книги из ГПНТБ / Формирование берегов Красноярского водохранилища

в начале второго года существования водохранилища. Максималь­ ные объемы обрушения склонов отмечались в период интенсивного подъема уровня воды в водохранилище. В конце третьего и на чевертом году наполнения высота берегов над урезом воды уменьши­ лась, местами обнажились коренные породы, объемы переформи­ рования значительно снизились.

Береговые склоны абразионно-обвального типа с высотой бров­ ки склона над урезом в 1,5—3,5 м и крутизной в 15—16° интенсив­ но обрушались при штормовом волнении в периоды промежуточ­ ных относительно постоянных уровней воды. Сформировавшиеся прибрежные отмели у таких берегов носили абразионный харак­ тер, имели ширину до 18 м, крутизну в 5—8° и способствовали гашению энергии ветровых волн.

Береговые склоны с уклоном в 7—8° в течение всего периода стадийного наполнения водохранилища оставались практически устойчивыми, образуя нейтральный тип берега.

Участок Даурское расположен на левом берегу верховья Щетинкинского плеса в 110 км выше плотины ГЭС. Берега участка средней крутизны представлены У надпойменной террасой, сло­ женной разнозернистыми песками и суглинками мощностью до 10 м, подстилаемыми песчаниками и алевролитами (рис. 39). В боль­ шей части терраса заросла кустарниками и деревьями. Береговая линия водохранилища в районе с. Даурского отличается изрезанностью и изобилует заливами различной величины. Затопленная долина Енисея и его берега сильно залесены, в связи с чем во мно­ гих местах прибрежной зоны наблюдается полузатопленный лес.

Береговые склоны участка открыты для воздействия волн от ветров восточной четверти. Максимальный разгон воды совпадает1

Рис. 39. Профиль берегового склона Даурского участка в период наполнения водохранилища.

1 — почвенно-растительный слой; г — пески и галечники у надпойменной террасы; 3 — пески и супеси делювиального чехла; 4 — палеозойские породы; отмель по замерам:

5 — 30/IX 1968 г.; 6 — 6/Х 1969 г.; 7 — 21/IX 1970 г.; 8 — прогноз пепеработки берега на 10 лет, по Г. С. Золотареву.

127

с направлением В-С-В ветра. Разгоны волн по направлениям дру­ гих действующих ветров следующие: В — 11 км, ВЮВ — 5,4 км, ЮВ — 5 км, ЮЮВ — 6 км, Ю — 6 км, ЮЮЗ — 8 км. Максималь­ ная высота волны (2,7 м) возможна при ветре В-С-В направления при повышении скорости до 30 м/с. При скоростях ветра до 10 м/с высота волны не превышает 0,80 м. Залесенность береговой поло­ сы участка существенно снижает интенсивность волнения в приб­ режной зоне, а следовательно и размеры переработки берега.

В1967 г. затоплялись пологие, большей частью залесенные бе­ рега. Полоса затопленного леса вдоль береговой полосы в первый год существования водоема достигала по ширине 30 м. Ветровое волнение полностью гасилось па залесенном участке и береговые склоны сохраняли устойчивость в течение всего безледоставного периода.

Вначале второго года заполнения водохранилища значитель­ ная часть деревьев и кустарников была затоплена. Штормы, про­ шедшие при относительно постоянных промежуточных уровнях 1968 года, вызвали разрушение дернового покрова берега и разви­ тие абразионного уступа в приурезовой части.

Разрушение берега происходило в виде небольших обвалов и осыпей. Там, где береговые уступы были сложены суглинками, об­ рушение происходило в виде отколов масс грунта по вертикаль­ ным трещинам, после подмыва основания уступа. В местах, где в составе грунта преобладали мелкозернистые пески, вдоль абрази­ онного уступа наблюдались осыпи с углом естественного откоса. Обрушенный грунт попадал на надводный пляж, который вначале

исередине навигационного периода второго года наполнения про­ слеживался вдоль всего участка наблюдения. Ширина его не пре­ вышала 3 м, а угол наклона был 6—7°. При сильных штормах пля­ жи обычно затоплялись, что способствовало более быстрому про­ цессу абразии. К концу безледоставного периода при интенсивном подъеме уровней надводные пляжи были затоплены, что привело

кинтенсификации процесса абразии в осенний период (табл. 43). Формирующиеся при обрушении берега прибрежные отмели но­

сили абразионный характер. Ширина их составляла 20—30 м, угол наклона 7—8°. В результате заполнения водохранилища в 1969 г. абразионные формы, выработанные ранее, были затоплены на глубину 15—18 м, а урез водохранилища вновь подошел к за­ дернованному и залесенному берегу с углом наклона 7—8°. Кар­ тина затопления береговых склонов в третий год заполнения на­ поминала начальную стадию, но залесенность участка была мень­ шей, чем в первый год. В начале и середине безледоставного перио­ да 1969 г. на участке происходил только процесс размыва дерново­ го покрова. Подводная часть склона размывалась в основном в при­ урезовой части с аккумуляцией в приглубой части. Там, где кру­ тизна затопленного берега была более 20°, образовался абразион­ ный уступ высотой до 1,5 м. Берег участка отличался изрезанностью, местами был нависший. В основании абразионного уступа

128

Т а б л и ц а 43

Переработка береговых склонов на участке Даурское

прослеживались волнопробойные ниши. Наиболее быстро абра­ зионные уступы развивались в центральной части участка. К кон­ цу безледоставного периода высота их достигала 1,6 м. Вдоль ус­ тупа наблюдался надводный пляж шириной до 2 м и уклоном 0,08. Размытый волнами грунт перемещался волновым потоком и откла­ дывался в приглубой части, где высота аккумулятивных отложе­ ний достигала 1 м. Гранулометрический состав образцов, отобран­ ных по ширине подводного склона, показал, что в приурезовой части преобладают частицы диаметром 0,1—0,05 мм, а на глуби­ не 10—13 м — 0,05—0,01 мм и менее 0,005 мм.

В 1970 г. в период весеннего подъема уровней значительная часть аккумулятивных отложений была размыта. Абразионные формы также были частично размыты или затоплены на значитель­ ную глубину. В дальнейшем процессы абразии на участке начали развиваться в осенний период. В приурезовой части склона про­ изошло разрушение дернового покрова, полный размыв почвенно­ растительного слоя и частично верхнего слоя суглинисто-песча­ ных отложений.

Развивающиеся абразионно-обвально-осыпные берега в конце безледоставного периода 1970 г. наблюдались на большей части участка за исключением залесенной части и пониженных склонов,

где крутизна не превышала 6—7°. Прибрежные отмели были абра­ зионными и по существу повторяли очертания затопленного скло­ на, размытого на небольшую глубину.

Результаты наблюдений за развитием береговых склонов на участке Даурское показывают, что берега, сложенные размывае­ мыми породами, задернованные, местами залесенные и имеющие крутизну до 7° в период наполнения водохранилища подвергались незначительным переформированиям. Абразионные формы (уступы, пляжи, отмели) в ходе заполнения затоплялись на большую глу­ бину и не влияли на ход дальнейшей переработки. При каждом но­ вом значительном подъеме уровней процесс переработки начинал­ ся вновь. Наиболее интенсивно абразия протекала при относитель­ но постоянных уровнях, совпадающих со штормовыми периодами.

Участок Устъ-Сыда располагается в 290 км выше плотины ГЭС в правой нижней части Краенотуранского плеса.

Опорная магистраль для наблюдений за переработкой распо­ ложена в пределах делювиального склона на правом берегу зали­ ва, образовавшегося в результате затопления долины р. Сыды во­ дами водохранилища. Ширина залива на входе около 3 км, а глу­ бина до 20—25 м.

Береговые склоны участка крутые, с углом наклона до 30° и высотой над бытовым уровнем р. Сыды до 30 м; в верхней части разреза сложены супесями и суглинками, иногда с большим вклю­ чением дресвы. Мощность делювиальных отложений колеблется от 1—2 до 20 м. Преобладающими в супесях и суглинках являются фракции диаметров 0,1—0,05 мм. Берег частично распахан, основ­ ная часть заросла кустарниками. По направлению от устья залива вверх по течению р. Сыды высота и крутизна склона понижаются. Характерной особенностью береговых склонов участка является изрезанность их оврагами.

Берег подвержен воздействию ветровых волн от ветров южной четверти. Разгоны волн по направлениям ветров следующие: ЮЗ— 8 км, ЮЮЗ — 14 км, Ю — 22 км, ЮЮБ — 20 км. Высота волны при южном ветре и изменении его скорости от 10 до 20 м/с увели­ чивается с 1,19 до 2,28 м, а при скорости ветра этого направления в 30 м/с достигает 3,54 м. В связи с тем, что глубина на входе в за­ лив более 20 м и ширина входа достигает 3 км, ветровые волны поч­ ти беспрепятственно проникают на акваторию залива и почти не трансформируясь достигают берегов, что особенно характерно для устьевой части.

Следует отметить, что развитие береговых склонов залива воз­ можно не только под воздействием ветрового волнения, но и в ре­ зультате повышения уровней воды и замачивания крутых откосов, сложенных рыхлыми породами. Кроме того, в отдельных местах имеется вероятность активизации старых оползней и развития но­ вых на контакте рыхлых и коренных пород.

Квысоким берегам на участке урез водохранилища подошел

впериод весеннего наполнения 1969 г. (рис. 40).

130

Рис. 40. Профиль берегового склона на участке Усть-Сыда в райо­ не интенсивных обрушений (1969—1970 гг.).

1 — суглинки и супеси микропористые; г — почвенно-растительный слой; 3 — дресва, щебень; 4 — палеозойские породы, представленные песчаниками

иалевролитами.

Виюне—июле первые обрушения проявляются в высоких кру­ тых бортах логов, представляющих заливы второго порядка. Раз­ рушения отмечались в штилевую погоду и вызывались процессами подмачивания и размокания рыхлых отложений. Обрушение про­ исходило в виде отколов массивов грунта по трещинам, появление которых было обусловлено просадочными явлениями. П одобный

вид разрушения берега наблюдался по правому берегу лога, рас­ положенного в устье залива Сыда, по левому и правому бортам лога Лиственного, находящегося несколько выше пос. Сыда.

Вконце июля началось разрушение правого высокого берега р. Сыды. Первоначально деформации берега на этом участке были вызваны подмачиванием, размоканием и оползанием рыхлых от­ ложений в нижней части берегового склона, поэтому бровка бере­ га долго еще не изменяла своего положения.

Кконцу безледоставного периода разрушением был захвачен весь береговой откос, имевший вид обнаженного отвесного уступа. Приглубость берега и преобладание в составе пород мелких частиц обусловили аккумуляцию размытого материала у подошвы склона.

Вприурезовой части берегового склона откладывались частицы диаметром от 0,5 до 0,05 мм, основная же часть грунта с преобла­ данием частиц диаметром менее 0,05 мм откладывалась в значи­ тельном удалении от уреза на глубине 15,0—20,0 м.

В1970 г. протяженность разрушенных берегов на участке наб­ людений увеличилась. Общая длина береговой нолосы, подвержен­ ной переформированиям, в сентябре составляла около 1 км. Обрушаемые склоны представляли собой обнаженные отвесные уступы,

находившиеся в постоянном контакте с уровнем воды в водохрани­ лище. Осыпи у уступов отсутствовали. Обрушенный грунт попа­ дал непосредственно в воду и быстро размывался. Обрушения в

лища (в 1969 г.— 13 м; в 1970 г.— 9,5 м).

Формирование прибрежных отмелей в районе обрушения про­ исходило замедленно. Осенью 1970 г. ширина абразионной части отмели с уклоном в 8° 30' не превышала 4,0—5,0 м. Глубина на уступе не превышала 0,7—0,8 м. Обрушенный грунт большей частью откладывался непосредственно в районе обру­ шения у подножия склона. При этом коэффициент аккумуляции составлял 60%.

Вверховье участка, где затоплению подвергся пологий задер­ нованный склон, разрушение берега в период заполнения водохра­ нилища не отмечалось. На подводной части склона прослеживался процесс аккумуляции.

Левый берег р. Сыды в 1969—1970 гг. на значительном протя­ жении был охвачен процессом абразии. Исключение составляли пониженные пологие участки и районы с выходами на дневную по­ верхность палеозойских пород.

Вверховье залива преобладали обвально-осыпные берега. Та­ кой тип берега развивался в местах, где верхняя часть геологиче­ ского разреза была представлена рыхлыми отложениями, а ниж­ няя — коренными породами. Разрушение берега начиналось с нижней части склона, которая находилась в контакте с урезом во­ дохранилища. По мере обнажения коренных пород берег стабили­ зировался. Высота обрушающихся масс составляла 3—4 м над урезом, протяженность отдельных участков разрушения достига­ ла 300—500 м. Линейное отступление берегов за период наполне­ ния водохранилища было незначительным, так как разрушение откоса обычно не захватывало точку перегиба берегового склона.

Вустье залива, где береговые склоны были сложены суглин­ ками, развивался абразионно-обвальный тин берега. Надводный склон имел вид отвесного уступа высотой 2,0—3,0 м, с нависаю­ щей изрезанной бровкой берега. Ветровое волнение, особенно пос­ ле наполнения водохранилища до НПУ, играло главную роль в пе­ реработке берегов. За период наполнения водохранилища линей­ ное отступление бровки на этих участках было наибольшим, объе­ мы обрушения определялись высотой надводного абразионного уступа.

Абразионно-осыпные берега развивались в районах, где в сос­ таве пород, слагающих склоны, преобладали разнозернистые пес­ ки и супеси. Надводный склон представлял собой осыпь с углом естественного песчаного откоса. Вдоль осыпей обычно прослежи­

вался надводный пляж шириной 1,5—2,0 м. Линейное отступание берегов было меньшим, по сравнению с абразионно-обвальными,

132

так как значительная часть энергии ветровых волн расходовалась на размыв осыпей.

Наблюдения за развитием береговых склонов на участке зали­ ва Сыда в период заполнения водохранилища показали, что обру­ шения берегов залива в начальной стадии были связаны с режимом подъема уровня воды. При этом разрушению подвергались крутые борта логов, сложенные размываемыми породами.

С увеличением срока существования водохранилища протя­ женность обрушаемых берегов возрастала. Устойчивыми остава­ лись лишь пониженные участки и склоны, сложенные неразмываемыми коренными породами.

Участок Лебяжье располагается па правом берегу Краснотуранского плеса в 315 км от плотины ГЭС. Берег участка представ­ ляет собой пологий, задернованный, местами распаханный делю­ виальный склон. В верхней части разреза берег сложен тонкозер­ нистыми супесями и перевеянными песками с преобладанием фрак­ ций 0,25—0,1 мм мощностью до 20 м. Рельеф склона слегка хол­ мистый.

Берег подвержен воздействию волнения от ветров западной четверти. При скорости ветра западного направления 30 м/с вы­ сота волны 1%-ной обеспеченности может достигнуть 2,78 м, при ветрах Ю-3 и С-В направлений со скоростью 20 м/с высота волны достигает 1,67—2,40 м. Разгоны волн по направлениям ветров на участке наблюдений следующие: С-3—25 км, З-С-З—12 км, С-3— 13 км, З-Ю-З—9 км, Ю-Ю-3—10 км.

Акватория водохранилища в основном чистая. Полузатоплен­ ной растительности в прибрежной полосе мало. Значительная ши­ рина и глубина акватории благоприятствуют развитию на плесе интенсивного волнения.

Подпор от водохранилища достиг участка Лебяжье в конце июня 1969 г. Затапливаемые в 1969—1970 гг. береговые склоны на участке наблюдений полого спускались к урезу водоема, угол на­ клона их достигал 2° 30'. Пологость рельефа обусловила образова­ ние в прибреяшой зоне обширного мелководья, в пределах которого гасились ветровые волны, не достигая надводных склонов.

В 1970 г. в центральной части участка ветровым волнением был размыт на нззначительную глубину почвенно-растительный слой, после чего абразия прекратилась. Не произошло увеличения размы­ вов и в конце безледоставного периода. В районе распространен нейтральный тип берега.

На участке, прилегающем к устью р. Бири, при высоких урав­ нениях прослеживался размыв почвенно-растительного слоя и об­ разование абразионного уступа высотой не более 0,2 м. При сра­ ботке уровня в приурезовой части заметно преобладала аккумуля­ ция наносов, однако угол наклона аккумулятивных форм был 15— 20°, что привело к их быстрому размыву при последующем подъеме уровня. В условиях дальнейшей эксплуатации водохранилища, при длительном стоянии промежуточных уровней в период напол­

133

нения, возможен размыв прибрежных отмелей, что приведет к уве­ личению их уклонов, последующему образованию и развитию абра­ зионного уступа в приурезовой части. С возникновением послед­ него темпы разрушения берега резко возрастут.

Необходимо отметить, что несколько ниже участка наблюдений, процесс размыва берега протекал более интенсивно. Затоплению здесь подвергались склоны крутизной более 15°, сложенные супе­ сями и суглинками. Абразия их началась в середине навигационно­ го периода 1969 г., когда в результате процессов размокания и штор­ мовой деятельности образовался абразионный уступ, высота ко­ торого со временем увеличивалась. В конце безледоставного перио­ да 1969 г. и начале 1970 г. наибольшее распространение получил абразионный обвально-осыпной берег с высотой уступа до 2,5— 3,0 м. Склоны отличались изрезанностью, местами бровка была нависшая. В основании уступа наблюдались волноприбойные ниши от 0,5 до 1,0 м в диаметре. Особенно интенсивно разрушение берега происходило в устьях логов, образующих заливы. Борта их представляли крутой, иногда отвесный склон, сложенный рых­ лыми отложениями. В устье преобладали абразионно-осыпные, а а в самих заливах преимущественно абразионно-обвальные берега. Ширина устьев логов в связи с обрушениями и отступанием бортов возрастала.

ХАРАКТЕР РАЗВИТИЯ БЕРЕГОВЫХ СКЛОНОВ В ПЕРИОД НАПОЛНЕНИЯ

По условиям устойчивости береговых склонов и их развития на Красноярском водохранилище выделяются две стадии — пер­ вая (начальная) и вторая. Начальная стадия включает в себя два года формирования берегов (1967 и 1968), когда уровень в водоеме поднялся на 74 м. Во вторую стадию (1969—1970 г.) произошли значительные изменения в устойчивости береговых склонов и ха­ рактере их разрушения. Закончилось полное наполнение водохра­ нилища и произошел подъем уровня на 100 м в сравнении с быто­ вым.

Устойчивость береговых склонов в первую стадию

С начала наполнения Красноярского водохранилища (лето 1967 г.) на отдельных участках береговых склонов началось их раз­ рушение.

Резкий подъем уровня воды на 74 м в сравнении с бытовым, рас­ пространение подпора на расстояние 300 км от плотины ГЭС, за­ топление склонов и нарушение естественных условий их существо­ вания обусловили возникновение оползней, абразионных и обваль­ ных обрушений, оживление осыпей.

134

Наиболее интенсивно эти изменения в 1967 г. происходили в средней части водохранилища на оползневом участке в районе с. Куртак (Куртакский участок) на левом берегу, в районе с.Воз­ несенка на правом берегу близ устья р. Жулгет, в нижней части водохранилища близ устья р. Бюза.

Самые крупные разрушения склонов наблюдались у с. Куртак. Здесь в июне появились крупные оползни в рыхлых отложениях террас. Объем их достигал 300 тыс. м3, а берег отступил за счет оползшей массы грунта в наиболее неустойчивой части склона при­ мерно на 100 м.

В скальных породах достаточно крупный оползень (около 10 тыс. м3) возник близ устья р. Бюза.

Особенности начала формирования склонов в первую стадию наполнения вызваны тем, что берегами водохранилища являлись как склоны относительно низких надпойменных террас (I, II, III), отложения которых представлены рыхлыми осадками (супесями, глинами, суглинками, реже галечниками), так и более крутые де­ лювиальные склоны, сложенные щебнисто-обломочным и суглини­ стым материалом, а также коренные скальные обнажения пород па­ леозойского и протерозойского возраста.

Наибольшие обрушения абразионно-обвального типа наблюда­ лись в 1967 г. на склоне крутизной в 15—30°. Длина обрушаемых участков склонов достигала 450 м, а высота обрывов превышала 10 м (Новоселовский, Анашенский, Тесияский участки, см. рис. 32).

В целом за 1967 г. обрушениям подверглась незначительная часть берега, составляющая всего 10—11 % от общей протяженности береговой линии. При этом на правом берегу обрушений наблю­ далось несколько больше. Однако следует учесть, что вследствие очень резкого и значительного подъема уровня, часть обрушаемых участков была быстро затоплена и нами не учтена.

В 1968 г., во второй год наполнения водохранилища, наиболее подверженными обрушению оказались склоны по левому берегу в устье р. Ижуль (Куртакский участок), в устьях рек Каскыр, Листвянка (Каскырекий участок), в устье ручья Первый Щучий (Вюзинский участок). По правому берегу наибольшие обрушения произошли у устья р. Быскар (Быскарский участок), пиже устья р. Сухая речка, близ устья р. Анаш (Анашский участок), выше устья р. Убей (Колеский участок), близ устья р. Погромной (Сисимский участок), у устья р. Жулгет (Дербинский участок). Скальные склоны подвергались обрушению в виде относительно небольших (до 28 тыс. м3) оползней в устье ручья Первый Щучий и ниже устья р. Погромной.

В 1968 г. значительную протяженность обрушаемых склонов составили абразионно-обвальные берега с абразионным уступом в 0,5—1,0 м, выработанном обычно в обломочно-щебнистом мате­ риале или (значительно ранее) в выветренных коренных породах.

Интенсивное действие оползней продолжалось у с. Куртак. Новые оползни в рыхлых отложениях возникли у устья р. Ижуль.

135

Крупные обрушения в устьях рек Каскыр, Быскар, Сухая Реч­ ка, Анаш, Борсугаш приурочены к достаточно крутым (в 15—20°) склонам уступов высоких надпойменных террас (отложения супеси и суглинки). Длина обрушений достигала 200—150 м при макси­ мальной высоте абразионного обрыва 25 м.

Обращает на себя внимапие кора выветривания коренных пород, так как она имеет значительное распространение, что выяс­ нили благодаря обнажению пород за счет абразии, оползней и других процессов. Это обстоятельство позволяет не согласиться с мнением С. А. Коляго (1967), что кора выветривания распростра­ нена здесь незначительно. Нами кора выветривания встречена у с. Новоселово, у с. Куртак, в устье р. Борсугаш и во многих других местах.

Коренные породы, чаще всего сланцы и алевролиты, реже пес­ чаники выветрены до рыхлого почти глинистого состояния (мел­ кая, мягкая крошка) с сохранением их прежней структуры. Поэтому попадая в приурезовую часть, эти породы подвергаются значительному разрушению, характер которого может быть раз­ личен.

Так, например, у с. Куртак эти породы сползли вместе с огром­ ной массой супесей.

Следует отметить, что в целом в первую стадию наполнения во­ дохранилища склоны, сложенные коренными скальными порода­ ми, значительных изменений не претерпели, за исключением небольших оползней, о которых говорилось выше. Эти склоны насыщаясь водой, проникающей в коренные породы по трещинам,

Характер этих явлений приобрел в последнюю стадию наполне­ ния водохранилища значительный размах.

Устойчивость береговых склонов во вторую стадию

В 1969 г. при дальнейшем наполнении водохранилища произо­ шло резкое увеличение процессов обрушения берегов. Это объяс­ няется особенностями уровенного режима водохранилища при его наполнении и инженерно-геологическими особенностями строения берегов. Особенно значительные нарушения устойчивости склонов произошли в сентябре — октябре, к концу периода относитель­ но постоянного уровня водохранилища. В это время нами наблюдались крупные оползни, происшедшие в коренных скаль­ ных породах, провалы в супесях и суглинках, крупные обру­ шения абразионно-обвального типа на протяжении до 400 м, круп­

ные оползни в рыхлых отложениях, оживление осыпей и т. д. (рис. 41).

Общая протяженность обрушаемых берегов к осени 1969 г. составила около 500 км (без берегов в крупных заливах).

136