2.1.4. Экзогенные геологические процессы

Весьма существенное место в формировании условий обитания живых организмов, и прежде всего человека, принадлежит экзогенным геологическим процессам (ЭГП).

Под ЭГП понимается совокупность необратимых дискретных изменений состава, строения и состояния геологической среды (отдельных наименее устойчивых ее элементов), происходящих в результате естественных процессов энергомассообмена в зоне контакта лито-, атмо- и гидросферы, а также хозяйственной деятельности человека.

В настоящее время общепринятой классификации экзогенных геологических процессов не существует.

ЭГП являются одним из основных факторов, определяющих экологическое состояние геологической среды.

Многообразные по механизмам развития, характеру и интенсивности проявления на земной поверхности, ЭГП временами создают обстановку, несовместимую с минимальными требованиями к комфортности жизнеобитания.

Катастрофические проявления характерны для различных по генезису ЭГП. Многие из них могут вызвать человеческие жертвы и огромный материальный ущерб за короткий промежуток времени. Другие менее опасны с экологической точки зрения, не представляют непосредственной угрозы жизни человека, менее разрушительны, их ощутимое воздействие, причиняемый ущерб накапливаются за достаточно длительное время.

По данным Р.Шустера, полученным на основании многолетних исследований [152], прямые и косвенные убытки только от оползней и селей в США превышают 1 млрд дол/год. Сопоставимый по величине материальный ущерб отмечается и для таких стран, как Россия, Япония, Италия. В отдельных случаях катастрофическая активизация оползней и селей вызывает гибель десятков тысяч людей (Китай, 1920 г.; Перу, 1970 г.; Колумбия, 1980 г. и др.).

В целом степень катастрофичности или опасности ЭГП определяется их механизмом и генетическими особенностями: интенсивностью проявления, характеризуемой показателями пораженности территории (геологической среды), многолетней и внутригодовой повторяемостью.

Механизм и генетические особенности ЭГП обусловливают основные показатели опасности – размеры (площадь и объем проявления), скорость протекания процесса, дальность действия, размеры зоны поражения. В качестве примера приведена классификация оползней и селей по объему перемещаемых грунтовых масс.

Таблица 2.1

Классификация оползней и селей по объему перемещаемых грунтовых масс, м3

Классификация	Объём перемещаемых грунтовых масс, м3
Мелкие Небольшие Довольно большие Большие Очень большие Огромные Грандиозные	Десятки Сотни Тысячи Десятки тысяч Сотни тысяч Миллионы Десятки, сотни миллионов и более

Объем отдельных оползней может достигать миллиардов кубометров. Так, например, в 1911 г. на Памире (Таджикистан) во время сильного землетрясения произошел оползень объемом 2,2 км³, похоронивший под собой кишлак Усой вместе с 54 жителями и перегородивший р. Мургаб, в результате чего на высоте более 3,2 км образовалось Сарезское озеро объемом 18 км³.

На основании изучения механизма ЭГП, учета генетических особенностей их проявления, анализа материалов и данных о развитии и воздействии на геологическую среду и сферу жизнедеятельности человека можно составить ряд, убывающий по их относительной экологической опасности и катастрофичности (внезапности проявления): оползни, сели, обвалы, карст, абразия, русловая эрозия, просадки, овражная эрозия, подтопление, заболачивание и т.д. По данным изучения ЭГП в различных странах, регионах, природно-климатических условиях известно, например, что развитие таких процессов, как оползни, сели, обвалы и карст может привести к грандиозным разрушениям и катастрофам. Абразия, русловая эрозия, просадки могут вызвать значительный материальный ущерб, привести к чрезвычайным ситуациям. Развитие в течение длительного времени овражной эрозии, заболачивания приводит к сокращению площадей и потере сельскохозяйственных угодий, разрушению дорог.

Площадной (региональной) характеристикой экологической опасности ЭГП является интенсивность их проявления, количественно оцениваемая показателем пораженности территории. Этот показатель определяется как отношение суммарной площади форм проявления данного процесса, распространенного на конкретном участке, к общей площади этого участка (территории), т.е. безразмерным коэффициентом, меняющимся от 0 до 1. Во многих регионах России (Северный Кавказ, Черноморское побережье, Поволжье, зона БАМа) коэффициент пораженности территории ЭГП достигает 0,6-0,8 и более.

Освоение и хозяйственное использование таких территорий связаны с большим социально-экономическим риском и требуют значительных средств по защите от ЭГП. Стоимость инженерной подготовки территорий с высокой интенсивностью проявления ЭГП может в несколько раз превышать стоимость проектируемых объектов. Опыт освоения и использования территорий с интенсивным проявлением ЭГП показывает назревшую необходимость инженерно-геологического и экологического нормирования территорий, жесткого регламентирования хозяйственной деятельности.

О значимости ЭГП как важнейшем экологическом факторе можно судить по подверженности населенных пунктов, различных хозяйственных объектов его воздействию. В результате специального инженерногеологического обследования практически всей территории Российской Федерации организациями Министерства геологии СССР было установлено, что в России более 10 тыс. крупных населенных пунктов, в том числе 120 городов с населением 100 тыс. человек и более, в той или иной степени подвержены воздействию различных ЭГП. Тысячи различных хозяйственных объектов (железные и автомобильные дороги, нефте- и газопроводы, гидротехнические сооружения) постоянно испытывают разрушительное действие ЭГП различных генетических типов.

По результатам выполненного обследования для всех субъектов Российской Федерации составлены карты условий развития и интенсивности проявления ЭГП масштаба 1:200 000-1:500 000, а также карты и каталоги подверженности населенных пунктов и хозяйственных объектов воздействию ЭГП. Материалы обследования являются объективной основой планирования мероприятий по защите от негативного воздействия этих процессов. В настоящее время они обобщены под методическим руководством ВСЕГИНГЕО в недавно изданной карте “Экзогенные геологические процессы России” масштаба 1:2 500 000.

Наибольшую опасность ЭГП представляют в горных районах. Это связано с высокой энергией рельефа, сейсмичностью территории, интегральным проявлением здесь парагенетических комплексов ЭГП. Развитие или активизация отдельного процесса в горах может не представлять прямой угрозы, но его последствия могут носить катастрофический характер. Классическим является пример Айнинского оползня в долине р. Зеравшан в апреле 1964 г. Оползень объемом 20 млн м³ сошел с левого склона долины и, не причинив особого вреда, перекрыл русло реки. Весенний паводок привел к быстрому формированию озера. Было установлено, что при катастрофическом его прорыве (в любой момент) образуется селевый паводок, способный стереть с лица земли все расположенные ниже по течению населенные пункты, в том числе г. Самарканд.

Угрозу удалось ликвидировать, но проблемы такого рода остаются нерешенными во многих горных районах России и других стран.

Особую опасность представляют собой техногенное развитие или активизация ЭГП. Их проявления носят внезапный катастрофический характер и имеют разрушительные последствия. В качестве примера можно привести техногенную активизацию карста в 1969 и 1977 гг. в Москве в районе Хорошевского шоссе, приведшую к разрушению домов. Развитие просадочных явлений на территории Волгодонска, вызванное техногенным обводнением лёссовых пород, привело к полному разрушению ряда жилых домов и производственных сооружений в 1983 г.

Защита территорий и хозяйственных объектов от опасных геологических процессов основывается на различных по содержанию прогнозах активности их проявления. ВСЕГИНГЕО разработаны теоретические основы и методы прогнозирования ЭГП различных генетических типов. По заблаговременности предсказания следует различать следующие виды прогноза процессов: сверхдолгосрочные (до 100 лет), долгосрочные (до 10-20 лет), краткосрочные (до 1 года) и оперативные (от нескольких часов до нескольких суток).

Сверхдолгосрочные и долгосрочные прогнозы необходимы для разработки стратегии обеспечения безопасности населения и территорий, определения очередности проведения защитных профилактических мероприятий для крупных районов, регионов, субъектов Российской Федерации. На основании краткосрочных прогнозов составляются программы, проекты, схемы защиты и проведения мероприятий для отдельных районов, населенных пунктов и объектов с учетом прогнозируемой степени активности проявления процесса на год или период, предшествующий активизации. Оперативные прогнозы составляются тогда, когда началась активизация процесса, и на их основании разрабатываются конкретные мероприятия по обеспечению безопасности населения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, связанных с ЭГП.

Впервые инженерно-геологические карты долгосрочных прогнозов активности проявления ЭГП (оползни, сели, абразия, эрозия) были составлены в 1975 г. для Черноморского побережья Украины, России и Грузии в масштабе 1:200 000 [180]. В дальнейшем подобные карты составлялись и для других регионов России (Северный Кавказ, зона БАМа). Оправдываемость прогнозов оказалась вполне удовлетворительной, особенно для периодов значительной и сильной активизации процессов. Например, высокая активность проявления оползней и селей, имевшая место на южном склоне Большого Кавказского хребта в пределах Грузии в 1987-1989 гг., была предсказана в 1975 г., а катастрофическая активизация оползней в 1989 и 1997-1998 гг. в горных районах Чечни была спрогнозирована в 1980 и 1989 гг. соответственно.

В 1984 г. организации Министерства геологии СССР на основе материалов специального инженерно-геологического обследования территории приступили к организации мониторинга ЭГП – качественно новому этапу изучения и прогноза этих процессов.

Мониторинг экзогенных геологических процессов (МЭГП) – это система регулярных наблюдений за активностью их проявления, прогнозирования их развития под воздействием природных и антропогенных факторов. В задачи МЭГП входит также разработка рекомендаций по предотвращению или ослаблению негативных последствий развития процессов, особенно по обеспечению безопасности людей. МЭГП является составной частью государственного мониторинга геологической среды, который входит в состав Единой государственной системы экологического мониторинга.

За последние годы ВСЕГИНГЕО разработаны необходимые для организации и ведения государственного мониторинга ЭГП нормативно-методические документы. В конце 80-х гг. во многих организациях Мингео СССР были начаты работы по организации наблюдательных сетей для изучения режима ЭГП. По состоянию на конец 1990 г. число наблюдательных участков составляло 1250 (в основном на европейской территории России). В настоящее время объемы режимных исследований на территории России сократились и носят эпизодический характер даже в регионах интенсивного их проявления.