Оценка потенциальной опасности при прорывах горных озер

• Автор: Кидяева, Вера Михайловна
• Шифр специальности: 25.00.27
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 239 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ГОРНЫЕ ОЗЁРА: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПЫТ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные понятия

1.2. Мировой опыт исследования горных озёр

1.3. Изученность горных озёр Кавказа

1.4. Объекты исследования - ледниковые и завальные озёра и физико-географические условия их формирования

1.4.1. Ледниковые озёра Приэльбрусья

1.4.2. Завальное оз. Танцзяшань

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методы полевых исследований

2.2. Дистанционные методы исследования
2.3. Геоинформационные системы и базы данных
2.4. Методы расчета гидрографов прорыва
2.5. Гидродинамическое моделирование
2.6. Статистические методы
ГЛАВА 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРНЫХ ОЗЁР ЛЕДНИКОВОГО И ЗАВАЛЬНОГО ТИПОВ
3.1. Морфометрические характеристики изучаемых озёр
3.2. Развитие озёрных котловин, динамика берегов
3.3. Ледниковые озёра и деградация горного оледенения
3.4. Колебания уровня воды и водное питание ледниковых озёр
3.4.1. Генетические составляющие изменчивости уровня воды
3.4.2. Многолетние колебания уровня
3.4.3. Сезонные колебания уровня
3.4.4. Суточные колебания уровня
3.4.4. Влияние отдельных генетических составляющих изменчивости уровней воды на опасность прорывов ледниковых озёр

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОЙ ПРОРЫВНОЙ ОПАСНОСТИ ГОРНЫХ ОЗЁР
4.1. Методы оценки прорывной опасности
4.1.1. Оценка на основе генетических классификаций
4.1.2. Стадии развития озёр
4.1.3. Графическая (балльная) оценка
4.2. Факторы прорывной опасности
4.3. Индекс и вероятность прорывоопасности
4.4. Баллы опасности и зонирование долин
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ПРИ ПРОРЫВАХ ГОРНЫХ ОЗЕР
5.1 .Построение гидродинамических моделей для ключевых участков речных долин
5.1.1. Долина р. Адыл-Су
5.1.2. Долина р. Бирджалы-Су
5.1.3. Долина р. Цзяньцзян
5.2. Оценка характеристик прорывных паводков и построение карт потенциальной опасности
5.2.1. Долина р. Адыл-Су
5.2.2. Долина р. Бирджалы-Су
5.2.3. Долина р. Цзяньцзян
5.2.4. Карты опасности для участков неизученных долин
5.3. Рекомендации по снижению опасности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А (К ГЛАВЕ 3)
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (К ГЛАВЕ 4)
ПРИЛОЖЕНИЕ В (К ГЛАВЕ 5)

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования горных озёр связана с проблемой увеличения угроз природных бедствий в горных регионах при прорывах озёр и образования паводков и селей в долинах. Прорывные потоки обладают катастрофической мощностью, могут вести к гибели людей и разрушению хозяйственной инфраструктуры, при этом задача оценки вероятности и прогнозирования их возникновения до сих пор не решена. Оценка опасности прорыва традиционно проводится экспертным путем на основе ограниченного числа данных. Работы по статистическому анализу прорывоопасности встречаются заметно реже. Существующие геоморфологические и гляциологические методы исследования горных озёр рассматривают процессы развития озёр и механизмы прорывов, но недостаточно учитывают как их гидрологические характеристики, так и особенности движения волн прорывных паводков по нижележащим речным долинам. Таким образом, для горных районов изучение озёр, условий их формирования и развития с точки зрения опасности прорывов является приоритетным.
Объектом исследования являются ледниковые (на примере озёр в Приэльбрусье, Центральный Кавказ, Россия) и завальные горные озёра (на примере оз. Танцзяшань, провинция Сычуань, Китай).
Актуальность выбора ледниковых озёр Приэльбрусья в качестве объектов исследования обусловлена ростом числа туристов и активным развитием туристической инфраструктуры в регионе в последние годы. В районе исследования располагаются населенные пункты Эльбрус, Терскол, Верхний Баксан, большое количество альплагерей («Джан-Туган», «Уллу-Тау», «Шхельда» и др.), канатные дороги, термальные источники Джилы-Су и другие объекты. Общее количество мест в гостиницах Приэльбрусья составляет около 10 тысяч, что говорит о потенциально высокой концентрации туристов в этом регионе. Для ледниковых озёр Приэльбрусья накоплены обширные материалы полевых и дистанционных исследований.

- 0,5 - 2 м [Liu et al., 2009]. Долина реки несимметрична: на правом берегу реки располагалась гора Танцзяшань со скалистым подножьем и отлогими склонами (около 30°) в верхней части, в створе сошедшего обвала находился небольшой овраг. Левый склон представлял собой крутые скалы с уклоном от 35° до 60°, но верхние 20 - 50 м были очень пологими. Обвал, сошедший с горы Танцзяшань и образовавший одноименное озеро, состоял из сильно выветренных сланцев и песка, длина обвала достигала 803,4 м, максимальная ширина 611,8 м, высота 82,65 м [Liu et al., 2009]. Обвал покрыл площадь 3,072х105 м2, по оценкам, его объём составил 2,437х 107 м3 [Liu et al., 2009]. Наивысшая отметка завала составляла 785 м у левого берега и 755 м у правого, высота дамбы составляла 90 -120 м [Liu et al., 2009].
Поскольку после образования озеро Танцзяшань было крайне нестабильно и могло прорваться, местные власти были вынуждены эвакуировать более 250 тыс. человек, а затем провести работы по частичному разрушению дамбы и спуску озера. В результате срезания верхней части плотины в июне 2008 г., ее высота была снижена на 20 м. Максимальный уровень воды в озере составил 743,1 м 10 июня 2008 г., после прокопа в тот же день он упал до 719,48 м, что было признано безопасным и устойчивым состоянием озера [Chen et al., 2009; Wang, et al., 2008].
Выводы
В первой главе охарактеризованы объекты исследования, физико-географические условия их формирования, основные понятия и используемые термины.
Горные озёра рассматриваются как уникальные водные объекты, существующие ограниченный промежуток времени, состояние которых может быстро меняться во времени и подверженные особым условиям горных территорий. Из всего многообразия типов горных озёр в работе изучены ледниковые и завальные озёра, как наиболее распространённые и динамично развивающиеся. Ледниковые озёра исследованы на примере водных объектов в