Проблемы управления экологической ситуацией на горных территориях

оползней. Из них 98% приурочено к первичным оползневым склонам, при этом

59% оползней развито на склонах северной, северо-восточной и северо-

западной экспозиций. Более половины оползней (63%) формируются на очень

крутых эрозионных склонах. Из всех обследованных оползней насчитывается 50%

поверхностных, т.е. таких, у которых длина по падению намного превышает

мощность покровных отложений. Из них оползни течения (потоки) составляют

24%, оползни скольжения - 5% и оползни сложного движения - 24%. При этом

56% оползней имеют глубину захвата от 1,5 до10 м. С проявлением подземных

вод связано 20% оползней, 36% из них образовалось при постоянном уровне

подземных вод.[17]

Оползневые участки в Кыргызстане в основном расположены вдоль русл рек

и часто имеют линейное распространение. Развитие современных оползней

происходит как на теле древних оползней, так и на склонах, еще не

затронутых оползневыми процессами, причем новые оползни образуются чаще,

чем активизируются старые.

Основные очаги распространения оползней зарегистрированы в низовьях р.

Чаткал, на северных склонах Алабука-Караванской впадины, среднем и нижнем

течении р. Карасу-западная, среднем течении р. Майлуу-Суу, на левобережье

р. Караунгур, бассейнах рек Кугарт, Яссы, Кара-Дарья, Гульча, Тар, Алайку и

др.

Оценка оползневой опасности и прогноз активизации оползней.

Основной проблемой при освоении горных и предгорных территорий,

обеспечения безопасного проживания в горах людей является оценка

вероятности возникновения и развития оползней и снижение ущерба от них.

Анализ проявления оползней в бассейнах крупных рек, таких, как Кугарт,

Майлуу-Суу, Кара-Унгур, Яссы, Кара-Дарья, показал, что активизация оползней

происходит с определенной периодичностью, отмечаются годы с максимальным их

проявлением и минимальным.

[pic]

Активизация оползней связана с такими природными факторами, как

годовое количество атмосферных осадков, землетрясениями, поднятием уровня

грунтовых вод Сопоставление данных по проявлению этих явлений с 1969 года

по 1998 год указывает на их определенную периодичность, что позволяет

перейти к долгосрочному прогнозу оползней. В пределах выделенного

промежутка времени прослеживаются периоды с длительностью 2, 3, 4, 5, 6, 7,

9, 10 - 13, 18 - 22, 31, 61 год и ряд других, сдвинутых по времени в

зависимости от конкретных географических, геологических и климатических

условий.

Интерпретация этих природных явлений позволяет выявить аномалии,

которые можно с достаточной степенью достоверности принять за предвестники

катастрофических явлений. Обработка экспериментальных данных наблюдений за

проявлением опасных природных явлений позволила выделить временные

промежутки с наибольшим их количеством. Максимальное количество оползней

активизируется с периодичностью 9 лет (+1). Сильные землетрясения

повторяются с периодичностью 8 лет (+1). Определенной периодичностью

обладает и выпадение осадков. Засушливые годы сменяются годами, в течение

которых выпадает более 1000 мм. (осадков). Большое количество атмосферных

осадков выпадает с периодичностью каждые 4, 7, 9, 10, 13, 14, 21 и 48 лет.

Наибольшее суммарное количество осадков в год повторяется каждые четыре,

семь и девять лет. При сопоставлении периодов максимального проявления

оползней, землетрясений, выпадения осадков и поднятия уровня грунтовых вод

явно прослеживается их взаимосвязь и периодичность. Для всех этих явлений

характерен 9-летний (+1 год) период максимальных значений. Четырехлетние

периоды совпадают для таких катастрофических явлений, как оползневая

активность, землетрясения, осадки. Следует обратить особое внимание на

связь и периодичность проявления оползней и землетрясений.[18] При

землетрясениях силой до 7 баллов активизируются сформировавшиеся оползни,

смещающиеся непосредственно при землетрясениях или в течение 1 - 6 месяцев

после них. При землетрясениях силой более 7 баллов сформировавшиеся оползни

сходят непосредственно после землетрясений, а максимальное их количество

активизируется и смещается через 1 - 2 года. Как видно из представленных

графиков изменения количества катастрофических явлений, наибольшее их

проявление зарегистрировано в 1969, 1979, 1988 и 1994 гг. Согласно

проведенным расчетам и статистической их обработке, новая фаза активизации

оползней в бассейнах рек Кугарт и Яссы начнется с 1998 г. Достоверность

сделанного прогноза подтверждается тем, что если в 1996 и 1997 годах

количество сошедших оползней составляло 4 - 3, то уже в 1998 году их было

17, а в 1999 - 23. Максимальная активизация оползней ожидается в 2003 -

2004 годах.

Выявленная периодичность активизации оползневых процессов в Кыргызстане

позволит заранее подготовиться к этому грозному явлению природы и

разработать превентивные мероприятия по снижению ущерба от оползней.

Промышленное и гражданское освоение горных склонов приводит к

нарушению их естественного равновесия, вызывая увеличение сдвигающих сил и

образование оползней в покровных образованиях. Нередки ситуации, когда на

внешне устойчивом склоне через 10 - 15 лет после его освоения (прокладка

линейных сооружений, строительство гражданских, промышленных и

геотехнических объектов) на нем развиваются оползни, и нередко уже готовый

объект приходится переносить на другое место. Это происходит по той

причине, что на предварительном этапе проектирования данного объекта не

были учтены такие геомеханические параметры склона и покровных образований

на них, как напряженное состояние покровных образований, его изменение при

сейсмических нагрузках и изменение свойств грунтов при повышении их

влажности.

Каждый склон в своем развитии имеет определенные стадии

деформирования. Неоползнеопасный склон в течение определенного промежутка

времени под воздействием природных факторов проходит следующие этапы.

Первый - это подготовка к формированию оползневого тела. В породном массиве

склона с покровными образованиями происходит возрастание касательных

напряжений, действующих параллельно поверхности скольжения и имеющих

максимальные значения по контакту покровных образований с коренными

породами. Одновременно увеличиваются и растягивающие напряжения,

достигающие максимальных значений на дневной поверхности склона. Изменяются

и прочностные характеристики грунта. В зоне концентрации растягивающих

напряжений снижается сцепление грунтов, развиваются пластические

деформации. При достижении растягивающими напряжениями в покровных

образованиях значений, превышающих предел прочности при растяжении,

происходит разрушение грунта и образование закольной трещины.

Второй этап развития оползневого процесса - это активизация

формирования оползневого тела. В течение этого периода снижается сцепление

на контакте покровных образований с коренными породами, начинают

развиваться деформации ползучести и при достижении касательными

напряжениями, действующими на этом контакте предела прочности грунтов при

сдвиге, происходит смещение покровных образований по контакту и

формирование оползневого тела с выраженной поверхностью скольжения. Далее

происходит смещение оползневого тела. При этом если сдвигающие усилия

превышают удерживающие, происходит активизация оползня и его смещение на

более низкий гипсометрический уровень на склоне. Процесс оползнеобразования

необратим, поэтому прогноз развития этого процесса является одной из

наиболее важных проблем при освоении горных территорий.

В результате многолетних исследований оползневых процессов в

Кыргызстане установлены основные природные признаки, при которых происходит

формирование и развитие оползней. Выделены региональные и локальные

признаки.[19] К региональным признакам относятся геология, геоморфология,

тектоника, современные тектонические движения, климат и сейсмичность

территории. Установлены основные параметры этих факторов, при которых

происходит активизация оползневых процессов. Геологическим признаком

развития оползней на данной территории является распространение мезо-

кайнозойских пород, причем коренные породы преимущественно мелового

возраста перекрыты чехлом покровных образований. Геоморфологическим

признаком развития оползней является высота склона над уровнем моря 1000 -

2500 м, северная или близкая к ней экспозиция склона, крутизна склона от 15

до 35 градусов. Мощность покровных образований должна быть больше 5 м.

Наличие в строении склона краевого разлома, горстов, крыльев тектонических

складок, водоносных разломов является тектоническими признаками оползневой

опасности данной территории. Существенную роль в развитии оползневых

процессов играет климат. Если в течение года выпадает осадков более 500 мм,

то в сочетании с другими факторами это приводит к массовому формированию

оползней в данном регионе.

К локальным признакам оползневой опасности отнесены те признаки,

которые присущи конкретному склону. Это наличие следов палеооползней, так

как до 70% оползней образуется на теле древних отложений. Высокое стояние

грунтовых вод относительно поверхности скольжения оползня и его поднятие по

30 - 40 см. в сутки в течение 6 - 7 суток является гидрогеологическим

признаком оползневой опасности данного склона. Свойства грунтов покровных

образований - это основной фактор образования и развития оползня. Наличие в

составе грунтов покровных образований более 50% глинистой фракции и при

влажности грунта более 26% служит признаком активизации оползней. Одним из

основных признаков оползневой опасности является геомеханическое состояние

покровных образований на горных склонах.

В результате комплексных исследований установлено, что в покровных

образованиях естественное напряженное состояние отличается от напряженного

состояния массива коренных пород.[20]

В верхней части склона в покровных образованиях зарегистрирована

область концентрации напряжений. Эта область, наличие которой характерно

для склонов без явных признаков формирования оползней, имеет размеры, не

превышающие 1/3 длины склона в его осевой части. Такие размеры области

концентрации напряжений соответствуют устойчивому состоянию покровных

образований на горном склоне. При отсутствии внешних воздействий на склон,

линейные размеры области концентрации напряжений определяются длиной и

крутизной склона, мощностью покровных образований, плотностными и

прочностными свойствами грунта. Если размеры области концентрации равны

половине длины склона по падению, то покровные отложения находятся в

состоянии предельного равновесия и при влиянии таких природных факторов,

как обильные осадки, повышение уровня грунтовых вод или землетрясения, на

склоне сформируется оползень. В этой области основными напряжениями

являются растягивающие. Сравнение величины предельного сопротивления грунта

при сдвиге с действующими в покровных образованиях касательными

напряжениями показало, что склон находится в устойчивом состоянии при

условии, что касательные напряжения меньше сопротивления грунтов сдвигу в

2,5 - 3 раза. Нередки случаи, когда на склоне до его освоения не были

выявлены признаки оползневой опасности, но при его освоении на нем стали

образовываться закольные трещины. Зарегистрировано, что на таких участках

линейные размеры зоны концентрации напряжений превышали половину длины

склона, а прочность грунта была в 1,5 - 2,0 раза больше предела прочности

при сдвиге. Появление закольных трещин на склоне свидетельствует о начале

формирования оползня. На этой стадии развития оползневого процесса

горизонтальные напряжения в покровных образованиях, действующие по створу

склона, превышают напряжения, действующие вкрест падения. На склоне

наблюдаются просадочные явления, и это соответствует переходу оползня в

стадию подготовки к основному смещению. Трещины, имевшие только

горизонтальные раскрытия, приобретают и вертикальное опускание, оформляется

будущее оползневое тело.

Для оценки оползневой опасности введены четыре категории.

Первая категория - это склоны повышенной оползневой опасности. На

поверхности таких склонов закольные трещины имеют горизонтальное раскрытие

и вертикальные смещения. Горизонтальные напряжения по створу превышают

напряжения вкрест створа. Максимальные значения горизонтальных напряжений

приурочены к нижней части склона и превышают в 4 - 4,5 раза напряжения в

верхней и нижних частях.

Вторая категория - на поверхности склона выявлены закольные трещины с

горизонтальным раскрытием. Максимальные значения горизонтальных напряжений

зарегистрированы в средней части склона и напряжения вкрест падения склона

меньше, чем по падению.

Третья категория - это склоны потенциально оползнеопасные. На

поверхности склона отсутствуют закольные трещины. Область концентрации

напряжений составляет более половины длины склона в его осевой части.

Четвертая категория - это склоны неоползнеопасные. На поверхности

таких склонов отсутствуют закольные трещины. Линейные размеры зоны

концентрации напряжений не превышают 1/3 длины склона.

4.2 Опасности природно-техногенного характера в горнодобывающей

промышленности.

Современное крупномасштабное техногенное воздействие на экологическою

среду горных территорий Кыргызстана в процессах добычи и переработки

полезных ископаемых, в том числе нефти и газа, стало одной из причин

развития ряда опасных геологических процессов и явлений. К таковым можно

отнести:

. образование и накопление большого количества отходов горнорудного

производства, заскладированных в отвалах, хвостохранилищах,

шламонакопителях, отстойниках промышленных отходов, содержащихся в

неудовлетворительном состоянии и размещённых в зоне воздействия

опасных природных процессов (оползни, сели, землетрясения) с высокой

вероятностью возникновения чрезвычайных ситуаций;

. сдвижение и оседание массивов горных пород и деформации земной

поверхности в зоне влияния шахт, рудников и карьеров, стимулирующие

оползни, обвалы техногенного характера;

. аварии на наземно-подземных объектах горнодобывающей промышленности

вследствие активации геодинамических процессов регионального и

локального масштаба (тектонические подвижки, обрушение выработанного

подземного пространства, горные удары, газодинамические явления,

эндогенные пожары);

. криогенные физико-геологические процессы на высокогорных рудниках

(термопросадочные явления, солифлюкция, морозное пучение), деградация

ледников, которые могут вызвать сели гляционального происхождения,

прорывы подпрудных морено-ледниковых озёр, пульсации ледников.

Отмеченные процессы и явления в геологической среде, стимулированные

интенсивной и нерациональной хозяйственной деятельностью, осуществляющейся

без учёта специфики легкоранимых горных экосистем, оказывают ощутимое

экологическое влияние не только на геологическую среду, но и на и на

атмосферу, гидросферу, биосферу и в целом на всю природу и жизнь общества.

Об этом свидетельствуют сложная экологическая и социально-экономическая

ситуация, сложившаяся в шахтёрских городках и посёлках Майлуу-Суу, Сумсар,

Шекафтар, Ак-Тюз, Минкуш, Кан, Кок-Янгак, Сулюкта и др. Положение настолько

критическое, что потребовались специальные меры со стороны

правительственных органов для сохранения этих населённых пунктов.

Для обеспечения в дальнейшем их устойчивого развития необходима

реализация комплекса мер, в том числе таких, которые обеспечат

экологическую безопасность.

Общие сведения об отходах горнодобывающей промышленности.

В комплексе геоэкологических проблем, как доставшихся по «наследству»

от советской горнорудной и металлургической промышленности, так и

приобретённых в последние годы после развала СССР на первое место

выдвигается проблема безопасного содержания большого количества отходов

горного производства. Вследствие неэффективной и нерациональной переработки

полезных ископаемых, имевших место в недалёком прошлом, образовались

значительные по объёму отвалы отходов горных пород, некондиционных руд,

металлургических шлаков, созданы хвостохранилища и шламонакопители, которые

содержатся в неудовлетворительном состоянии. По этой причине они не только

загрязняют окружающую природную среду, но и являются потенциально опасными

источниками чрезвычайных ситуаций природно-техногенного характера.

Хвостохранилища представляют собой концентрированные массивы

мелкодисперсных отходов производства, которые в зависимости от вида

перерабатываемых руд содержат радионуклиды, вредные для здоровья соли

тяжёлых металлов (кадмий, свинец, цинк), а также токсичные вещества,

используемые в качестве реагентов при переработке и обогащении руд. К числу

последних относятся цианиды, кислоты, силикаты, нитраты, сульфаты и т.п.

Занимая значительные площади (более 1000 га) хвостохранилища

оказывают отрицательное влияние на состояние окружающей среды, как на

стадии эксплуатации, так и на продолжительных отрезках времени после

консервации хранилищ.

Негативное воздействие хвостохранилищ на окружающую среду в некоторых

районах страны выражается в том, что из-за разрушения ограждающих дамб и

упорных призм, глубокой водной и ветровой эрозии тел хвостохранилищ

(особенно, незаконсервированных), недостаточной герметичности газо- и

гидроизолирующих оболочек хвостохранилищ, неисправности дренажных систем и

защитных сооружений, отсутствие надзора и контроля за состоянием этих

потенциально опасных в экологическом отношении объектов. Некоторые из них

стали, во-первых, источниками систематического загрязнения атмосферы,

поверхностных и подземных вод, гидрографической сети радионуклидами, солями

тяжёлых металлов и другими токсинами (п. Сумсар, пгт. Советский, г. Майлуу-

Суу, Чаувай). Во-вторых, нарушена не только целостность, но и

долговременная геомеханическая и сейсмическая устойчивость ряда хранилищ и

ограждающих их дамб.

Наряду с хвостохранилищами на территории Кыргызстана накоплено

огромное количество отвалов (Рис. 4) – механически раздробленных горных

пород и некондиционных руд, в разной степени подверженных перемещению

ветром, водой и гравитационными силами.

В отвалах «захоронено» свыше 500 мі горных пород и некондиционных руд и они

занимают территорию около 1200 га.

Свыше 90% имеющихся отвалов не рекультивированы, что отрицательно

сказывается на состоянии окружающей среды территорий, прилегающих к

отвалам. Негативное влияние отвалов усугубляется тем, что в условиях

стеснённого гористого рельефа большая часть отвалов размещены в поймах и

руслах рек и ручьёв, в саях, на слабоустойчивых горных склонах.

В целом неблагоприятная экологическая ситуация с хвостохранилищами и

отвалами на территории Кыргызстана усугубляется ещё и тем, что в силу

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19