способ определения поражения селями горной долины

Формула изобретения

Способ определения поражения селями горной долины, отличающийся тем, что оценку поражения ведут по отсутствию древесно-кустарниковой растительности на дне долины при наличии коренных старовозрастных древостоев на вышележащих склонах, позднее - по наличию на дне долины одновозрастной, молодой, древесно-кустарниковой растительности, а впоследствии, по мере ее взросления, - по численному преобладанию деревьев старшей возрастной группы над любой из остальных возрастных групп; а также по наличию массовых повреждений коры и древесины на стволах деревьев, растущих у подножия склонов долины; при этом измерение ширины зоны поражения долины проводят по расстоянию между краевыми травмированными деревьями на поперечном профиле долины; измерение высоты поражения бортов долины проводят по верхнему уровню повреждений на стволах деревьев, а дату предшествующей катастрофы устанавливают по формуле: n=n₂-n₁ , где: n - количество годичных колец, соответствующее количеству лет, прошедших после поражения долины селями; n₂ - количество годичных колец на радиусе, проходящем через неповрежденный участок ствола; n₁ - количество годичных колец на радиусе, проходящем через поврежденный участок ствола.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам выявления признаков природных катастроф и может найти применение при оценке опасности поражения территорий.

Известен способ прогнозирования, при котором используется метод фитоиндикации по старовозрастным больным деревьям (заявка № 99107239, опубликована 20.01.2001 г., МПК A01G 7/00).

Однако в известном способе недостаточно показателей для определения поражения селями горной долины.

Известен способ выявления долин, потенциально опасных в отношении поражения лавинообразными потоками (Васьков И.М., Гончаров В.И. К вопросу о признаках и возможности прогнозирования природных катастроф типа Геналдонской в горной Осетии // Труды Северо-Кавказского горно-металлургического института. 2006. Вып.13. С.251-252: источник № 1, прилагается), который может быть использован в качестве прототипа. Авторы приводят ряд признаков, которые характерны для зон возможного поражения лавинообразными потоками:

- наличие в высокогорной зоне современных надвигов и взбросов, фронтальные части которых постоянно надвигаются на долины, на днищах которых находятся ледники;

- переслаивание жестких и пластинчатых пород в надвигающемся (взбрасываемом) блоке, вызывающее более частое обрушение склона;

- присутствие внутри и на поверхности ледника большого количества каменных обломков, особенно если их источником является один из обрамляющих склонов, прямо указывающее на неустойчивость склона и постоянное накопление такой неустойчивости;

- частая повторяемость мелкофокусных и особенно приповерхностных сейсмических толчков в тыловой части современных надвигов и взбросов, гипоцентры которых совпадают с поверхностями смещения современных разрывных структур взбросо-надвигового типа.

Недостаток известного способа заключается в значительной трудоемкости его реализации, а также в том, что он позволяет выявить лишь наиболее общие закономерности, на основании которых можно судить о возможности поражения долины лавинообразными потоками. В то же время, за рамками этого способа остаются легко выявляемые природные характеристики, позволяющие более точно и конкретно распознать признаки рассматриваемого феномена.

Технический результат - упрощение способа выявления признаков опасных природных явлений.

Техническое решение заявленного объекта заключается в том, что в отличие от способа-прототипа осуществляется способ определения поражения селями горной долины путем оценки отсутствия древесно-кустарниковой растительности на дне долины, при наличии коренных старовозрастных древостоев на вышележащих склонах, позднее - наличие на дне долины одновозрастной (молодой) древесно-кустарниковой растительности, а впоследствии, по мере ее взросления, - численное преобладание деревьев старшей возрастной группы над любой из остальных возрастных групп; а также наличие массовых повреждений коры и древесины стволов деревьев, растущих у подножия склонов долины; при этом измерение ширины зоны поражения долины проводится по расстоянию между краевыми травмированными деревьями на поперечном профиле долины; измерение высоты поражения бортов долины проводится по верхнему уровню повреждений на стволах деревьев, оценка даты предшествующей катастрофы производится по формуле: n=n₂ -n₁, где: n - количество годичных колец, соответствующее количеству лет, прошедших после поражения долины селем; n ₂ - количество годичных колец на радиусе, проходящем через неповрежденный участок ствола; n₁ - количество годичных колец на радиусе, проходящем через поврежденный участок ствола.

Способ осуществляется следующим образом.

В контексте геоэкологического мониторинга долины р.Геналдон проведен поиск фитоиндикаторов, маркирующих в ландшафте последствия схода ледника Колка и предшествующих гляциальных катастроф. Установлена возможность эффективного использования определенных растительных сообществ для фитоиндикации последствий поражения горной долины катастрофическими селями. Было выявлено два признака, характеризующих поражение долины катастрофическими селями.

1. Наглядным свидетельством недавнего прохождения катастрофического селя является отсутствие древесно-кустарниковой растительности (или наличие лишь молодой древесно-кустарниковой растительности) на дне долины при наличии коренных старовозрастных древостоев на вышележащих склонах. Причина подобной диспропорции в распределении растительного покрова заключается в том, что деревья и кустарники, росшие до катастрофы на дне долины, были снесены вниз по долине недавно прошедшим селем. Проведенная оценка динамики растительного покрова до и после катастрофы показывает, что такое отсутствие древесно-кустарниковой растительности является свидетельством прохождения катастрофического селя в текущем году или не более одного года назад. Пойменный лес, формирующийся на дне горной долины после прохождения катастрофического селя, представлен преимущественно ольхой серой - Ainus incana (L.) Moench. Оценка возрастной структуры этого растительного сообщества показала, что оно представлено исключительно молодым древостоем: возраст деревьев в 2012 г. не превышал десяти лет (Приложение, рис.1). Подобная возрастная структура не характерна для естественно (в течение многих десятилетий) сформированного сообщества, которое характеризуется присутствием деревьев разного возраста - от сеянцев до старовозрастных. Данная возрастная структура (массовый молодой подрост при полном отсутствии деревьев старших возрастных групп) указывает на то, что в недалеком прошлом имело место поражение данной долины катастрофическим селем, который уничтожил всю пойменную растительность, после чего заселение поймы началось с начальных стадий формирования растительного покрова. В результате проведенных измерений выявлена характерная особенность этого аномального по возрастной структуре древостоя - его чрезвычайно высокая плотность, вследствие чего молодой лес уже стал непроходимым.

Выявленная закономерность позволяет не только зафиксировать сам факт поражения долины катастрофическим селем в прошлом, но и датировать время его прохождения. Оценка даты предшествующей катастрофы устанавливается путем подсчета количества годичных колец на кернах древесины, высверленных возрастным буром, или на поперечных спилах стволов наиболее крупных живых деревьев. Возможность проведения измерений с целью датировки прохождения последнего катастрофического селя будет возможна, как минимум, в течение нескольких десятков лет. Она будет сохраняться вплоть до достижения нынешними молодыми деревьями ольхи серой своего предельного возраста: возрастная структура этих древостоев, возникших в процессе посткатастрофической сукцессии, будет отличаться от структуры естественно сформированных сообществ численным преобладанием деревьев старшей возрастной группы над любой из остальных возрастных групп.

2. Наличие массовых повреждений коры и древесины деревьев, растущих у подножия склонов долины, является индикатором, указывающим на прохождение в прошлом по долине катастрофического селя. Эти повреждения обусловлены присутствием в селевом потоке твердых компонентов, которые травмировали кору и древесину стволов деревьев, оказавшихся в краевой зоне поражения катастрофическим селем (Приложение, рис.2). При этом пойменная растительность, располагавшаяся ниже по склону и на дне долины, в зоне непосредственного поражения, была полностью уничтожена катастрофическим селем.

Выявленный фитоиндикатор (повреждение коры) позволяет не только зафиксировать сам факт поражения долины селями в прошлом, но также измерить ширину зоны поражения долины (по краевым травмированным деревьям на поперечном профиле долины) и высоту поражения бортов долины (по верхнему уровню повреждений на стволах деревьев) этими селями. При более детальном изучении характерных повреждений возможна оценка даты прохождения последнего катастрофического селя путем подсчета количества годичных колец на кернах древесины, высверленных возрастным буром, или на поперечных спилах стволов живых деревьев. Подсчет количества годичных колец проводится по двум радиусам, проходящим через поврежденный (R₁ ) и неповрежденный (R₂) участки ствола (Приложение, рис.3).

Расчет времени, минувшего после прохождения последнего катастрофического селя, производится по формуле n=n ₂-n₁ где: n - количество годичных колец, соответствующее количеству лет, прошедших после поражения долины селем; n ₂ - количество годичных колец на радиусе R₂, проходящем через неповрежденный участок ствола; n₁ - количество годичных колец на радиусе R₁, проходящем через поврежденный участок ствола.

Следовательно, метод фитоиндикации позволяет упростить способ оценки опасных природных явлений при мониторинге участков для строительства, формировании агроэкосистем, в рекреации.