Основные претензии к существующим моделям районирования территории агломерации по ЭГП следующие: 1- методика и данные во многом устарели, не полно использовано дистанционное зондирование [3]; 2- материалы зачастую констатируют известные факты обнаружения, но не конкретизируют их причины и возможности возникновения других ЭГП; 3- непонятны последствия взаимосвязанных ЭГП при возможных землетрясениях и антропогенезе, т.е. нет прогнозных оценок и рекомендаций.

Для решения указанных задач, конечно, требуются разносторонние научные и производственные крупномасштабные исследования. Поскольку их даже сейчас не предвидится, а спрос назревал давно, то авторы несколько лет проводили в рамках грантов НИР экспресс-анализ комплексной геодинамической опасности и уязвимости геоморфологических систем (ГМС) типовых урбанизированных территорий (УТ), согласно современных методических и терминологических разработок с экологическими акцентами, частично адаптированных к инженерно-строительным задачам с учетом региональных условий и проектов освоения УТ Приморского края [4-9].

Основные факторы, определяющие экзодинамическую опасность

Виды, интенсивность и размещение ЭГП определяются геологическими, геоморфологическими, сейсмическими, гидролого-климатическими и антропогенными факторами. Для Приморья и Уссурийской агломерации, относящихся к зоне муссонного климата, одним из общих факторов ЭГП, является ярко выраженный летне-осенний паводочный режим стока на фоне сложной гидрологической и гидрогеологической системы, подробно освещенных в литературе [1,2,10].

Исследуемая территория относится к переработанной южной части Ханкайского массива – Южно-Приморскому палеозойскому прогибу с наложенными меловыми впадинами Раздольненского бассейна [1,11]. Эти образования являются фундаментом и характеризуются жесткими структурными связями. Кайнозойские преимущественно терригенные слабо- или не литифицированные осадки сконцентрированы в наложенных впадинах, а также чехлом перекрывают больше половины фундамента. Неогеновые базальты, андезибазальты и туфы в основном субгоризонтально и слабонаклонно залегают на палеоген-неогеновых осадках и сами, в свою очередь, перекрыты четвертичными образованиями мощностью до15 м.

Соответственно высший иерархический уровень ГМС, согласно последним данным [6,12], образует Южно-Приморская, каркасными элементами которой являются ГМС более низкого ранга, которые характеризуются такими основными особенностями развития: 1-кайнозойские впадины завершили свое активное развитие во второй половине миоцена; в настоящее время это отрицательные геоморфологические формы, где процессы формирования вещественных комплексов выполнения не играют ощутимой роли; 2-поднятия, разделяющие впадины, развиваются по конструктивному типу (наращивание объемов, высотных, угловых и линейных параметров); это горсты и сводово-глыбовые структуры; 3-краевые части поднятий надвигаются на впадины.

Комплексная геодинамическая опасность, как сообщалось ранее [6-9], является результатом совместного действия эндогенных, экзогенных и техногенных сил и их сочетаний. Поскольку речь идет о поверхности и приповерхностных частях земной коры и формах ее выражения в современном рельефе, в частности УТ, то разделение на эндо-, техно- и экзодинамические опасности является всего лишь приемом, облегчающим изучение. Эти силы действуют совместно и взаимосвязано.

По нормативному для РФ комплекту карт общего сейсмического районирования ОСР-97 (А,В,С) данная территория Приморья относится к 6 (А,В) и 7 (С) бальным зонам по шкале MSK-64[13]. Согласно уточненным сейсмогеологическим данным, северо-западная часть Уссурийской агломерации, отнесена к 7 бальной, а остальная к 8 бальной зонам [14](Рис.1).

По нашим построениям исследуемая территория относится к активно развивающимся ГМС конструктивного типа, а детальное дешифрирование космических снимков (КС) высокого разрешения совместно с морфоструктурными и геолого-геофизическими данными выявило неизвестные ранее разрывные структуры, часть из которых хорошо коррелируется с известными сейсмоактивными разломами по [9,13,14]. Сгущения зон и узлов дизъюнктивных морфоструктур подтверждают и дополняют соответствующие новые сейсмогеологические данные [14-15].

Территория Уссурийской агломерации освоена в разной степени и разными видами техногенной нагрузки. Каждый из них по-своему оказывает воздействие на развитие ЭГП. Поскольку соответствующие вопросы предметно изучены слабо, мы ограничились пока выделением и условной оценкой трех основных состояний технодинамической опасности: 1 – нарушен растительный покров (1 балл); 2 – нарушен почвенный покров (2 балла); 3 – нарушены материнские горные породы (3 балла).

ЭГП на исследованной территории преимущественно сгруппированы в определенных районах [1,2,9]. По данным А.И. Вяткина и нашей экспертной оценке, степень экзодинамической опасности возрастает в следующей последовательности: заболачивание (1 условный балл)- плоскостной смыв (2 балла)- овражная и русловая эрозия (3 балла)- оползни и обвалы (4 балла).

Типы рельефа и экзодинамические опасности освоения территории Уссурийской агломерации

Контрастность форм рельефа, их линейные, угловые и высотные параметры в сочетании со структурными особенностями вещественных комплексов определяют возможность протекания тех или иных экзогенных процессов и образования соответствующих форм. Выделено несколько типов и подтипов рельефа, в пределах которых установлены или предполагаются определенные виды и интенсивности ЭГП и их явления (Рис.1).

Рисунок 1. Преобладающие и прогнозируемые ЭГП Уссурийской агломерации (выделы соответствуют номерам подтипов рельефа):

1-2 – заболачивание низинных (подтип 1.1) и верховых (1.2) локальных понижений; 3-затопление низких пойм (1.3); 4- подтопление высоких пойм (1.4); 5- плоскостной смыв в центральных частях кайнозойских впадин (2.1); 6- овражная и русловая эрозия в краевых частях кайнозойских впадин (2.2); 7- осыпные процессы в центральных частях выступов фундамента (3.1); 8- обвально-осыпные процессы в краевых частях активизированных горстов фундамента (3.2); 9- плоскостной смыв в центральных частях плато базальтов (4.1); 10- оползни и эрозия в краевых частях базальтовых плато (4.2); 11- изосейста сейсмичности по [14]; 12-14 – техногенные нарушения: растительного (12) и почвенного (13) покрова и горных пород (14); 15- разломы выявленные по КС; 16- граница г. Уссурийска и места фотосъемок; 17- район исследования Уссурийской агломерации на врезке.

Фотографии В.В. Шестерниной: Ф1-техногенное заболачивание оконтурено пунктиром; Ф2- подтопление частного сектора 14 мая 2010 (NEWSru.com); Ф3- просадки зданий; Ф4- обвалы и осыпи; Ф5- оползни и овраги.

Первый тип образуют днища долин рек крупных порядков (наклон менее 3°). Исследуемая территория представляет собой гидрографический узел нижних течений долин рек Раковка и Комаровка впадающих в среднюю часть магистральной реки Раздольная. Установлены зависимости между уклонами, шириной долин, ЭГП и др. геолого-геоморфологическими характеристиками ГМС, которые кратко отражены в следующих подтипах.

Локальные заболоченные участки в старицах и небольших озерцах (подтип 1.1) долин указанных рек являются понижениями с глубиной 1-2 м., некомпенсированными осадками (низинные болота), а в узких зонах понижений вдоль некоторых разломов (подтип 1.2) – верховые болота. Данные ГМС отличаются очень слабой уязвимостью и экзодинамической опасностью, однако неуплотненные грунты, высокий уровень грунтовых вод, и гниение органики резко понижают комфортность проживания, а освоение их мало эффективно и затратно, иногда преступно недальновидно (Фото.1).

Широко проявлены низкие (подтип 1.3) и высокие (подтип 1.4) поймы. Для первых характерны процессы затопления, а для вторых – подтопления и наледеобразования. Расширения и сужения пойм часто имеют четкообразные группировки, что во многом связано с относительно дифференцированными «клавишными» морфотектоническими образованиями. Например, на участках долины р. Раковки вблизи населенных пунктов Песчаное и Раковка отмечены локальные блоки воздыманий среди сопряженных опусканий. В целом же зоны пойм мало или вообще не пригодны для градостроительства и любого другого освоения, хотя это общеизвестное правило постоянно нарушается особенно в г. Уссурийске (Фото.2).

Второй тип включает поверхности с наклонами 3-10° и имеет большое распространение. Слабая уязвимость и экзодинамическая опасность характерна для зон с малоконтрастным рельефом (равнины, плато, выровненные поверхности), которая несколько увеличивается в пределах увалов и холмисто-увалистых образований. Здесь развиты преимущественно овраги, ложбины стока, промоины, оплывины, просадки, бугры пучения. При землетрясениях такие формы теряют или приобретают новые значения параметров, однако почти во всех случаях опасность остается слабой и может усилиться скорее от неразумного техногенного вмешательства (Фото.3).

Подтип 2.1 наиболее развит в центральных частях кайнозойских впадин со слабой расчлененностью рельефа и канализированными литопотоками. Кайнозойский чехол, в том числе и склоновые отложения, слагают более 70% площади выдела, а глубины вреза водотоков не выходят за пределы мощности чехла. Преобладает плоскостной смыв.

В краевых частях впадин (подтип 2.2) кайнозойский чехол занимает 30-70% поверхности, а водотоки врезаются ниже подошвы чехла. Расширение долины происходит за счет боковой эрозии. Отмечаются повышеные расчлененности рельефа и канализированные литопотоки. В долинах водотоков проявлен относительно активный экзогеоморфогенез, который обычно усиливается эндогеоморфогенезом. Преобладает оврагообразование. Инженерно-строительные условия наиболее благоприятны на подтипе 2.1 и умеренно благоприятны на подтипе 2.2.

Третий тип не широко распространен и объединяет преимущественно поверхности ГМС с наклонами от 10 до 20°. Кайнозойский чехол или отсутствует, или его мощности не превышают первых метров. Склоновые отложения сконцентрированы в местах, где преобладают углы наклона поверхности 10-15°. На таких склонах развиваются осыпи, отседания, каменные реки, трещины, оползни. Экзодинамическая опасность в таких местах бывает высокой, а на склонах крутизной более 15° – очень высокой. Обычно такие формы сосредоточиваются в местах резких перегибов склонов, вдоль уступов, в V-образных долинах рек низких порядков и в истоках рек, особенно в водосборных воронках.

Подтип 3.1 распространен, главным образом, на докайнозойских вулканитах и терригенных метаморфических образованиях повышенной складчатости и раздробленности. Это обычно поверхности крупных массивов холмогорий и мелкогорий. Относительное сгущение разломов, выявленных по КС и установленных геологическими съемками, создает ячеистую структуру расчлененной поверхности. По зонам разломов текут реки разных порядков и временные водотоки. Почти всюду здесь стокоформирующие и транзитные зоны литодинамических потоков.

Подтип 3.2 развит по периферии вытянутых поднятых горстов. Поскольку тыловые границы подтипа проходят по резкому перегибу склона, здесь происходит разгрузка литопотоков и возрастает мощность склоновых отложений. Известны крупные обвалы. Не исключена их сейсмическая природа, поскольку они находятся в зонах геодинамических влияний разломов, отдешифрированных по КС и частично совпадающих с сейсмогенными разломами и палеосейсмодислокациями [14-15].

Любые ГМС третьего типа для целей освоения и градостроительства мало пригодны из-за крутых склонов, повышенной экзодинамической опасности и плотности потенциально активных разломов (Фото.4).

Четвертый тип обусловлен особенно широким развитием покровов базальтов. Здесь часто можно наблюдать весь вертикальный ряд поверхностей от субгоризонтальных до отвесных скальных обрывов.

Подтип 4.1 образован покровами базальтов, создающими плоские или слабо наклонные поверхности, иногда ступенчатые согласно пачек вулканических палеопотоков. Расчлененность рельефа от нулевой до слабой ближе к краям. Здесь формируется преимущественно элювий. Уязвимость ГМС и экзодинамическая опасность слабая. Условия освоения умеренные.

Подтип 4.2 развит широко вдоль кромок вулканических покровов почти непрерывной полосой скал, глыбовых развалов и останцов. Непосредственно под ними следует вторая полоса, где склоны крутые и очень крутые. Затем через хорошо заметный перегиб склоны выполаживаются. Углы наклона их тесно связаны с особенностями вещественно-структурных комплексов. В местах таких перегибов формируются аккумулятивные тела, сложенные крупными обломками базальтов, которые не закреплены. Здесь берут начало многие овраги и промоины, формируются оползни и сопровождающие их микроформы.

Наиболее благоприятным для формирования оползней являются расчлененные поверхности с глинистыми и суглинистыми породами подстилающими базальты. Эти породы чаще всего служат водоупорами, что увеличивает вероятность схода оползней и оврагообразования (Фото.5).

Наряду с отмершими, закрепленными оползнями встречаются и действующие, например, на левом борту р. Раздольной в 2 км на восток от пос. Барановский, вблизи пос. Бонивурово и в 3 км. к югу от пос. Глуховка. Оползневые склоны часто сильно обводнены. По ним текут глинисто-щебнисто-валунные массы, которые спускаются в долины рек, отклоняют иногда их русла, пересекают полотна дорог. В зонах нижних перегибов склонов уже на днищах долин рек образуются заболоченные луговины. Во время наводнений часть этих образований размывается. Тем самым нарушается установившееся квазиравновесие и массы на склонах начинают снова ползти. Процесс движения, таким образом, имеет прерывисто-непрерывный характер. Поэтому экзодинамическая опасность здесь всегда очень высокая, а катастрофический характер она приобретает при вмешательстве эндодинамических и технодинамических сил.

Заключение

Уточнены и дополнены типы и подтипы рельефа, а также связанные с ними проявления экзодинамической опасности, которые вместе с данными по строению и уязвимости ГМС послужили основой для обновленного зонирования территории Уссурийской агломерации в целях ее освоения. Разнообразие видов и увеличение интенсивности проявлений ЭГП связано, в основном, с зонами повышенной сейсмичности и техногенных нарушений.

Совместный анализ эндо-, техно- и экзодинамических факторов геоморфогенеза, находящихся в прямых и обратных связях, позволил перейти от описания ЭГП к их экспресс-прогнозу как по виду и направленности развития, так и местам их проявления. Предложенный подход имеет научное и практическое значение, поскольку дополняет традиционные инженерно-геологические, антропогенно-геоморфологические и эколого-геоморфологические знания о урбанизированных и осваиваемых территориях, в условиях недостаточной соответствующей изученности, каких много в России. В дальнейшем следует переходить от качественных экспертных к количественным оценкам экзодинамической опасности.

Таблица 1 – Типы берегов и берегоформирующие процессы в Хасанском районе

В таблице 2 показано влияние различных типов  береговых процессов  на  возможные трансформации морских берегов.

Таблица 2 – Влияние природных факторов на преобразование (трансформации берега)

Дополнительно, мы считаем нужным отметить цунамиопасные участки побережья – Хасанское взморье (Урочище Молочный вал), морской берег в устье протоки оз. Птичье (Тальми), бухту Новгородскую, бухту Теляковского (п-ов Гамова), устье Рязановской протоки (п-ов Клерка), бухту Северная (Славянский залив), устье р. Нарва, бухту Перевозную [2].

Побережье района размещения портовых сооружений, исследованное нами, разделяется на три типа с различными зонами литодинамической активности и соответствующей им устойчивости береговых систем.

I. Абразионно-бухтовый тип побережья – тут преобладают процессы абразии над аккумуляцией. При этом можно выделить (в зависимости от литодинамической активности) три зоны, соответствующие этому типу.

а) Наиболее динамически активная зона с наиболее неустойчивыми береговыми системами. Это зона современного пляжа с процессами интенсивного постоянного волнового воздействия, временами достигающего уровня наиболее низкой морской террасы.

б) Динамически активная зона с неустойчивыми береговыми системами располагается вплоть до границы воздействия штормовых заплесков. Процессы размыва участков данной зоны существенны во время сильных штормов.

в) Динамически устойчивая к внешним воздействиям зона включает все высокие морские террасы и не попадает под воздействие даже максимальных штормовых заплесков.

II. Абразионно-ингрессионный тип побережья – тот, где преобладают процессы аккумуляции над абразией (аналогичен абразионно-бухтовому типу побережья с такими же зонами литодинамической активности и соответствующей им устойчивости береговых систем).

III. – Антропогенный тип побережья представляет собой насыпную террасовидную территорию, состоящую из железобетонных конструкций и крупного скалистого материала, и где процессы абразии берега незначительны вследствие проведенных мероприятий по берегоукреплению. Выделяются две зоны литодинамической активности, соответствующие этому типу.

а) Динамически активная зона с неустойчивыми к внешним воздействиям береговыми системами. Это зона современного пляжа с процессами активной постоянной абразии, включающая в себя поверхность денудационной морской террасы. Последняя, хотя и защищена искусственной структурой из железобетонных блоков, но на ее переднем крае наблюдаются процессы интенсивного постоянного волнового воздействия.

б) Динамически неактивная зона с устойчивыми к внешним воздействиям береговыми системами. Эта зона включает участки террасовидной территории, расположенной выше насыпи из железобетонных блоков. На данных участках, естественно, наблюдается устойчивое состояние береговых систем по отношению к воздействию морских волн.

Ниже мы попытаемся дать характеристику побережья в местах развитии портовой инфраструктуры в Хасанском районе [3].

I. Порт Посьет.

1. Бухта Постовая.

Характеристика. Абразионно-бухтовый тип берега. Имеется абразионная дуга с прислоненными к ней низкой морской террасой и пляжем (галька, песок), а также с валунным бенчем у входных мысов.

Литодинамические процессы. В настоящее время наблюдается активный размыв входных мысов с подачей материала в центр бухты.

2. Бухта Порт Посьет.

Характеристика. Абразионно-ингрессионный берег (абразионные уступы с аккумулятивной террасой). В вершине бухты имеется прислоненный пляж (щебни, валуны, гравий с песком, глинистый песок) с низкой морской террасой. На абразионной платформе выражен глыбовый бенч с глинисто-щебнистым материалом с участием выветрелых коренных пород (палеозойские гранодиориты).

Литодинамические процессы. Наблюдается устойчивость береговых систем к воздействию морских волн.

II. Портовый пункт в бухте Троица (рис. 1).

Рисунок 1 – Портовый пункт в бухте Троица (фото Коробова В.В.)

1. Бухта Троица от мыса Михельсона до мыса Слычева (район пос. Зарубино).

Характеристика. В целом – абразионно-ингрессионный берег (на флангах – абразионные уступы с прислоненными пляжами, в центре – аккумулятивно-выровненный берег с переймой). Пляжевые отложения – валуны, галечники, пески (аркозовые) и глинистые пески.

Литодинамические процессы. Наблюдается размыв абразионных уступов на флангах аккумулятивных форм с мористой стороны.

2. Бухта Троица от Нового Поселка до мыса Варгина.

Характеристика. Абразионно-ингрессионный и абразионно-бухтовые берега, выработанные в палеозойских гранитах. На флангах – небольшие абразионные дуги, в середине – аккумулятивно-выровненные берега с низкой морской и луговой террасами. Также имеются как прислоненные, так и небольшие свободные пляжи, в середине – свободный пляж, контактирующий с низкой морской и луговой террасами. Пляжевые отложения – аркозовые пески с гравием, валуны с галькой, есть участки глыбового бенча.

Литодинамические процессы. Наблюдается незначительный размыв на флангах, слабая аккумуляция в середине бухты.

III. Портовый пункт Славянка.

Участок от мыса Славянка до мыса Мальцева.

Характеристика. Абразионно-ингрессионный берег, выработанный в вулканогенно-осадочных породах неогена (абразионные уступы на флангах и аллювиально-лагунная равнина в середине бухты). Клифы с бенчами на мысах, прислоненные пляжи в средней части, свободные пляжи в кутовой части бухты. Пляжевые отложения - валуны с галькой, гравийные пески, разнозернистые пески, глинистые пески.

Литодинамические процессы. Активная абразия на флангах и наползание пляжей на луговую террасу.

Заключение

Выполнен предварительный анализ геолого-георфологического строения и литодинамики береговых участков районов размещения действующих портовых комплексов в Хасанском районе (Славянка, Зарубино, Посьет). При оценке активности прибрежно-морских процессов учтены нелиненые явления в геосистемах [4].