Улахан-Тарын (цирк Е, 2008 г.)

Впервые детальное изучение термосуффозионных процессов проводилось в 1965-1967 гг. (Шепелев, 1968). На основании расчетных данных по количеству песка выносимого подземными водами в единицу времени, была дана оценка времени формирования цирков А и В источника. Полученное значение составило около 4000 лет и должно соответствовать времени начала разгрузки подземных вод. Дальнейшие многолетние режимные наблюдения, свидетельствуют о продолжающемся развитии цирков и разрушении уступа террасы. Наиболее активно развиваются цирки В и С, где ежегодно визуально отмечается расширение старых, а иногда и формирование новых суффозионных воронок.

Особого внимания заслуживает новообразованный цирк Е, где суффозионные процессы протекают с катастрофической скоростью. Первая воронка здесь была обнаружена в марте 2009 г. на расстоянии 30 м от бровки террасы. Она имела размеры 3х3 м. и глубину 6 м. К концу июня сформировалось еще несколько воронок ориентированных по одной линии.

За лето 2009 г. диаметр и глубина термосуффозионных воронок увеличились, а поверхность между ними начала проседать, превращаясь в единое понижение. Новые развивающиеся воронки прослеживались на расстоянии до 200 м от места выхода подземных вод на дневную поверхность (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Критическое развитие суффозионных воронок в цирке Е источника Улахан-Тарын (лето 2009 г.)

К марту 2010 г. размеры воронок увеличились, и произошло образование новых депрессий. Стенки и днище некоторых из них были свободны от снега, что свидетельствует о непрерывном характере суффозионного процесса в течение года. Одна из воронок представляла собой практически вертикальную «трубу» диаметром около 1,5 м. и видимой глубиной до 6,5 м., с ровными стенками (рис. 5.15). Появление и строение подобных воронок свидетельствует о катастрофических скоростях термосуффозионных процессов на данном участке бестяхской террасы.

Рис. 5.15. Термосуффозионные воронки весной 2010 г.

Летом 2010 г. зафиксировано начало формирования второй линии воронок в цирке Е. При бурении скважины на расстоянии 150 м от бровки террасы между двух линий воронок осенью 2010 г. вскрыт водоносный горизонт на глубине 15,2 м. Это указывает на то, что ширина потока водоносного горизонта между самыми дальними воронками составляет не менее 200 м.

Осенью 2010 г. тахеометрическая съемка на этих участках была проведена повторно. Построение ситуационного плана местности (рис. 5.15 и 5.16) осуществлялось с

масштаб вертикальный 1:1000 горизонтальный 1:2000

Рис 5.16. Трехмерный ситуационный план цирка Е группы источников

Улахан-Тарын на 2009 г.

масштаб вертикальный 1:1000 горизонтальный 1:2000

Рис 5.17. Трехмерный ситуационный план цирка Е группы источников

Улахан-Тарын на 2010 г.

помощью программы Golden Sofware, Inc Surfer v8.00, которая позволила подсчитать объем образующихся суффозионных депрессий. Программа производит вычисление объема между двумя наложенными друг на друга поверхностями.

В результате обработки данных получены следующие результаты: объем суффозионных депрессий, образованных в 2009 г. в цирке Е, составил около 18,6 тыс. м³ а в 2010 г. – 26.8 тыс. м³. Погрешность расчета составила в первом случае 0,05% а во втором 0,1%. Разность полученных величин позволила количественно оценить объем выносимого материала из песчаного массива на участке цирка Е за 2009 г., который составил 8,1 тыс. м³. Следует отметить, что полученные расчетные величины учитывают только изменение рельефа поверхности и положение уступа террасы. Фактический же объем выносимого материала из массива значительно больше.

В цирке В (рис. 5.18 и 5.19) объем суффозионных депрессий образованных до 2009 г. составил 95,7 тыс. м³ при погрешности расчета 0,29%, а в 2010 г. – 98,4 тыс. м³ при погрешности расчета 0,01%. Таким образом за год объем песчаного материала вынесенного подземными водами, на рассматриваемом участке составил 2,6 тыс. м³.

масштаб вертикальный 1:1000 горизонтальный 1:2000

Рис 18. Трехмерный ситуационный план. цирка В источника

Улахан-Тарын на 2009 г

По данным Шепелева В.В., полученным в 60-х гг. прошлого столетия, годовой объем суффозионного выноса в цирке B составил 1.8 тыс. м³ (Шепелев, 1972). Сравнение этой величины с полученной в настоящее время указывает на повышение интенсивности суффозионных процессов.

Рис 19. Трехмерный ситуационный план цирка В источника

Улахан-Тарын на 2010 г.

Таким образом, интенсивность суффозионных процессов в цирке Е в 3 раза выше, чем в цирке В за тот же период (2009-2010 гг.). По видимому, процесс развивается стадийно, и определяется мерзлотно-гидрогеологическими условиями (размерами водоносного талика, его водообильностью и др.). Развитие суффозионных процессов такими стремительными темпами может быть обусловлено неглубоким залеганием кровли межмерзлотного водоносного горизонта (15-16 м, по данным бурения), а также высокими скоростями фильтрационного потока и значительными ресурсами подземных вод.

Несмотря на то, что 2009-2010 гг. характеризовались уменьшением количества атмосферных осадков и запасов влаги в снежном покрове, существенного затухания суффозионных процессов не отмечено, а скорее наоборот наблюдается дальнейшая их активизация.

Необходимо отметить, что в 500 м от цирка Е источника Улахан-Тарын проходит федеральная автотрасса, а в 600 м – строящаяся железнодорожная магистраль. Дальнейшее активное развитие депрессий суффозионного происхождения (самая близкая суффозионная воронка находится уже в 200 м от автомагистрали) может привести к деформациям и разрушению насыпи и полотна дороги.

Гидрохимический режим

Вода источников всех пяти групп источника Улахан-Тарын характеризуется гидрокарбонатным кальциево-магниевым составом. Величина общей минерализации составляет в среднем 200-220 мг/л при нейтральной реакции рН. Химический состав, выраженный формулой Курлова, имеет следующий вид: . Температура воды во всех выходах подземных вод составляет 0,1-0,2°С и не изменяется в течение года.

Изучение динамики химического состава в годовом цикле по основным группам источников проводилось в 1964-1967 гг., когда здесь был организован комплексный стационар для режимных наблюдений (Шепелев и др., 1968). В зимний период года для всех групп источника Улахан-Тарын характерно увеличение минерализации воды, которое происходит с конца ноября по март, когда исключается поверхностное питание (рис. 5.20 и 5.21). Максимальные значения минерализации воды на всех участках разгрузки подземных вод отмечаются в марте и соответствуют периоду наибольшего развития наледи. Незначительные колебания значений минерализации воды источников в теплый период года связаны с протаиванием льдистого горизонта, формирующегося зимой вблизи выходов, а также с увеличением количества атмосферных осадков, инфильтрация которых через многочисленные суффозионные воронки на поверхности террасы приводит к разубоживанию межмерзлотных вод на участках их разгрузки.

В течение года изменения в химическом составе воды источников происходят за счет ионов кальция, магния, натрия и гидрокарбонат иона. Причем из катионов наибольшим колебаниям подвержены содержания натрия. Это связано с хорошей миграционной способностью и более низкими температурами замерзания его солей. Заметные изменения в содержании ионов кальция происходят только в зимний период, а концентрации ионов магния в целом изменяются синхронно величине общей минерализации.

Рис. 5.20. Изменение химического состава воды источника Улахан-Тарын (цирк А)

В годовом цикле

Рис. 5.21. Изменение химического состава воды источника

Поиск по сайту: