О.Ф. Васильев

Наблюдения за состоянием Усойского завала на Сарезском озере в 1956 г.

Известия Всесоюзного Географического Общества, 1960, том 92, вып. 5, стр. 427-433

Эта заметка написана по материалам обследования Усойского завала на Сарезском озере (Памир), произведенного под руководством автора в июле-августе 1956 г.

Полученные данные, как нам кажется, представляют интерес для суждения о процессах, происходящих на завале, образовавшемся в результате грандиозной катастрофы в 1911 г. и представляющем уникальное природное явление, имеющее важное практическое значение для человека. Точных инструментальных изменений на Усойском завале не производилось, насколько нам известно, c 1939-1943 г.г. (имеются ввиду работы А.А. Солдатова и И.Е. Горшенина)¹

На страницах журнала «Известия Всесоюзного географического общества» в статье В.В. Акулова (1) и заметке В.И. Рацека (5) были высказаны противоположные точки зрения относительно возможности прорыва завала. Понятно, что правильное решение этого вопроса крайне важно, ибо при напоре в 500 м прорыв массы воды на озере емкостью в 16 км куб сулит катастрофу еще более тяжкую, чем происшедшая в 1911 г. Возможность прорыва завала связывается обычно с развитием в его теле глубокого оврага, образованного выходами фильтрующегося сквозь тело завала водного потока из Сарезского озера. Эти выходы фильтрационного потока являются нынешними истоками р. Бартанг.

Сравнение данных наших намерений с некоторыми старыми данными, которыми, видимо, не располагали В.В. Акулов и В.И. Рацек, позволяет, как нам представляется, значительно разъяснить вопрос.

Рис.1. Схематический план Усойского завала.

1 – границы завала; 2 – коренные породы (сланцы); 3 – положение голвы оврага в разные годы .

На этом плане указаны, и частично, местоположения истоков Бартанга в 1914, 1915, 1926 и 1939 г.г.

Выполненное нами обследование прибрежной полосы завала показало, что мест ярко выраженного сосредоточенного входа воды в тело завала, наблюдавшихся в 1926 и 1934 г.г. теперь нет². Мы обнаружили с берега три участка (первый - в бухте Соединения³, второй - примерно в 500 м южнее и третий - примерно в 1000 -1200 и южнее первого), ширина каждого из которых исчислялась десятками метров, с хорошо заметным, но весьма плавным входом воды (рис. 1). Скорость поверхностных слоев при входе в тело завала достигает величины порядка 0.5 м/сек.

Рис. 2. Вид на прибрежную часть Усойского завала и Сарезского озера.

На заднем плане виден цирк обрушения северного коренного берега

Для установления местоположения головы оврага 2-4 августа 1956 г. нами был пройден тахеометрический ход⁴ от уреза Сарезского озера в районе бухты Соединения до истоков р. Бартанга, образовавших в теле завала овраг. Была также произведена тахеометрическая съемка головы оврага.

Рис. 3. Характерный участок поверхности завала в южной части.

Поскольку на завале нет сколько-нибудь надежных точек для точной горизонтальной и вертикальной⁵ привязки хода, для вертикальной его привязки было зафиксировано положение уровня Сарезского озера 2 августа по данным реечного поста гидрометеорологической станции в Ирхтском заливе в то же время, когда был начат ход от уровня озера у завала (отметка по реечному посту от нуля графика была 1370 см).

¹ При анализе полученных данных нами были использованы, в частности, материалы, содержащиеся в отчете о работах Сарезской экспедиции Сазгипровода в 1934 г. (нач. экспедиции В. А. Афанасьев, техн. руководитель Т. М. Щеулов - отчет находится в настоящее время в архиве Средазгипроводхлопка Ташкент) - и материалы по Усойскому  завалу и оз. Сарез, собранные А. Б. Скворцовым в Управлении Гидрометеослужбы Узбекской ССР в 1956 г.

² В указанные годы наблюдался интенсивный вход потока в тело обвала с образованием воздушных вихревых воронок на поверхности потока при входе.

³ Бухта  Соединения находится примерно в 500—600 м от правого коренного берега озера.

⁴ При съемке применялся малогабаритный теодолит ТМ-1.

⁵ Реперов предыдущих экспедиций, и, в частности, экспедиции 1926 г., руководимой проф. О.К. Ланге (4), нам найти не удалось. Они не сохранились.

Для горизонтальной привязки хода не было никаких данных, поэтому установление возможного местоположения головы оврага на плане производилось путем наложении точносориентированного относительно меридиана (с учетом магнитного склонения в +3º30´ хода на план завала, составленный в 1939 г. А.А.Солдатовым по собственным материалам, а также по материалам предшествующих исследователей: И.А. Преображенского, О.К. Ланге, П.П. Чуенко. Перемещая начальную точку хода по урезу воды в районе южнее бухты Соединения (это место можно было установить с точностью до 150-200 м) и учитывая направление головной части оврага, можно было установить, что за время с 1939 г. голова оврага, если и сместилась, то на расстояние не больше 110-130 м., причем возможное направление смещения головы оврага на северо-восток.

Скорость развития оврага (скорость перемещения его головы в плане) можно представить на следующих данных .

Годы	Размыв, м.	Скорость, м/год
1914-1915	900	900
1915-1926	1100	100
1926-1930	170	42.5
1930-1939	50-80	5.5-9.0
1939-1956	не более 110-130	не более 6.5- 7.5

Расстояние за 1914-1915 и 1915 - 1926 г.г. взяты здесь с упоминавшегося плана А.А. Солдатова. Расстояния за 1926-1930 г.г. взято по данным Н.Е. Родионова, приведенным в его отчете о работах Сарезской экспедиции Сазгипровода 1934 г. Расстояние за 1930-1939 г.г. получено путем сопоставления длины размыва за 1926- 1939 по плану А.А. Солдатова с длиной размыва за 1926-1930 г.г. по данным Н.Е. Родионова

Нетрудно заметить, что приведенные данные скорости развития оврага находятся в разительном противоречии с данными А.А. Акулова (1). Если А.А. Акулов для периода времени, начиная с 1934 г. оперирует со скоростями роста оврага порядка 50 м. в год, то по приведенным данным, несомненно более надежным⁷ скорость развития оврага в в тот период может оцениваться величиной порядка 5-10 м/год (или даже меньшей). Кратчайшее расстояние от головы оврага до уреза Сарезского озера составляет 1450-1500 м..

Если, по данным экспедиции проф. О.К. Ланге (4), в 1926 г, превышение горизонта Сарезского озера над первыми выходами фильтрационной воды в истоках реки Бартанг было 115 м, а по данным экспедиции 1934 г. В.А. Афанасьева (2) - 138м, то, по нашим данным, на 2 августа 1956 г. напор составлял 145.6 м.⁸ Увеличение напора по сравнению с 1934 г. незначительно и объясняется, видимо, исключительно подъемом горизонта воды в озере за эти годы.

А.А. Акулов (1) на 1946 г. называет напор всего лишь в 90 м, не указывая, каким путем получена эта величина. В свете приведенных данных по динамике изменения напора за 1926-1956 гг. приводимая Акуловым велична напора представляется в высшей степени сомнительной.

Глубина оврага в самой верхней его части (у головных источников) составляла по нашим инструментальным измерениям, 35-36 м. Уклон водной поверхности в головной части оврага - 0.125.

А.А. Акулов(1) указывает, что низшая точка гребня завала находится на 50-55 м выше горизонта воды озера и на 140 м выше, чем выход воды в овраге. Первая из этих величин практически подтверждается нашей съемкой (геодезический ход был проложен через одно из самых пониженных мест на гребне завала). Наинизшая точка профиля хода находится на 63 м над уровнем озера 2 августа 1956 г. Вторая величина расходится с данными Акулова: выход воды в овраге (головной источник) находится на 208.6 м ниже высшей точки хода.

Говорить о возможности прорыва завала можно только в связи с развитием в его теле оврага под действием фильтрующихся вод.⁹ Сам по себе завал, распластавшийся вдоль ущелья на расстояние до 4.5-5 км, при напоре массы воды в озере около 500 м безусловно устойчив. Опасность могут представлять лишь новые крупные обвалы в том же месте или в Сарезское озеро.

Рис. 4. Исток р. Бартанг (головная часть оврага).

Что касается оврага, о котором уже много говорилось, то несомненно, что в последние 20-25 лет его развитие затухает, хотя в своем развитии он не затронул еще коренных масс завала, сложенных из крупных обломков сланцев,¹⁰ преимущественно кремнистых.

Побывавший на завале в 1946 г. А.А. Акулов утверждал в статье 1948 г. (1), что года через два-три голова оврага врежется в легко поддающиеся разрушению горные породы и тогда скорость разрушения увеличится в несколько раз. По его подсчетам на 1946 г. катастрофа должна произойти примерно через 22 года, т. е. в 1968 г.

⁷ А.А. Акулов, видимо, не имел в своем распоряжении карты А.А. Солдатова. Сам он в 1946 г. инструментальных измерений на завале также не выполнял.

⁸ По данным нивелировки, выполненной 6 ноября 1943 г. инж. И.Е. Горшениным напор составлял 156.3 м (по материалам А.Б. Скворцова).

⁹ Заметим что фильтрационный поток сквозь тело завала исключительно мощен. Расход  р. Бартанг ниже завала сильно зарегулирован озером и составляет величину порядка 40 - 50 м³ сек (по данным гидрометрического поста у кишлака Барчадив.)

¹⁰ Расстояние до этих участков завала в том направлении (на северо-восток), в каком происходит развитие оврага, составляет  несколько сот метров.

Проведенный анализ убедительно показывает беспочвенность таких прогнозов. Следует отметить также, что с 1946 г. прошла значительная часть того срока, о котором говорил Акулов, но практически никаких предсказанных им новых разрушений, а тем более ожидавшегося их ускорения не произошло. Кривая эрозии вышла близко к поверхности завала, поэтому значительного дальнейшего роста оврага ожидать нельзя. Нет оснований и для общего понижения кривой эрозии, так как местный базис эрозии определяется прежней отметкой русла за завалом, а фильтрация через тело завала стабилизировалась.

Таким образом, можно согласиться с мнением В.И. Рацека (5), высказанным относительно прочности завала.

Отметим, что наши наблюдения над состоянием завала свидетельствуют о следующих изменениях, происшедших со времени работ А.А. Солдатова (1939) до 1956 г.

1) Промежуточное озеро на перешейке между озерами Сарезским и Шадау-Куль, обнаруженное в 1930 г. и упоминаемое по наблюдениям 1934 г. В.А. Афанасьевым (2), а также указанное на карте, составленной Солдатовым, соединилось с Сарезским озером

2) У ската горы Марджанай оз. Шадау-Куль образовался небольшой залив, не обозначенный на карте Солдатова.

3) В указанной на карте Солдатова впадине перешейка 3195 м образовалось вытянутое озеро.

Эти изменения со всей очевидностью указывают на общее повышение уровня Сарезского озера, происшедшее за промежуток времени с 1939 по 1956, взятый в целом.

По мнению А.А. Акулова, высказанному им по наблюдениям уровня Сарезского озера до 1946 г. в предшествующие годы наблюдалось продолжение постепенное повышение уровня Сарезского озера .

Надо сказать, что по материалам гидрометрических наблюдений с 1945 по 1956 г. такого вывода уже сделать нельзя. После 1945 г. (по наблюдениям Ирхтской гидрометеорологической станции до 1956 г.) самый высокий уровень озера был в 1953 г., когда отсчет по рейкам давал 1668 см (против 1930 см в 1945 г.) ¹¹

Анализ гидрологических данных по уровням Сарезского озера и расходам р. Бартанг в ее верховье (створ Барчидив) с 1940 по 1956 г. позволяет сделать следующие выводы:

1) расход фильтрационного потока на озера является стабильным и испытывает практически лишь сравнительно небольшие сезонные колебания;

2) между уровнями озера и расходами фильтрационного потока существует хорошо выраженная зависимость - колебания расхода в р. Бартанг четко следуют колебаниям уровня Сарезского озера

3) хотя расходы через завал давно стабилизировались, уровни озера при рассмотрении их изменения в целом за период с 1940 по 1954 г. продолжали медленно расти. Так, из сравнения уровней озера за 1940/41 и 1950/51 гидрологических года при одних и тех же расходах видно, что уровни озера повысились за десять лет примерно на 7.5 м.

Рост уровней озера прн стабилизировавшихся фильтрационных расходах указывает, по-видимому, на постепенно происходящие изменения в теле завала и на его напорной поверхности, вызывающие увеличение сопротивлений фильтрации воды. Одна из вероятных причин этих изменений заключается в кольматации тела завала, возможно, за счет попадания в озеро выносов грязевых потоков из цирка обрушения¹² в северо-восточной части завала, где расположены самые крупные входы фильтрационного потока.

¹¹ При  этом 0 реек соответствует условной отметке 3130 м над уровнем озера. 

¹² Отметим, кстати,  что, как это было подмечено И.А. Преображенским  в 1915 г. и В.С. Колесниковым  в 1925 г., а также последующими  зкспедициямя. До сих пор в цирке обрушения над северо- восточной частью завала то и дело происходят вывалы, что заметно по часто возникающим там облакам пыли.

Указанный рост уровней происходит столь медленно, что практической опасности не представляет. К тому же в самые последние годы наблюдается даже падение уровня озера. В заключение отметим такую деталь, характеризующую до некоторой степени связь водных масс озер Сарезского и Шадау-Куль. По нашим наблюдениям, в конце июля - начале августа 1956 г. уровень Сарезского озера превышал уровень оз. Шадау-Куль (то же было отмечено О. К. Ланге (4) по наблюдениям в сентябре 1926 г.). Мы наблюдали на берегу оз. Шадау-Куль между камнями совершенно ясно выраженные выходы воды, фильтрующейся через тело завала из Сарезского озера в оз. Шадау-Куль. Заканчивая на этом описание наших наблюдений, нужно подчеркнуть, что многие вопросы, связанные с существованием Усойского завала остаются малоизученными. К ним прежде всего следует отнести вопрос о внутреннем строении завала, возможности выщелачивания и суффозии в его теле.

Нало заметить, что вряд ли выщелачивание и суффозия могут представлять опасность для существования завала.

Первое - потому, что подверженных выщелачиванию пород в теле завала, судя по наблюдениям на его поверхности, мало. Кроме того слои этих пород при обрушении завала были раздроблены и должны быть сильно перемешаны со сланцами . Поэтому, даже если выщелачивание и имеет место в более или менее значительных размерах в отдельных зонах тела завала, трудно представить себе чтобы такие зоны простирались по всему пути фильтрации длиною более 1.5 км. Пустоты, которые могут быть образоваться вследствии выщелачивания на отдельных участках внутри тела завала, видимо, должны заполняться за счет опускания верхних слоев.

Что касается суффозии, то она могла бы иметь место - опять-таки в ограниченных зонах завала – вероятнее всего у мест выхода фильтрационного потока. Учитывая неоднородный по крупности состав камня в теле завала, навряд ли можно ожидать ее развития на сколько-нибудь значительном расстоянии вдоль путей фильтрации.

Визуальный анализ проб, выбивающихся из тела завала в родниках в овраге, не позволил нам обнаружить в ней какие-либо твердые взвеси.

Но, хотя указанные обстоятельства и говорят о малой вероятности разрушения завала вследствии выщелачивания или суффозии, все же, учитывая колоссальную опасность, какую представляет внезапное разрушение завала для населения живущего в долинах рек Бартанга и Пянджа, следует специально исследовать этот вопрос путем анализа химизма втекающей в завал и вытекающей из него воды и т. п. Для этой цели целесообразно организовать систематические наблюдения за осадками поверхности завала, для чего следует установить высотные и плановые геодинамические знаки как на самом завале (особенно над путями фильтрации), так и на коренных берегах - для надежной привязки наблюдений.

Большая часть этих работ могла бы выполняться сотрудниками гидрометеорологической службы Таджикской ССР, в частности сотрудниками расположенной поблизости с Усойским завалом гидрометеорологической станции Ирхт, если усилить их состав специалистами, пополнить оборудование станции а заодно и расширить помещения станции. Решение более сложных вопросов должна принять на себя Академия наук Таджикской ССР.

В заключение выражаю благодарность участникам обследования Усойского завала Э.В. Ореховой, Т.И Толстохлебовой и Т.И Мукосею, выполнившим обработку материалов наблюдений.

Литература

1. Акулов В.В. Некоторые наблюдения над состоянием Сарезского озера в 1946 г., Изв. ВГО, т. 80, в. 3, 1948

2. Афанасьев В.А. Сарезское озеро. Соц. наука и техника, Ташкент, 1938, № 7.

3. Ланге О.К. Экпедиция по обследованию Усойского завала и Сарезского озера. Народное хозяйство Средней Азии, Ташкент, 1926, №10

4. Ланге О.К. Современное состояние Усойского завала. Изв. Среднеазиатск. Геогр. общ., т. XIX,. Ташкент, 1929

5. Рацек В.И. Еще к вопросу о Сарезском озере. Изв. ВГО, т.84, 1952.