АНАЛИЗ ОПОЛЗНЕВОЙ ОБСТАНОВКИ НА ТЕРРИТОРИИ

ГОРОДА БАРНАУЛА

 

А.Г. Залевский

 

Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова

 


Развитие опасных геодинамических процессов на территории г. Барнаула во многом зависит от геологической среды, которая определяет вид возникновения процессов и многие специфические черты их динамики.

Геологическое строение, неотектоника, инженерно-геологические и гидрогеологические условия, гидрологический режим реки Оби создали специфические условия образования оползней в г. Барнауле. На территории города  распространена  мощная толща (40-90 м) отложений краснодубровской свиты, представленная лессовыми суглинками (реже супесями) с прослоями песков. В нижней части толщи пески водоносные. Толща краснодубровской свиты залегает на плотных суглинках и глинах кочковской свиты, которые являются региональным водоупором и плоскостью скольжения оползней. Породы краснодубровской и кочковской свит обнажаются на левом коренном склоне реки Оби, где происходит пластовое выклинивание подземных вод по кровле глинистых водоупорных пород кочковской свиты в виде многочисленных родников и мочажин.

В результате гидродинамического напора подземных вод происходит вынос песка (механическая суффозия) из водоносного горизонта, образуются ниши, вышележащие породы краснодубровской свиты теряют устойчивость и происходят оползни. Наряду с суффозионными процессами в механизме оползневого образования большую роль играет подмыв берега водами р. Оби, особенно в периоды половодья и паводков. Амплитуда колебания уровня воды в р. Оби достигает 8,5 метра.

Подмыв левого берега обусловлен неотектоническими движениями. Активизация оползневых процессов в последние 30-40 лет связана с ростом антропогенного воздействия на геологическую среду в связи с утечками из водонесущих коммуникаций и сооружений (водоводы, канализация, искусственные водоемы и т. д.), с пригрузкой склонов тяжелыми промышленными зданиями и сооружениями, свалками промышленных отходов и отходов стройиндустрии, с нарушением поверхностного стока и, как следствие, рост овражной сети, увеличивающей суффозионные процессы и ослабляющей устойчивость склона.

В последнее десятилетие оползневые процессы активизировались с усилением техногенного воздействия на геологическую среду. Вся оползневая зона г. Барнаула условно разбита на пять оползневых районов, каждый из которых характеризуется различной степенью интенсивности оползневых процессов и величиной техногенной нагрузки на береговую зону (рис. 1, таблица).

-          Первый оползневый район располагается от второго речного городского водозабора до речного вокзала (устье р. Барнаулки) и характеризуется отсутствием промышленных предприятий. В результате активизации оползневых процессов первый оползневый район увеличился на 6,5 км и составляет 10,5 км. Основными факторами активизации оползневых процессов являются речная боковая эрозия и периодические утечки из водо-несущих коммуникаций. Берег крутой (45-55°) до отвесного, высотой 50-67 м над меженным уровнем р. Оби. Пораженность склона очень высокая, коэффициент пораженности Кп=0,65. В оползневом отношении склон неустойчив, коэффициент устойчивости Ку меньше единицы и равен 0,4-0,7.

За период с 1992 по 1999 г. в данном районе зафиксировано 28 оползней. Самый крупный оползень объемом 220000 м3 произошел в июле 1995 года на ул. Поселковой. Основным оползнеобразующим фактором послужила речная боковая эрозия в паводковой период. Свою роль сыграла и круглогодичная суффозия.

-          Второй оползневый район располагается  на 5 км от устья р. Барнаулки до железнодорожного моста через р. Обь. Характерной особенностью района является то, что почти на всем протяжении он защищен песчаной косой от размыва берегов рекой. Здесь развиты оползни суффозионного или смешанного (полигенного) типа.

Крутизна берега достигает 30-45° и более, высота 50-60 м. Пораженность склона оползневыми процессами очень высокая (Кп=0,3-0,8). Коэффициент устойчивости (Ку=0,6-1,4).

 


Рис. 1. Схема районирования оползневой зоны.

Масштаб 1:200 000

 


За период с 1992 по 1999 год в данном районе зафиксировано 38 оползней. Наиболее крупный оползень произошел в 1996 году на участке нефтебазы объемом 10000 м3. Данный оползень активно действовал весной  1997 г., где произошли еще три оползня.

-          Третий оползневый район прослеживается от железнодорожной выемки (мост через р. Обь) до начала оврага КЖБИ-2 (граница Октябрьского и Ленинского районов г. Барнаула).

В большей части территории района береговой склон отделен от р. Оби низкой и высокой поймой с отметками поверхности 130-135 м. Главными факторами, вызывающими образование оползней, является инженерно-хозяйственная деятельность человека и интенсивная суффозионная деятельность подземных вод краснодубровского водоносного горизонта, имеющего на поверхности склона два уровня разгрузки. Пораженность оползнями средняя. Коэффициент пораженности (Кп = 0,14). Склон неустойчивый или находится в состоянии близком к предельному равновесию. Коэффициент устойчивости (Ку=0,4-1,4).

За период с 1992 по 1999 год в данном районе зафиксирован 41 оползень. Самый крупный оползень произошел в апреле 1993 г. в зоне АО “Алтайское химволокно” объемом 36000 м3, который завалил пойму и обскую протоку, нанеся значительный экологический ущерб. Крупный оползень объемом 8000 м3 произошел   11  мая  1998 г   за  отстойниками

 

 


Таблица 1 Характеристика основных оползневых участков

 

 

 

 

№ пп

 

 

 

Характеристика

оползневых

деформаций

1 ополз-невый район (Городс-кой водозабор - устье

р. Барнаулки)

2 ополз-невый район (устье

р. Барнаулки - ж/д выемка)

3 ополз-невый район (ж/д выемка - овраг на границе Октябрьс-кого и Ленинского районов)

4 оползневый район (овраг на границе Октябрьс-кого и Ленинского районов - научный городок)

5 оползневый район (от устья

р. Барнаулки до водоема “Лесное озеро”)

Количество оползней за год и мощность в м3

1.

Протяженность, в км.

4

5

3,5

24,5

5

-

2.

Количество зафиксированных оползней в:

 

 

 

 

 

 

 

- 1992 г.

4

8

5

5

-

22/ от 20 до 2400

 

- 1993 г.

2

8

5

4

1

20/ от 100 до 36000

 

- 1994 г.

9

10

6

6

1

32/ от 2 до 20000

 

- 1995 г.

6

-

4

7

-

17/ от 5 до 220000

 

- 1996 г.

3

7

2

6

1

19/ от 10 до 30000

 

- 1997 г.

-

5

1

5

-

11/ от 3 до 170000

 

- 1998 г.

-

-

6

3

-

9/  от 600 до 8000

 

- 1999 г.

4

-

12

6

 

22/ от 20 до 70000

3.

Коэффициент поражения склона (Кп)

0,65 (высокий)

0,3 – 0,8 (очень высокий)

0,14 (средний)

0,2 – 0,66 (высокий)

-

 

4.

Коэффициент устойчивости по Маслову

0,4 – 0,7

0,6 – 1,4

0,4 – 1,4

0,6 – 2,8

-

 

5.

Основные факторы оползневых образований

Эрозион-ная деятельность р. Оби, в меньшей степени антропо-генные

Суффози-онные процессы на линии разгрузки УГВ.

В меньшей степени эрозионные

Суффо-зия, полигенные, антропо-генные, овражная эрозия

Суффо-зия, антропогенные

 

 


6.

Крутизна склонов, в град.

45 - 55

5 – 15, до 30 – 45 и более

25 – 40, до 80 - 90

25 – 40, до 80 - 85

 

 


7.

Превышение плато на меженным уровнем р. Оби, м.

50 - 67

от 10 (на 1-й террасе до 50 – 60)

60 - 95

100 - 110

 

 


 

 


ЗАО “Комбината химических волокон”. 26 мая на первом этапе сошел оползень объемом 3000 м3, на втором этапе - 4 фрагментарных схода в сентябре - октябре общим объемом около 5000 м3 и в ноябре сошел блок объемом 600 м3.

-          Четвертый оползневый район располагается от оврага КЖБИ-2 до поселка Научный Городок, включая в себя жилую и промышленную зону г. Барнаула, поселки Гоньба и Казенная Заимка, садово-огороднические хозяйства вдоль берега р. Оби. Береговой склон в черте города и до КОС-2 (Комплекса очистных сооружений) отделен от основного русла р. Оби широкой поймой. Оползневый район с 1993 года увеличился на 10,5 км и достиг 18 км.

Современные активные оползневые процессы приурочены к крутым участкам гребней бортов оврагов, подрезаемых выходами подземных вод или временными весенне-летними потоками талых и дождевых вод. Пораженность склона оползнями высокая (Кп=0,2-0,66). Коэффициент устойчивости меняется (Ку=0,6-2,8).

За период с 1992 по 1999 г. в данном районе зафиксировано 42 оползня. Крупный оползень объемом 20000 м3 произошел в начале ноября 1994 г. на участке ОАО “Алтай-ский дизель”. Осевая часть оползневого цир-


ка приходится на трассу водовода от насосной станции артезианского водозабора до потребителя - ОАО “Алтайский дизель” и прилегающего жилого поселка. Предполагается, что основными причинами оползневых деформаций послужили аварийная утечка из водовода и многолетние суффозионные процессы, происходящие в подошве склона в результате разгрузки краснодубровского водоносного горизонта в виде родникового стока. При этом помимо экологического ущерба был нанесен значительный материальный ущерб: разрушены водовод, две артезианские скважины, высоковольтный кабель, засыпаны золопровод ТЭЦ-2 и дорога ул. Красноярской.

Значительный по объему оползень (46000 м3), произошедший 25 июня 1995 г. в районе мясокомбината, унесший 9 человеческих жизней и разрушивший жилые постройки, был скоротечным - в течение минуты. Данный оползень можно классифицировать как оползень гидродинамического выпора.  Плоскость скольжения проходила по увлажненной поверхности  суглинков  краснодубровской свиты и глин кочковской свиты с уклоном до 20°. 7 марта 1997 г. произошел оползень объемом 170000 м3 в результате оттепели на восточном фланге оползневой зоны Барнаульского завода технического углерода. Оползнем был нанесен значительный экологический и материальный ущерб.

-          Пятый оползневый район, выделенный с 1993 г., протягивается от устья р. Барнаулки вверх по течению до водоема “Лесное Озеро”, где река перекрыта плотиной, расстояние в пределах 5 км. Район относительно спокойный, активных оползневых процессов не наблюдается, за данный период зафиксировано 3 оползня. В результате поверхностной эрозии сошел небольшой оползень в 1993 и 1994 г. 21 июля 1996 г. на склоне правого борта долины р. Барнаулки между ул. Тяпкина-2 и пер. Чумышский-20, под действием поверхностного стока после ливневых осадков (8-9 мм) с бровки склона сползла хоз-бытовая свалка объемом 200 м3. При этом были частично разрушен жилой кирпичный дом № 20 и замыт жилой дом № 2 по пер. Чумышскому, стоящие в подошве склона.

 В  1999  году   оползневые  процессы  в г. Барнауле продолжали активно развиваться, произошло 23 оползня, наиболее интенсивный сход наблюдался на участке промышленной зоны г. Барнаула на стыке Октябрьского и Ленинского районов. Оползневые процессы наиболее интенсивно действовали в весенний (паводковый) период, осенний период, а так же в летний период дождей. Наиболее крупные оползни произошли:

- на участке “Липовая роща” в марте - апреле объемом 15000 м3. Нанесен экологический ущерб;

- на участке ул. Поселковая (1-25) 31 мая сошел оползень объемом 70000 м3, 25-30 июля - объемом 9000 м3, сентябрь - объемом 3000 м3, нанесен экологический ущерб, произошло заиливание русла реки грунтами;

- на участке садоводства “Кораблик” 1 ав-густа сошел оползень объемом 30000 м3. Нанесен экологический ущерб, разрушено 9 дачных строений и участков, разрушена дорога на пойме;

- на участке “Заводские оползни” (восточный фланг) сошел оползень в августе объемом  1800 м3,  в октябре  -  объемом 1600 м3, в центральной  части  в августе - объемом 2000 м3.

Выводы:

1.    Оползневая обстановка в г. Барнауле продолжает оставаться напряженной, за данный период сошло 152 оползня. Наиболее активным периодом схода оползней является интервал с апреля по май и с сентября по ноябрь. В это время выпадает максимальное количество осадков, происходит интенсивное таяние снега и подъем уровня воды в р. Оби, что активизирует речную боковую эрозию, которая является одной из основных причин активизации оползневых процессов.

2.    Больше половины сошедших оползней имеют причиной суффозионные процессы на линии разгрузки уровня грунтовых вод и эрозионный генезис. Речная боковая эрозия широко развита в четвертом оползневом районе (пос. Гоньба, Казенная Заимка) и в первом оползневом районе (нагорная часть города). Остальные  оползни имеют полигенный характер, преобладающим фактором является суффозия.  Оползни   в основном небольшие с объемом  смещенных грунтов от 100 до 1000 м3.

3.    Проводимые в городе мероприятия по отселению из оползневой зоны позволили предотвратить значительный материальный ущерб и избежать новых человеческих жертв. Однако объем и эффективность этих мероприятий далеки от необходимого уровня. Главная причина - отсутствие финансовых средств в городе и крае.