авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Оползневые процессы на правобережье среднего течения реки кубань и тенденции их развития по данным автоматизированных наблюдений

-- [ Страница 1 ] --

УДК.551.435.627(282.247.38)

На правах рукописи

АСТАНИН ИЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ОПОЛЗНЕВЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ПРАВОБЕРЕЖЬЕ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ КУБАНЬ И ТЕНДЕНЦИИ ИХ РАЗВИТИЯ ПО ДАННЫМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ НАБЛЮДЕНИЙ

Специальность 25.00.25 – геоморфология и

эволюционная география

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Краснодар, 2011

Работа выполнена на кафедре физической географии географического факультета ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат географических наук,

доцент

Бекух Заира Адгемовна

Официальные оппоненты: доктор географических наук,

профессор

Сергин Сергей Яковлевич

кандидат географических наук,

доцент

Остапенко Андрей Александрович

Ведущая организация: ГУ Высокогорный геофизический

институт, г. Нальчик

Защита состоится 22 декабря 2011 г. в 11-00 на заседании диссертационного совета Д 212.101.15 по географическим наукам при Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ауд. 211.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета (читальный зал), с авторефератом – на сайте ВАК Минобрнауки России http://vak.ed.gov.ru /

Автореферат разослан 21 ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук Т.А. Волкова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На территории Краснодарского края высокая степень пораженности оползневыми процессами наблюдается вдоль уступов высоких террас крупных рек, одной из которых является крупнейшая водная артерия края – река Кубань. По ее долине со времен освоения Кавказа были заложены многочисленные населенные пункты, переросшие в города, имеющие в настоящее время важное народно-хозяйственное значение. Большинство из оползней, отмечаемых в среднем течении реки, развиты в пределах населенных пунктов, в условиях повышенной техногенной нагрузки. Разрастание площадей застройки приводило к тому, что большое количество домов и земель, предназначенных для сельскохозяйственных нужд, располагались в непосредственной близости от уступов реки. Под воздействием хозяйственной деятельности человека и различных природных факторов, на правобережье реки Кубань развивались в прошлом и активно развиваются в настоящем оползневые процессы. Большое количество оползней развито в пределах населенных пунктов, таких как станицы Воронежская, Кавказская, Тбилисская, Темижбекская, города Усть-Лабинск, Кропоткин и другие, что свидетельствует об актуальности изучения оползневых процессов на правобережье среднего течения р. Кубань. Актуальность решаемых в данной работе задач обуславливалась широким распространением оползней на исследуемой территории, оказывающих огромное влияние на народнохозяйственный комплекс. Выбор в качестве исследуемой территории правобережья средней Кубань обосновывается общностью многолетнего режима изменений среднегодовых расходов воды в реке и общими закономерностями развития оползневых процессов. Кроме того, в пределах этой территории расположены участки Усть-Лабинский и Кавказский, где организованы автоматизированные наблюдения за режимом экзогенных процессов на склонах нижнечетвертичной и современной террас. Поэтому изучение оползневых процессов для этого района является весьма актуальной темой сегодняшних дней.

Цель работы – изучение оползневых процессов на правобережье среднего течения реки Кубань с использованием геофизических параметров подземных вод.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) изучить природные и антропогенные факторы формирования оползней на правобережье среднего течения р. Кубань и определить их взаимосвязи, влияющие на активизацию оползневых процессов на исследуемых участках.

2) выявить сезонную и многолетнюю динамику оползневых процессов на исследуемой территории;

3) обосновать возможность использования геофизических параметров подземных вод при изучении активизации оползневых процессов и определить пороговые значения изменения уровней, температуры, электропроводности подземных вод, влияющих на активизацию оползневых процессов и возможности их использования в прогнозировании;

4) исследовать особенности функционирования подземной гидро­сферы и гидрогеодеформационного (ГГД) поля Земли на правобережье среднего течения реки Кубань.

5) на основе анализа пространственного распространения оползней различных типов произвести районирование оползневых процессов на территории исследования;

6) изучить закономерности оползневого процесса и эффективности противооползневых мероприятий в конкретных региональных условиях.

Объектом исследования являются оползни, распространенные по правобережью в среднем течении р. Кубань. В данной работе оползни рассматриваются как процесс и объект.

Предметом исследования являются предпосылки и факторы возникновения и формирования оползней, процессы динамики движения оползневых тел, особенности функционирования подземной гидро­сферы и гидрогеодеформационного (ГГД) поля Земли, особенности пространственного распространения оползней на правобережье в среднем течении реки Кубань, оценка возможного риска активизации оползней на исследуемой территории, возможные способы защиты и предупреждения.

Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые для территории правобережья среднего течения реки Кубань:

1) использованы для анализа оползневых процессов данные автоматизированных наблюдений за подземными водами, что позволяет сократить длительность ряда лет наблюдений;

2) выявлены амплитуды изменений геофизических параметров подземных вод, при которых происходит активизация оползневых процессов;

3) определено влияние гидрогеодеформационных полей на степень активности оползневых уступов на постах автоматизированного наблюдения;

4) усовершенствована методика использования материалов стационарных автоматизированных наблюдений за оползневым процессом с учетом специфических условий исследуемой территории;

5) уточнена классификация оползней для правобережья среднего течения р. Кубань.

6) на основе географического распространения оползней с учетом мощности оползневых смещений произведено комплексное районирование территории.

Исходный материал и методика исследований. В основу работы положены материалы собственных полевых исследований в 2006–2011 годах и материалы, собранные автором в полевых экспедициях при работе геологом отряда мониторинга экзогенных геологических процессов ГУП «Кубаньгеология». Кроме того, в работе использованы опубликованные материалы по общетеоретическим проблемам и региональным исследованиям геологии, геоморфологии, климата и прочим вопросам.

Методической основой проведенных исследований явились работы по изучению оползней Е.П. Емельяновой, Г.С. Золотарева, В.В. Кюнтцеля, А.Б. Островского, М.К. Разаевой, Ф.П. Саваренского, А.И. Шеко, коллектива ВСЕГИНГЕО СССР и др. Так же использовались работы «Явления глобально выдержанных быстро протекающих пульсационных изменений в гидрогеосфере (ГГД-поле или «гидрогеологический эффект Вартаняна-Куликова)» академика Вартаняна Г.С. и Куликова Г.В, а также методики визуальных и инструментальных наблюдений, применяемые для мониторинга за оползневыми процессами специалистами ГУП «Кубаньгеология» и других профильных организаций.

Для проведения исследований применялись анализ и обобщение литературных и фондовых материалов, методы дешифрирования аэрофото- и космических снимков; обзорные наземные маршруты на автомобиле и в пешем порядке; изучение оползневых процессов на эталонных участках. При работах использовались следующая техника и оборудование: комплекс для проведения автоматизированных наблюдений за экзогенными процессами АСГМ «Земля», автомобиль УАЗ-22069, фотоаппарат Panasonic DMX, лазерная рулетка leica disto, программные пакеты “ Microsoft Office Excel”, “Post Report”.

На защиту выносятся:

- предлагаемые подходы при изучении оползневых процессов: использование геофизических параметров подземных вод (по данным автоматизированных наблюдений) как предвестников активизации оползневых процессов на правобережье среднего течения реки Кубань;

- выявленные закономерности изменений уровней подземных вод на ключевых оползневых участках: при изменении уровней подземных вод в течение 1,5 месяцев более чем на 0,5 м, происходит смещение реперов на всех глубинах в среднем на 3-4 мм;

- выявленная сезонная динамика оползневых процессов: наибольшие оползневые смещения на исследуемой территории наблюдаются в феврале-апреле и в августе-октябре, что сочетается с годовым ходом уровней подземных вод;

- уточненная классификация оползней для правобережья среднего течения р. Кубань;

- схема районирования оползневых процессов на правобережье среднего течения р. Кубань.

Научное и практическое значение. Практическая значимость исследований связана с возможностью использования выявленных критических значений изменения геофизических параметров подземных вод по данным непрерывных автоматизированных наблюдений для заблаговременного предупреждения оползневых процессов.

Использование материалов в будущем позволит осуществлять прогноз активизации оползневых процессов на правобережье р. Кубани. Применение разработанной методики оперативного выявления активизации оползневых процессов и возможность, по мере удлинения баз данных, краткосрочного прогноза активности оползней по параметрам гидрогеологической среды позволит заблаговременно предупреждать властные структуры о возможности катастрофических оползневых смещений. Своевременная информация об активизации опасных природных процессов позволит минимизировать причиняемый ими ущерб и предотвратить гибель людей. Метод может использоваться при изучении оползней в других районах, имеющих сходное геолого-геоморфологическое строение.

Апробация работы. Материалы прошли производственную апробацию в ГУП «Кубаньгеология», где были использованы автором и другими специалистами для анализа и составления прогноза активности оползневых процессов на тестовых участках (Усть-Лабинский и Кавказский пункты автоматизированного наблюдения). Организацией был дан положительный отзыв и признана перспективной разработанная методика изучения оползневых процессов.

Основные положения диссертации докладывались на: VII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Центр «Антистихия», Москва 2007; Всероссийской научно-методической конференции LXII Герценовские чтения «География: проблемы науки и образования». Санкт-Петербург 2009; III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Географическое изучение территориальных систем». Пермь 2009; ХХII межреспубликанской научно-практической конференции. Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий. Материалы – Краснодар, 2009; «Экологическое равновесие и устойчивое развитие территории» международная научно-практическая конференция. Сборник материалов. Санк-Петербург, 2010; Материалы Всероссийской молодежной конференции. Актуальные вопросы географии и геологии. – г. Томск. Томский госуниверситет – 2010.

По теме автором опубликовано 10 работ, в том числе 3 в изданиях из списка ВАК по географическим наукам.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений Объем работы 242 страниц машинописного текста, в том числе 14 таблиц, 61 рисунок, 2 приложения. Список литературы содержит 237 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам кафедры физической географии и географического факультета за ценные советы и рекомендации при написании диссертации. Автор признателен сотрудникам ГУП «Кубаньгеология» за содействие в подготовке, организации и проведении полевых исследований, камеральных работ и предоставленные материалы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Принципы изучения оползней на правобережье среднего течения реки Кубань

Не смотря на то, что на правобережье среднего течения р. Кубань оползневые процессы в отдельные годы приобретали характер стихийных бедствий, серьезных системных исследований по выявлению причин этих явлений не проводилось. Можно указать лишь на ряд работ, которые отражают некоторые аспекты активизации оползней на исследуемой территории. Однако, во многих работах предыдущих лет слабо освещены результаты наблюдений за динамикой оползней, условиями и факторами их образования.

Методика выполнения работ основывалась на разработках научных учреждений «ВСЕГИНГЕО», «Кубаньгеология», «СевКавТИСИЗ» и на существующих инструкциях. Проводимые наблюдения за состоянием земной коры, основываются на открытии российских ученых Вартаняна Г.С. и Куликова Г.В. («Явления глобально выраженных, быстро протекающих пульсационных изменений в гидрогеосфере») («Эффект Вартаняна – Куликова»). В Краснодарском крае эта методика применяется с 90-х годов, первоначально с использованием данных ручных измерений.

В связи с отсутствием регулярных системных наблюдений за развитием оползней на исследуемой территории были использованы данные быстроизменяющихся гидрометеорологических показателей (за период 1952-2010 годы), влияющих на активизацию оползневого процесса. В процессе работ оказалось, что изучение физико-географических факторов, определяющих формы и степень развития оползневых процессов, целесообразно проводить на сравнительно небольших, но репрезентативных территориях, отражающих характерные особенности исследуемого региона и имеющих более полную необходимую информацию. На основании изучения атрибутивной информации, с учетом имеющихся материалов маршрутных обследований, на правобережье среднего течения р. Кубань были выбраны два оползневых участка, наиболее представительные для всей территории и оснащенные автоматизированными системами наблюдений. Так в качестве полигонов выбраны Усть-Лабинский и Кавказский оползневые массивы, как наиболее полно отражающие физико-географические условия формирования оползней. Они являются типичными для всей изучаемой территории по природным условиям и хозяйственной освоенности.

Основным методом изучения и контроля активности оползневых процессов выбрано использование данных режимных гидрогеологических наблюдений, получаемых с постов автоматизированной системы геомониторинга (АСГМ) «Земля», который представляет собой территориально распределенный программно-технический комплекс, предназначенный для непрерывного контроля в реальном времени геофизических параметров подземных вод. Такая аппаратура позволяет проводить наблюдения за изменениями геофизических параметров подземных вод (уровни, температура, электропроводность) и измерениями смещения глубинных реперов, установленных в теле оползня.

Передаваемая информация принималась на центральном посту сбора и обработки наблюдений в ГУП «Кубаньгеология», где проводилась компьютерная обработка материалов, построение и анализ графиков изменения наблюдаемых параметров во времени с непосредственным участием автора. Располагая ежедневными дан­ными по геофизическим параметрам подземных вод (за период 2004-2010 годов) и сопоставляя их с данными по замерам движения оползня, выяснялись процессы, происходящие в глубинных частях оползня, и анализировалось поведение других активных оползней, находящихся в подобных условиях. Особое внимание при этом обращалось на амплитуду и периодичность сезонных изменений, а так же учитывалось перераспределение напряжений в различных тектонических блоках территории, делались выводы о соответствующей активизации разрывных зон, их режиме во времени и возможной активности.

Полевые работы по обследованию оползневых участков проводились периодически с 2006 г. по 2010 г. и включали в себя аэровизуальные и наземные обследования (обычно в период весенней и осенней активизации оползневых процессов), сопровождаемые промерами по реперным створам. Координаты точек наблюдения фиксировались GPS GARMIN, производилась фотодокументация точек фотоаппаратом Panasonic Olympus DMX и словесное описание маршрута на диктофон Olympus. При обследовании фиксировались участки переформирования рельефа оползневых тел, возникновение новых очагов активизации оползней, возникновение новых родников или их исчезновение, изменение их дебитов, наличие сложных разноориентированных оползневых трещин.

Кроме того, иногда производились оперативные выезды после событий, которые могли способствовать оползневым деформациям (сильные ливни, сейсмически напряженная обстановка и др.). Так как изучаемые оползни находятся в пределах населенных пунктов, то систематически проводился сбор сведений и опрос граждан, проживающих в непосредственной близости от оползня. Уточнялся характер и точное время проявления всех природных процессов, происходящих в период между визуальными наблюдениями. Так же в работе использовались и имеющиеся в ГУП «Кубаньгеология» дневники полевых исследований более ранних лет.

Камеральная обработка информации, получаемой с ключевых участков, заключалась в первичной обработке, анализе и обобщении. Анализ полученных смещений тросовых реперов заключается в следующем: построение эпюр деформаций по глубине, позволяющих выявить характер оползневых смещений; фиксация скоростей смещений различных горизонтов оползневого тела; выявление микродеформаций во время подготовки оползневого смещения. Строились графики изменения наблюдаемых параметров во времени с помощью программного продукта «Post Report» и выявлялись аномальные эффекты в нормальном ходе измеряемых параметров. Анализировались данные по гидрогеологической характеристике и по смещениям глубинных тросовых реперов, которые позволяли выяснить процессы, происходящие в глубинных частях оползня. На примере ключевых участков изучалась динамика оползневых процессов за многолетний период и рассматривались факторы, влияющие на его развитие. Построение карт активизации оползневых процессов проводилось с использованием программного продукта Autodesk AutoCAD 2005. Кроме того, в работе использовались данные по сейсмичности территории, которые обрабатывались графически совместно с данными по уровням подземных вод.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.