Опасные природные процессы и прогноз чрезвычайных ситуаций по области

По инженерно-геологическим особенностям строения территория области в разрезе состоит из двух частей: нижележащих древних по возрасту пород коренной основы с жесткими структурными связями и более молодых, менее прочных четвертичных поверхностных отложений.

Породы коренной основы состоят из магматических, метаморфических и осадочных комплексов объединенных в скальные и полускальные группы. Выходы скальных и полускальных грунтов наблюдаются в высокои среднегорных зонах (реже низкогорьях), при этом в скальных грунтах прогнозируется развитие опасных экзогенных процессов — обвалов, камнепадов, осыпей, карста (по известнякам и карбонатным породам), а в полускальных грунтах ожидаются, также оползневые явления.

Поверхностные отложения в высокосредне-, низкогорных и равнинных территориях объединяются в формации горных склонов, межгорных впадин и горного оледенения, состоящих из рыхлых и связных грунтов и в них прогнозируется развитие оползней, овражной эрозии, селей, солифлюкции, плоскостного смыва и других экзогенных процессов и явлений.

В Иссык-Кульской области за год происходит от 9 до 45 чрезвычайных ситуаций, в среднем их количество составляет 20−21. Техногенные чрезвычайные ситуации составляют 19,9%, число жертв в них 60% от общего количества. Среди чрезвычайных ситуаций природного характера преобладают вызываемые метеорологическими явлениями (28,3%), снежными лавинами (17,5%), селями и паводками (13,8%), землетрясениями (9,8%). Наибольшее число жертв зарегистрировано от снежных лавин (16,2%), прочие (среди которых учитываются чрезвычайные ситуации на воде) составляют до 6−7%.

Землетрясения. Землетрясения по разрушительным воздействиям занимают особое место среди природных опасностей, так как происходят они внезапно, часто сопровождаются вторичными воздействиями (оползни, обвалы, пожары и др.).

Кыргызстан занимает большую часть Тянь-Шаня и северные районы Памира и является одним из сейсмоопасных регионов Центральной Азии. Тянь-Шань граничит на севере и западе с Казахским щитом и Туранской плитой, на юге — с Таримской платформой и испытывает сильное субмеридиональное сжатие, которое является одной из причин возникновения многочисленных землетрясений. Две основные сейсмоактивные зоны — Северо-Тянь-Шаньская и Южно-Тянь-Шаньская, в пределах которых происходили сильные землетрясения — расположены именно в приграничных северном и южном районах Республики.

Институтом сейсмологии НАН КР представлена разработанная в 2011 году новая Карта сейсмического районирования территории Кыргызской Республики (рис. 2).

На данной карте, утвержденной в качестве нормативной, отражена степень современной сейсмической опасности территории страны. На карте показаны уточненные и вновь выделенные сейсмогенерирующие зоны с градацией по магнитуде ожидаемых землетрясений. Изолиниями выделены области исходной 8 и 9-и балльной интенсивности сотрясений по шкале MSK-64 и периоды повторяемости таких сотрясений.

Перечень населенных пунктов на территории Иссык-Кульской области с указанием исходного балла ожидаемых землетрясений.

• **- наиболее вероятно возникновение остаточных деформаций более 9 баллов;
• *- наиболее вероятно возникновение остаточных деформаций более 8 баллов.

При составлении перечня населенных пунктов использовалась карта «Административно-территориальное деление Кыргызской Республики». Госкартография, 2006 г.

Оценка интенсивности сотрясений на карте сделана для средних грунтовых условий, т. е. для песчано-глинистых грунтов при глубине залегания грунтовых вод ниже 10 метров (перечень населенных пунктов на территории Кыргызстана).

В 2012 году по договору с МЧС КР Институтом сейсмологии НАН КР выполнены прогнозные исследования по проекту «Анализ сейсмического режима и оценка сейсмической опасности территории Южного Кыргызстана на период 2013;2018 гг. с целью уменьшения экономического ущерба от ожидаемых сильных землетрясений (четвертый этап работ)». Выполнен анализ ожидаемых изменений сейсмического режима зоны Южно-Ферганского разлома и дан прогноз ожидаемых сейсмокатастроф до 2030 года. При этом ранее выделенные районы ожидаемых землетрясений остались в границах 2011 года (рис. 3). По результатам проведенных исследований сделаны следующие основные выводы и прогнозы:

В пределах региона Иссык-Куль локальная фаза активизации сейсмических процессов ожидается в 2012, 2014;2016, 2018;2020, 2022;2024, 2026;2027, когда могут возникнуть крупные землетрясения с КR=12−16.

Согласно «Карте-схеме вероятной сейсмической опасности территории Кыргызстана на период 2011;2020 гг.» на территории Иссык-Кульской области выделены 18 районов ожидаемых землетрясений (РОЗ). При среднем многолетнем Km = 12.1 наиболее сейсмоопасными на территории этой области являются следующие РОЗ I-категории: Чонкеминский (ЧК), Аксуйский (АС), Курментинский (КУР) и Челекский (ЧЛ), где могут возникнуть 7−9 балльные землетрясения (уточненный прогноз ИС НАН КР, 2011 г.).

В пределах южной территории Иссык-Кульской впадины расположены РОЗ II-ой категории, охватывающие густонаселенные районы южного побережья озера: Турасу-Каджисайский (ТК), Барскаунский (БР) и Аксу-Джыргаланский (АКД), на которых активизация сейсмичности началась еще в 2009 г. — 24.09. (KR = 12.2; ц = 41.57? л = 77.25?; 5−6 баллов в пределах Барскаунского РОЗ). Другие РОЗ II-категории (СД, КУ, АКБ, ЖТ, УЗК, КЧ, КП) расположенные в пределах этой области, представляют меньшую опасность, т.к. они занимают малонаселенные высокогорные участки.

После сильного Байсорунского 12.11.1990 г. землетрясения наблюдается длительное сейсмическое затишье по крупным сейсмокатастрофам. При этом наибольшую опасность представляет территория северной границы республики с Казахстаном, где ранее были выделены РОЗ I и II категории. Ожидаемый период повышения уровня сейсмической опасности: 2014;2016 и 2018;2020 гг. (рис. 3, табл.2).

Таблица 2.

Результаты инженерного обследования жилых зданий, пострадавших от землетрясений в последние годы показывают, что основные объемы разрушений пришлись на жилые одноэтажные дома, которые в подавляющем большинстве относятся к несейсмостойким (более 80% зданий).

Характер и степень повреждения зданий индивидуальной постройки имеют свои особенности, обуславливаемые тем, что большинство зданий построено без соблюдения требований норм по строительству в сейсмических районах. Для возведения несущих стен используются местные строительные материалы, имеющие низкие прочностные характеристики. Большая часть пострадавших зданий имеют несущие стены из самана, «гуаляка», «сокмо», кирпича-сырца, а в качестве фундаментов — бутовую кладку на глинистом растворе, как правило, неглубокого заложения, без учета характера грунтов, глубины промерзания грунтов и уровня грунтовых вод.

Существенное влияние на степень повреждения зданий оказывает применение несимметричной планировки, с устройством прерывающихся или смещенных от оси несущих внутренних стен. Наиболее часто такая планировка встречается на юге Республики.

Следует так же отметить влияние встроенных ниш на снижение несущей способности зданий, особенно по торцевым стенам и по внутренним несущим стенам, в зонах устройства печного отопления. Печное отопление с дымоходами часто устраивается в пересечении внутренних несущих стен, что практически исключает работу этих стен на восприятие горизонтального сейсмического воздействия.

Значительные повреждения получают новые пристройки, выполненные как примыкающие к старому зданию, без устройства перевязки кладки или без устройства антисейсмического шва.

Обследование частных домов со стенами из штучных материалов, получивших существенные повреждения от прошедших землетрясений, показало недопустимо низкую прочность сцепления раствора с кирпичом. На степень повреждения кладки стен значительное влияние оказывает обеспечение их монолитности. Последнее определяется, кроме прочностных характеристик кирпича и раствора, качеством заполнения горизонтальных и вертикальных швов раствором и величиной сцепления кирпича и раствора, а также однородностью кладки, то есть применение одного типа элементов каменной кладки. Это объясняется не только недостаточной квалификацией строителей и недостатком строительных материалов, особенно в сельской местности, но также отсутствием подготовленных специалистов по сейсмостойкому строительству и нормативно-консультативной литературы.

Как правило, все здания получившие повреждения не имеют элементов или устройств сейсмической защиты и не отвечают современным нормам сейсмостойкого строительства.

Антисейсмические пояса и монолитные включения часто выполняются из малопрочного, приготовленного в построечных условиях, бетона с некачественным армированием. Разрывы антисейсмических поясов в основном происходили в зонах стыковки стержней рабочей арматуры, где не выдерживалась длина анкеров этих стержней.

Анализ повреждений подтвердил неблагоприятное влияние на сейсмостойкость зданий наличие в основаниях фундаментов обводненных или просадочных грунтов. Неравномерное замачивание глинистых грунтов оснований от атмосферных осадков и утечек из ирригационных, водопроводных и водоотводящих систем привели к неравномерной просадке отдельных участков фундаментов, что усугубило степень повреждения зданий.

Характерно также отметить, что застройка в сельской местности часто происходит без проведения инженерно-геологических изысканий с нарушением генеральных планов, если таковые имеются, или на склонах, на намывных лессовых суглинках, где требуется проведение дополнительных мероприятий по усилению грунтов под основания фундаментов.

Оползни. Оползневые процессы в основном развиты в зонах предгорий Кунгей и Тескей Ала-Тоо, в строении которых преобладают неогеновые и четвертичные отложения, где насчитывается около 60 оползневых участков. На территории области имеются также древние оползни, как правило, глубокого заложения, представленные скальными и полускальными породами.

Выделяются зоны: второй степени опасности с частым распространением оползней различных объемов и генезиса, активизирующихся в аномально влажные годы, третьей степени опасности — с редким распространением оползней, активизирующихся в экстремальных природных условиях.

Ввиду отдаленности населенных пунктов от оползневых очагов, угроза для населения в большинстве случаев отсутствует. Исключение составляют оползни на территории населенных пунктов Пристань Пржевальск, Ичке-Джергез, Шаты, Талды-Суу, Токтоян, Чон-Таш.

В 2013 году ожидается подъем уровня подземных вод в связи, с чем возможна активизация оползневых процессов, которая может быть связана также с атмосферными осадками и повышением сейсмической активности. В Иссык-Кульской области наиболее вероятна активизация оползней в Аксуйском районе на северных склонах предгорий междуречья Ак-Суу-Тюрген-Ак-Суу.

Сели, паводки и прорывоопасные озера. По данным Кыргызгидромета за период с 1 октября по 31 декабря 2012 года в бассейнах рек Чон-Аксуу, Жыргалан накоплено соответственно 119−130% норм осадков. Процесс накопления сезонного снега будет продолжаться до апреля 2012 г. В весенне-летний период ожидается активная, выше прошлогодней, селевая и паводковая деятельность Активизацию селевых и паводковых процессов можно ожидать при интенсивном таянии снеговых запасов на большой площади (март-май); таяния ледников и снежников, аномальных температурах в высокогорной зоне (июнь-август); выпадении ливневых осадков; выпадении осадков в период половодья; прорыве высокогорных озер и водохранилищ.

В Иссык-Кульской области к областям формирования гляциальных селей отнесены территории занятые современным оледенением и моренами. В рельефе они выражены скалистыми гребнями гор, цирками, карами. В этой области находятся мощные толщи обводненных морен, территория характеризуется большими уклонами поверхности. Нижняя граница зоны проходит на высоте 3−3,5 тысяч метров. В этой области создаются благоприятные условия для формирования больших объемов талых снеговых и ледниковых вод, образования высокогорных прорывоопасных озер.

Наиболее опасными долинами в этой зоне могут быть Тон, Кёльтёр-Тон, Ак-Терек, Чытынды-Тосор, Барскоон, Кумтор (в верховьях Нарына, озера Петрова), Чоктал, Зындан-Тон, Курумду-Тон, Джер-Уй-Ак-Сай, Ак-Терек, Конур-Олен-Ак-Терек. Наиболее вероятный период прохождения паводков, возникших в результатае прорыва высокогорных озер июль-август (начало сентября).

Область формирования снего-дождевых селей занимает территории среднегорий, частично высокогорий, не имеющих современного оледенения, с останцами древних морен, большим скоплением селеформирующих отложений, развитием мерзлотных процессов. Причиной образования селевых потоков является таяние сезонных снегов, ливневые дожди, наличие увлажненных селеформирующих отложений. Наиболее вероятное время прохождения селевых потоков и паводков (апрель-июнь) связано с периодами снеготаяния и ливневых осадков. Наиболее опасными долинами являются Чолпон-Ата, Чон-Аксуу, Арасан, Ак-Суу, Чон-Кызыл-Суу, Джети-Огуз, Каджи-Сай, Джуука, Чон-Кызыл-Суу, Кичи-Кызыл-Суу, Каракол, Чолпон-Ата, Орто-Долоноту, а также Ширги, Байдам-Тал, Калмак-Ашуу, Дюре-Суу, Кабырга, Орто-Койсуу, Чон-Койсуу, Бактуу-Долоноту, Тегерменты, Чет-Байсоорун, Орто-Байсоорун, Кара-Дебе, Атамкулу, Чон-Орюктю, Кичи-Орюктю, Кутурга, Кюрментю, Балбай, Шаты, Талды-Суу, Корумды, Тюрген-Ак-Суу, Боз-Учук, Джергез, Ырдык, Кичи-Джаргылчак, Сары-Булак, Чон-Джаргылчак, Тамга.

Область формирования ливневых селей это предгорья невысокие горы конуса выноса, расчлененные руслами временных и постоянно действующих водотоков сложенные современными рыхлообломочными отложениями. Основной причиной образования селей в данной зоне является выпадение интенсивных атмосферных осадков часто на увлажненные селеформирующие отложения. В 2013 году наиболее вероятно образование наносоводных селей ливневого происхождения в долинах предгорий южного побережья озера Иссык-Куль в междуречьях Тура-Суу-Ак-Терек-Ак-Суу тонская, Тон — Тосор-Барскоон, а также в долинах предгорий северного побережья озера Иссык-Куль между реками Бактуу-Долоноту и Сегетю. Период активизации охватывает весь теплый период года с марта по сентябрь.

Частота прохождения селей в высокогорных сыртах Иссык-Кульской области составляет один раз в 6−10 лет, на южных склонах Кунгей Ала-Тоо и северных склонах Тескей Ала-Тоо один раз в 3−5 лет. Наиболее часто до 1−2 раз в год возникают сели ливневого характера, составляя до 80% от всех селей.

Паводковые потоки возможны на всех реках области, период вероятности их проявления апрель-сентябрь, при этом возможны два пика паводков в апреле-мае преимущественно от таяния снегов, в июле-августе при таянии ледников и прорывах озер.

Прорывоопасные озера. По степени опасности озера подразделяются на три категории: находящиеся на прорывоопасной стадии развития (I категория); приближающиеся в своем развитии к прорывоопасной стадии (II категория); находящиеся на начальной стадии своего развития или уже прошедшие прорывоопасную стадию, но прорывоопасность которых может возродиться (III категория). Для озер I категории необходимо проведение защитных профилактических мероприятий для предупреждения последствий прорыва; для озер II категории — проведение режимных наблюдений; для озер III категории — визуальное обследование.

В прогноз прорывоопасных озер в 2013 году выделено 114 озер, из них первой категории опасности 6, второй — 12, третьей — 96.

Всего в горном обрамлении Иссык-Кульской области прослеживается 5 зон концентрации озер. Из них на Тескейском хребте три: Восточная, Центральная и Западная. Еще одна зона охватывает озера центральной части хребта Кунгей-Алатоо. В отдельную группу можно объединить озера горного массива Акшийрак и бассейна Сары-Джаз. Но озера этой зоны пока еще слабо изучены, за исключением самых крупныхозера Петрова и Мерцбахера.

Прорывы более мелких озер остаются не замеченными в этой малонаселенной зоне, поэтому пока интереса не вызывали. Но ситуация меняется. В связи с хозяйственным освоением бассейна реки Сары-Джаз становится актуальным изучение горных озер этого района На основе дешифрирования имеющихся аэрои космоснимков можно сделать ряд выводов относительно прорывоопасности озер этой зоны: 1) большинство озер относятся к самому прорывоопасному моренно-ледниковому типу; 2) озера образуются на месте отступающих ледников и затем активно развиваются, увеличивая при этом размеры своей ванны и свой объем; 3) плотины озер подвержены интенсивному воздействию термокарстовых процессов, что приводит к появлению в теле плотины каждого озера подземных каналов стока, а затем, после одного или нескольких прорывов озера, к формированию поверхностных проранов стока.

Такая схема наиболее наглядно прослеживается в развитии озер Мерцбахера и Петрова.

О прорывах ледникового озера Мерцбахера широко известно. Они происходят почти каждый год. Расход прорывных потоков достигает 1000 м3/сек.

Озеро Петрова относится к моренно-ледниковому типу. Быстрое увеличение объема озера и активно протаивающая плотина обуславливают высокую степень прорывоопасности этого озера. Несмотря на то что в настоящее время среди специалистов нет единого мнения о механизме прорыва озера, расходах и степени угрозы хвостохранилищу золотодобывающего рудника «Кумтор», оно относено к первой степени прорывоопасности. На основании последних исследований рекомендуется дальнейшее проведение детальных иссследований с целью уменьшения рисков, связанных с прорывом озера, например, путем искусственного сброса части воды и уменьшения объема до безопасного.

Прорывоопасность высокогорных озер возрастает при повышении температуры воздуха, при интенсивных жидких осадках, выпавших на поверхность ледников в период таяния, при значительных ростах объемов воды, при процессах, способствующих разрушению плотин.

На карте-схеме селевой опасности показаны территории различной степени селевой опасности (рис. 4).

Прогноз селевой и паводковой опасности служит основой для принятия превентивных мер включащих строительство защитных сооружений, рациональную застройку и планировку населенных пунктов, лесомелиоративные мероприятия, очистку русел рек, систем водоотведения и ирригации, организацию служб наблюдения и оповещения.

Подтопление. Подтопление в Иссык-Кульской области развито в прибрежной зоне озера Иссык-Куль, в днищах межгорных впадин, в долинах рек Тюп, Жыргалан, Каракол на общей площади 600 км². Подтопление отмечается на территории 29 населенных пунктов и участков, в том числе в г. Балыкчы. Подтопление в Иссык-Кульской области обусловлено тремя естественными факторами: 1) тектоническим; 2) гидрогеологическим; 3) гидрологическим. В соответствии с ними формируются участки подтопления (рис. 5).

Тектоническое строение южного горного обрамления Иссык-Кульской впадины осложняется наличием здесь межгорных впадин второго порядка: Конур-Оленской, Бар-Булакской, Тон-Аксайской, Джети-Огуз-Ырдыкской. Впадины имеют выход через морфологические прораны в сторону озера Иссык-Куль. Через эти прораны происходит сток воды поверхностным и подземным путем. В зависимости от водопропускной способности проранов этот сток более или менее затруднен. В Тон-Аксайской впадине заболачивания не наблюдается, так как сток воды полностью обеспечивается по рекам Тон и Ак-Сай. Другая ситуация имеется в Конуроленской и Бар-Булакской впадинах. Здесь затрудненность стока приводит к подтоплению и заболачиванию пониженных участков впадин. В зону подтопления частично попадают села Бар-Булак и Кара-Коо. Еще большую площадь подтопление охватывает в Джети-Огуз-Ырдыкской впадине. Здесь сформировался самый обширный участок подтопления в Иссык-Кульской области, хотя впадина почти полностью открыта вниз по подгорной равнине в сторону озера. В зону подтопления попадают села Чырак, Кабак, Ак-Дёбё.

Гидрогеологические условия в восточной части Иссык-Кульской впадины складываются таким образом, что долины крупных рек Каракол, Жыргалан, Тюп являются региональными дренами для предгорных равнин. Поэтому широкие современные днища этих долин, куда входят пойма и низкие (высотой 2,5−3м), надпойменные террасы, охвачены подтоплением. Участки подтопления протягиваются вверх по главным долинам и по долинам боковых притоков, таких как Ак-Суу, почти до границы современного подгорного аллювиально-пролювиального шлейфа. При этом в зону подтопления попадают все населенные пункты, расположенные на днищах этих долин.

Гидрологический фактор. Озеро Иссык-Куль является региональным базисом стока для поверхностных и подземных вод одноименной впадины. От колебания уровня воды в озере зависит глубина залегания подземных вод на приозерных равнинах. При подъеме уровня озера, а также при увеличении притока поверхностных и подземных вод (например, значительные потери воды при нерациональном способе орошения) площадь участков подтопления на приозерных равнинах значительно расширяется. Наиболее ярким примером таких подтопленных приозерных равнин является Ак-Оленский участок.

Он приурочен к древнему руслу реки Чу, которое проходило в верхнеплейстоценовое время вдоль Ак-Оленского понижения между горами Кызыл-Омпул и Бозбармак. По этому руслу р. Чу впадала в озеро Иссык-Куль. При весенне-летних паводках вода из современного русла р. Чу через древнее русло попадает на Ак-Оленский участок и вызывает его подтопление. Озеро Иссык-Куль играет здесь роль водоупорного барьера, в который упирается поток подземных вод. В 70-ые и 80-ые годы на Ак-Оленском участке удалось добиться значительного понижения уровня подземных вод за счет устройства горизонтального и вертикального дренажа. Сейчас дренаж разрушен, участок интенсивно заболачиваетс…

Град особенно опасен, когда он сопровождается сильным ветром и ливнем. Ливень может вызвать полегание хлебов, причинить механические повреждения растениям, смыть пахотный слой почвы. В борьбе со смывом положительные результаты дает обработка почвы поперек уклонов в долине и склонов в предгорьях и горах.

Ливневые дожди по северу Кыргызстана выпадают в основном в мае — июле, в среднем за месяц от 0.3 до 2 дней. Наибольшее число дней с ливневыми дождями за период апрель-октябрь отмечено в восточной части Иссык-Кульской котловины.

Сильные ветры наносят повреждения сельскохозяйственным растениям, вымолачивая зерно из колосков созревших хлебов, служат помехой при проведении сеноуборочных работ, сбивают плоды в садах и затрудняют выпас скота в горах. Сильные ветры с ливнями часто являются причиной полегания хлебов. Наиболее часто сильные ветры бывают в западной части Иссык-Кульской котловины (Балыкчы) за месяц от 4 до 8.

Одним из наиболее неблагоприятных явлений погоды в вегетационный период являются поздние весенние и ранние осенние заморозки. Среднее число дней с заморозками в воздухе за период с апреля по октябрь в западной части Иссык-Кульской котловины составляет 12−15, на остальной территории 25−30.

В Иссык-Кульской котловине наибольшее число дней с суховеями в летний период отмечалось в г. Балыкчы- 11.

Участки развития опасных природных процессов на автодорогах Иссык-Кульской области по данным Министерства транспорта и коммуникаций Кыргызской Республики представлены на рис. 7, табл. 4.

Таблица 4 — Участки развития опасных природных процессов на автодорогах Иссык-Кульской области.