей на 2 м ширине подводной отмели. В 1985 г. повышение уровня воды в водоеме на 1,4 м вызвало на подводном склоне аккумуляцию в 1,5 м намытого материала. В 1987 г. в связи со снижением объемов аккумуляции и нарастанием объемов размыва угол наклона подводной 9-метровой отмели уменьшился до 40, в результате чего размыт слой отложений мощностью до 1 м. В 1988 г. при уровне выше Н111 на 0.2 м угол наклона подводной отмели снова увеличился до 90. В результате такой обстановки относительно предыдущего года оказался размыт 0,5-1-метровый слой отложений. В1990 г. при снижении уровня воды в водоеме на 1 м относительно Н111 на участке отмечен повышенный объем размыва как в надводной, так и в подводной зонах. Как результат сложившихся в это время условий на водоеме угол наклона подводной 6-метровой отмели составил 40. В

это время за свалом глубин размыт 1-2-метровый слой уже коренного берега, что объясняется снижением уреза воды и, соответственно, смещением базиса размыва. В результате на участке суммарный объем размыва на подводной отмели за период наблюдений составил 31,5 м3/пог. м берега, объем аккумуляции - 21,9 м3/пог. м берега, что составляет 70% от размыва.

Анализ графиков зависимостей уклона и ширины подводной отмели от уровня воды в водоеме (рис. 3) показывает, что первоначальный угол наклона отмели составлял 90, к 1987 г постепенно уменьшался до 40, в 1988 г уклон подводной отмели снова возрос до 80.

9,5 7,5 5,5

3,5

- Ж-В__ а,__

296,5

296

295,5

295

294,5

294

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990

-угол наклона подводной отмели, град -ширина подводной отмели, м -уровень, м -НПГ

Рис. 3. Зависимость ширины и уклона подводной отмели от уровня воды на участке Правый Шамановский Усть-Илимского водохранилища по годам

Такие скачки в увеличении угла отмели, очевидно, являются отражением коле-

бания уровня в годовом ходе 1984, 1985 и 1988 годов. Ширина ее в полноводные 1985-87 гг. оставалась равной 9м. В 1988-90 гг. при понижении уровня воды в водоеме ширина отмели уменьшилась до 6 м. Следовательно, угол наклона подводной отмели участка четко определяется положением уровня воды в водоеме. Понижение уровня воды в водоеме определяет процесс выполаживания отмели с увеличением абразионного процесса, в результате чего угол наклона последней уменьшается, что влечет и уменьшение ее ширины. Данная особенность характерна только для данного приглубого участка. Этим объясняется и активизация абразионного процесса при минимальном проявлении аккумулятивного (рис.4).

За период исследований переломным является 1987 год, за время которо-

Рис. 4. Динамика абразионно-акку-мулятивных процессов на участке Правый Шамановский Усть-Илимского водохранилища за период наблюдений

го при незначительном понижении уровня воды в водоеме снизился аккумулятивный процесс и активизировался абразионный, в результате чего произошло уменьшение угла наклона подводной отмели, а на свале глубин произошел размыв отложений мощностью до 1 м.

На рис.4 графически представлена динамика исследуемых процессов на участке Правый Шамановский за пери-

од наблюдений. Первоначально преобладающим процессом в подводной зоне была аккумуляция, постепенно перешедшая в размыв. В надводной зоне за весь период исследований преобладает абразионный процесс и идет активная переработка профиля берега.

Из-за широтного простирания данной акватории, совпадающего с преобладающими направлениями ветров, на участке развивается активное волнение. Активизации процесса абразии на исследуемом участке способствуют: наличие крутого склона, положение уровня воды в пределах НПГ, способствующего обводненности коренного берега. При этом обводненные породы, неустойчивые к процессам выветривания, легко разрушаются в надводной зоне и приводят к отступлению бровки берегового уступа.

В подводной зоне прослежена динамика развития отмели, где угол ее наклона зависит как от положения уровня воды в водоеме, так и от геолого-геоморфологических условий. Ширину отмели определяет геоморфология склона и колебания уровня воды в водоеме. Угол наклона подводной отмели также находится в зависимости от интенсивности абразионного процесса в коренных породах. Понижение уровня воды в водоеме определяет процесс вы-полаживания отмели, в результате чего угол наклона последней уменьшается. Это влечет на данном участке к уменьшению ее ширины. Однако замечено, что уровни воды в пределах НПГ и выше определяют угол наклона подводной отмели в 90. Данная особенность характерна только для данного приглубого участка. В связи с изменением водного цикла на Усть-Илимском водохранилище и понижения уровня воды даже на 1 метр относительно НПГ (1990 г), в подводной зоне при непосредственном участии волнения размыт 1,5-2-метровый слой коренного берега и отложений при участии абразии (см. рис.1). Это лишний раз подчеркивает уязвимость гео-

40 30 20 10 0 -10 -20 -30

Надводная

-ж-*— Подводная

- надводный размыв, м3

надводная аккумуляция

подводный размыв, М3

- подводная аккумуляция

экологической системы Усть-Илимского водохранилища, где изменение одного показателя обязательно ведет к изменению во всей геосистеме в целом.

Библиографический список

1. Бубликова Ю.И., Кошинский С.Д. Типы полей ветра над Братским водохранилищем и их статистические характеристики // Гидрометеорологический режим водохранилищ и

Институт земной коры СО РАН, аспирантка. Рецензент Л. И. Аузина

крупных озер Сибири. - М.: Гидро-метеоиздат, 1975. - С. 3-71.

2. Карта ветрового волнения Усть-Илимского водохранилища. - Иркутск, 1976.

3. Овчинников Г.И., Павлов С. Х., Тржцинский Ю. Б. Изменение геологической среды в зонах влияния Ан-гаро-Енисейских водохранилищ. -Новосибирск: Наука, 1999. - 254 с.