25014 (761828), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рис. 1. Трехмерное изображение моделируемого участка в программе HEC-RAS перед разрушением дамбы

Figure 1. 3D image of the study area in the HEC-RAS program just before the dam breach

В качестве одного из наиболее приемлемых вариантов оказалось разрушение плотины в течение 2 часов в результате фильтрации воды по трещинам в теле плотины при начальном уровне воды в озере 2040 м. Максимальные уровни воды на расстоянии 10 км выше по течению от устья Чуи были приняты около 1100 м, что согласуется с положением меток высоких вод. Предельная отметка разрушения дамбы принята равной 1600 м, что примерно на 200 м превышает современные средние отметки дна долины на отрезке блокирования стока.

Согласно расчетам, наблюдается постепенное распластывание паводочной волны вниз по течению со снижением максимальных расходов от 3,5·10⁶ у плотины до 2,5·10⁶ м³/с (рис. 2). Дилювиальный поток прошел по расчетному участку реки приблизительно за 3 суток. При этом произошло практически полное опорожнение озер, динамика которого также хорошо прослеживается по результатам моделирования. Изменение продольного профиля водной поверхности в процессе опорожнения Чуйской и Курайской депрессий хорошо видно на рис. 3, 4 – максимальный подъем уровня воды практически на всем участке р. Чуя ниже плотины достигается примерно через 5 – 6 часов после начала ее разрушения.

Рис. 2. Рассчитанные расходы (пунктирная линия) и уровни воды (сплошная линия) во время паводка на р. Чуя на расстоянии соответственно 10, 50 и 100 км ниже места прорыва

Figure 2. Modeled dynamics of water flow (dashed line) and stage (continuous line) during the Chuja flood at the distance of 10, 50 and 100 km downstream of the ice dam failure

Рис. 3. Рассчитанные профили водной поверхности на участке моделирования через 5 и 10 часов после начала разрушения плотины. По оси абсцисс показано расстояние от места слияния рек Чуя и Катунь, по оси ординат – высотные отметки

Figure 3. Calculated water surface profiles for the modeled reach in 5 and 10 hours after the start of dam breach. The main channel distance is indicated from the confluence of Chuja and Katun rivers

Рис. 4. Рассчитанные профили водной поверхности на участке моделирования через 1 и 2 суток после начала разрушения плотины. По оси абсцисс показано расстояние от места слияния рек Чуя и Катунь, по оси ординат – высотные отметки

Figure 4. Calculated water surface profiles for the modeled reach in 1 and 2 days after the start of dam breach. The main channel distance is indicated from the confluence of Chuja and Katun rivers

Возможная геохронология. Летом 2004 года нами были отобраны образцы на ¹⁰Ве-датировки по дилювиальным отложениям Центрального и Юго-Восточного Алтая. Результаты первых анализов по поверхности дилювиальных берм и глыб на «высоких террасах» Катуни показали хорошую сходимость дилювиального события, произошедшего около 15 тыс.л.н. Образцы отбирались с поверхности мусковит-биотитовых гранитоидов. Результаты представлены в табл. 1

Таблица 1

Результаты ¹⁰Ве-датирования дилювиальных отложений Центрального Алтая [12]

Индекс	Адрес	Местонахождение	Абс.отм., м	Абс. возраст, лет
KBBS1.1	Яломанская котловина 50º28’719’’ 86º37’681’’	Гигантская валунная берма (самый крупный валун)	783	15270±1050
KBBB1.2	Яломанская котловина 50º28’563’’ 86º37’681’’	Гигантская валунная берма (второй по величине валун)	782	15900±930
KBBS2.1	Яломанская котловина 50º28’620’’ 86º37’403’’	Валун на дилювиальной террасе	828	14970±850
KBBS2.2	Яломанская котловина 50º28’670’’ 86º37’403’’	Валун на дилювиальной террасе	831	15260±830

Независимо и одновременно другая международная группа проанализировала этим же методом дропстоуны на днищах Чуйского и Курайского ледниково-подпрудных озер, а также на отмеченных участках Яломанской котловины [26]. Среднее значение по семи датировкам равно 15800±1800 лет. Как видим, наши датировки совпадают с только что приведенной. Однако указанные исследователи делают вывод о том, что Чуйско-Курайcкая система ледниково-подпрудных озер испытала лишь один прорыв около 15 тыс. лет назад, причем вся вода от этого прорыва катастрофически поступала в Карское море и вызвала его опреснение и изменение температурных характеристик.

В последние 25 лет для абсолютного датирования из дилювиальных отложений Алтая отбирались и другие образцы, результаты анализа которых в аспекте возраста дилювиальных событий приведены в табл. 2.

Теория дилювиального морфолитогенеза доказывает то, что гляциогидрологическая ситуация в ледниковом плейстоцене гор Южной Сибири определяла множественные и систематические катастрофические прорывы котловинных ледниково-подпрудных озер времени поздневюрмского оледенения и по долинам Чуи и Катуни, и по долине Бии.

Эта теория в общих чертах подтверждается массивом абсолютных датировок (TL, ¹⁴C, ¹⁰Be), полученных в других районах Алтая (табл.2). Предварительный анализ этих дат с учетом последних публикаций [10-12] позволяет наметить хронологию водноледниковых потопов на Алтае: около 7 тыс.л.н.; около 12 тыс.л.н.; около 15 тыс.л.н.; около 17 тыс.л.н.; после 22 тыс.л.н. и после 23 тыс.л.н. В действительности, паводков с расходами более 1 млн. м³/с было гораздо больше, поскольку каждый прорыв котловинного ледниково-подпрудного озера мог следовать сразу же за подпруживанием котловин и блокированием стока. Ошибки же определения абсолютного возраста паводковых событий на несколько порядков превышают длительность водноледниковых катастроф [10], которая составляла от нескольких минут и дней ([22, 28], (а также - настоящая работа) до нескольких недель [18].

Таблица 2

Абсолютные датировки дилювиальных, дилювиально-озерных и озерных отложений Алтая [12]¹

Адрес	Метод	Абс. возраст, лет
Гигантские знаки ряби течения Яломанской котловины	TL	7400±0.8 6200±0.7
Гигантская рябь течения Платово-Подгорное	10Be 14C	12700±200 17900±1799 12510±160 36000±4000
Мергели и ископаемые остатки в Северном Алтае, ассоциированные с образованием Айских эворзионно-кавитационных котлов	14C	13890±200 12750±65
Курайская котловина, растительные остатки из озерных отложений в пинго (ур. Джангысколь)	14С	10845±80 10960±50
Дилювиально-озерная толща в левобережье р. Инюшка	14С TL	23359±400 (средняя пачка) 22275±370 (верхняя пачка) 22400±3200 (верхняя пачка)
Долина р. Бии в районе с. Чоя	14C	Подстилающий аллювий - 18620±300 Перекрывающий дилювий – 17600±500 17200±245

Другая проблема сопоставления датировок по дропстоунам из котловин Юго-Восточного Алтая и из Яломанской котловины состоит в том, что связь гляциальных суперпаводков из Чуйского и Курайского ледниково-подпрудных озер с образованием дилювиального рельефа Центрального Алтая пока еще далеко не доказана. Ведь выше Яломанской котловины по катунскому каналу дилювиальных стоков расположены обширные Уймонская, Абайская и Канская котловины, которые также в ледниковое время подпруживались льдом и продуцировали мощные йокульлаупы, производившие большую геологическую работу, впечатляющим примером которой, в частности, могут быть трехсотметровые толщи дилювия, заполняющие долину р. Катуни выше устья р. Чуи [10].

В заключение отметим, что, возможно, приведенные новые ¹⁰Ве-датировки показывают время одного из самых мощных гляциальных суперпаводков Алтая, относящегося к последним по времени и крупнейшим по объемам ледниково-подпрудным озерам в Чуйской и Курайской котловинах, поскольку проанализированные дропстоуны лежат на поверхности их днищ, не «утоплены» в донные осадки. Это также означает, что краевые моренные комплексы, обрамляющие южную периферию этих котловин и относившиеся к максимуму последнего оледенения (например, в работах П.А. Окишева), в действительности: 1) моложе 15 тыс. лет, потому что они террасированы береговыми линиями с датированными дропстоунами; 2) никак не могут регистрировать ледниковый максимум в горах Алтая, так как ледники максимального оледенения подпруживали котловины более молодых озер (датировки приведены в настоящей статье). В центральных частях котловины озер ледники горного обрамления выходили в эти хронологические интервалы на плав, то есть становились «шельфовыми» и не продуцировали конечные морены. Максимальные абсолютные высоты поздневюрмских береговых линий в Чуйской котловине, как сказано, достигают 2250 м, т.е. намного превышают отметки днищ современных трогов окружающих гор (например, долина р. Актру имеет по простиранию висячего по отношению в Курайской впадине трога отметки 2000 – 2150 м).

Обсуждение результатов. В задачи данного исследования не входило вычисление максимальных расходов дилювиальных потоков. Как видим, применение более корректной модели расчета гидравлических характеристик дилювиальных потоков на ключевом участке, с одной стороны, показало геологическую достоверность реальности трудно представимых себе расходов и скоростей воды при прорыве ледниково-подпрудных озер (в чем многие в России, в частности, еще сомневаются), и, с другой, - безусловно, катастрофический характер опорожнения этих озер.

В частности, геолог И.А. Новиков в одной из последних монографий определенно писал, что точка зрения А.Н. Рудого и В.В. Бутвиловского на большие масштабы прорывов палеоозер ошибочна, последние сильно преувеличены, реальные скорости и объемы воды меньше чем на порядок (то есть, гораздно менее 1 млн м³/с) [4]. Вместе со своим коллегой он предложил альтернативные данные [5], где еще более определенно пишет, что плотины были преимущественно тектоническими, а опорожнения не носили катастрофический характер ([5] с. 236).²

В третьих, эта модель показывает путь для вычисления гидравлических параметров при любых объемах озер и метках стояния высоких вод в долинах стока. Здесь для расчета были приняты минимальные абсолютные высоты уровней озер и, соответственно, плотин. Такой подход был применен сознательно, чтобы продемонстировать, что и при таких, пессимистических, оценках объемов озерных вод, расходы дилювиальных потоков были колоссальными.

Характеристики

Список файлов статьи