Header Image

В конце февраля 2015 г. в Минэнерго России прошло совещание с руководителями угольных компаний. Министр энергетики Александр Новак отметил рост добычи угля за прошедший год, а также  темпы увеличения поставок зарубежным потребителям. С 2000 по 2014 гг. экспорт увеличился в 4 раза, став основным катализатором  развития угледобычи в стране.

Подробнее ...
О некоторых возможностях мониторинга карстовых систем методами термометрии Печать E-mail
09.12.2014 20:05

В.Л. Барабанов1, В.Б. Зырянов2
1Институт проблем нефти и газа РАН, 119333, Москва, ул. Губкина, 3.
2ВНИИГеосистем, 117105, Москва, Варшавское ш., 8.

Воронцовская карстовая система находится в пределах Горно-Колхидской спелеологической провинции, охватывающей юго-западный склон Большого Кавказа между рекой Сочи и Сурамским хребтом. Воронцовская система включает в себя подсистемы Большую Воронцовскую, Долгую и Лабиринтовую, расположенные в верховьях реки Кудепсты. Система представляет собой сложный лабиринт подземных галерей и гротов длиной более 11 км. В геологическом отношении Вороцовская карстовая система приурочена к северо-западному периклинальному окончанию Воронцовской антиклинали, сложенной преимущественно верхнемеловыми известняками.

Схема ближней части Воронцовской карстовой системы представлена на рис. 1 (по материалам сайта ru.wikipedia.org).


Рис. 1. Схема ближней части Воронцовской карстовой системы.

Вход в Большую Воронцовскую пещеру представляет собой триаду внушительных по размеру залов: Пантеон, Прометей и Очажный. Залы высотой до 30-40 м соединяются между собой многочисленными галереями, часть из которых промывается водой, в то время как остальные остаются сухими в любое время года. Дальняя часть Большой Воронцовской пещеры начинается с хода Жилина и представляет собой сложный лабиринт размытых трещинных зон, ориентированных преимущественно на северо-запад и северо-восток. Водотоки по галереям пополняются из узких трещин в стенках и кровлях. Встречаются вертикальные колодцы глубиной до 7-8 м (рис. 2). Северо-восточным окончанием Большой Воронцовской пещеры является Сталагмитовая галерея, размером 200х15х20 м, дно которой покрыто слоем глины толщиной до 5-7 м.


Рис. 2. Колодец Кузьменко (фото В.Б. Зырянова)

Узкий ход (ход Метро) выводит из Большой Воронцовской в Лабиринтовую пещеру. Ориентировка основных галерей Лабиринтовой пещеры не отличается от ориентировки галерей Большой Воронцовской. Северо-западной осью Лабиринтовой пещеры служит Главная галерея, высота потолка которой достигает 20 м при среднем расстоянии между стенками 1.5-2 м. От Главной галереи отходят остальные ходы и галереи Лабиринтовой. Среди них выделяется Египетское кольцо обилием разнообразных натечных кальцитовых форм: сталактитов, сталагмитов, занавесей и т.д. (рис. 3). Лабиринтовая пещера более обводненная, чем Большая Воронцовская; сухие залы и галереи практически отсутствуют.


Рис. 3. Натечные образования в зале Египетское кольцо (фото В.Б. Зырянова)

Своеобразными в геологическом отношении подземными структурами Воронцовской карстовой системы являются обвальные залы, через которые происходит обильное поступление поверхностных вод сквозь поноры и карстовые воронки. Эти залы имеют высоту до 20-30 м, кровля их максимально приближается к земной поверхности и часто осыпается, из-за чего дно залов покрыто глыбами известняка и почвой. В таких залах широко развиты так называемые «органные» трубы – узкие вертикальные желоба с отполированными водой стенками. К числу таких структур относятся: зал Пещерного Медведя, соединяющийся с гротом Очажным; Медвежий участок в северо-восточном торце Сталагмитовой галереи; начало Ленинградского участка и др.
При обследовании Воронцовской системы в период, охватывающий январь и февраль месяцы, проводились мониторинговые измерения температуры подземных водотоков, воздуха и стенок в 18 пунктах, расположенных в пределах Большой Воронцовской и Лабиринтовой пещер. В работах принимали участие: В.Л. Барабанов, А.Л. Барабанов, В.Б. Зырянов, С.Е. Игнатов, М.А. Николаев, С.В. Шипунов, А.А. Широков, Л.В. Ширяев. Погрешность замеров составляла 0,1ºС. Так случились, что приблизительно посредине интервала мониторинга резко изменилась погода: температура воздуха увеличилась с -3º…-1ºС до +9º…+11ºС, что сопровождалось интенсивным снеготаянием. Если в начале наблюдений толщина снежного покрова достигала 400 мм, то к концу наблюдений поверхность в пределах изогипсы +600 м от снега полностью освободилась. Резкое потепление заметно повлияло на характер поверхностных водотоков: например, река Кудепста уже не поглощалась полностью карстовыми воронками ниже входа в Лабиринтовую пещеру, а попадала под землю непосредственно через зал Прометей.
В таблице 1 представлена выборка наиболее характерных замеров температуры водотока и воздуха в 18 пунктах Воронцовской карстовой системы, проведенных, соответственно, до и после начала интенсивного снеготаяния на поверхности.

Таблица 1. Выборка результатов температурного мониторинга Воронцовской карстовой системы

 

№№ пунк- тов

 

 

 

Местонахождение

 

 

Абс. от- метка, м

Расстоя- ние от земной поверх- ности, м

 

 

Вода, ºС

 

 

Воздух, ºС

до

после

до

после

Большая Воронцовская пещера

1

Ход Жилина

480

75

8,4

8,7

8,8

-

7,6

8,2

2

Ход Жилина

465

95

7,8

8,0

6,6

-

6,8

7,5

3

Колодец Кузьменко

470

120

8,4

6,4

7,5

-

8,5

8,0

4

Сталагмитовая галерея

470

130

8,5

8,4

7,4

-

8,9

8,2

5

Сталагмитовая галерея

490

75

8,6

8,6

8,4

9,8

9,3

8,9

Лабиринтовая пещера

6

Ход Метро

490

70

6,5

6,5

6,3

-

8,4

7,8

7

Вход в Главную галерею

470

115

7,1

6,2

7,6

-

7,6

8,2

8

Главная галерея

470

115

7,0

-

-

-

-

-

9

Главная галерея

470

120

6,9

6,9

-

-

8,8

-

10

Лагерный ход

485

100

7,8

-

-

-

-

-

11

Египетское кольцо

490

75

5,5

-

6,6

-

-

8,2

12

Зал Песчаных холмов

490

100

-

6,9

-

-

9,4

-

13

Ход Бред

495

80

-

-

5,0

-

-

6,5

14

Верхний зал

505

85

-

6,0

-

-

6,8

-

15

Ход Кольцо

525

55

-

6,9

-

-

9,7

-

16

Сифон

535

25

-

-

3,9

-

-

6,5

17

Большой Тупик

540

40

-

-

9,5

-

-

9,6

18

Большой Тупик

545

50

-

-

9,4

-

-

-

Температуры реки Кудепсты перед входом в зал Прометей в период интенсивного снеготаяния составляла 4,3ºС.
Несмотря на относительно небольшое число выполненных темпера-турных измерений и неравномерную сеть пунктов наблюдений, некоторые выводы можно сделать из графиков зависимостей температуры воздух под землей от температуры подземных водотоков в тех же пунктах. Эти графики представлены на рис. 4.


Рис. 4. Зависимости температуры воздуха от температуры водотока в Большой Воронцовской и Лабиринтовой пещерах: 1 – Б. Воронцовская до снеготаяния, 2 – п. Лабиринтовая до снеготаяния, 3 - объединенная зависимость после снеготаяния.

Интерпретация графиков следующая. В первом цикле температурных измерений точки, принадлежащие Большой Воронцовской и Лабиринтовой пещерам, группируются в самостоятельные зависимости (1 и 2), характерным признаком которых является широкий диапазон температур воздуха (6,5-9,6ºС) при сравнительно постоянных температурах водотоков (8,0-8,6ºС для Большой Воронцовской и 6,2-6,5ºС для Лабиринтовой). Измерения, проведенные после снеготаяния, уже не различаются территориально, а группируются в общую зависимость 3, причем диапазон температур водотоков увеличивается при том же диапазоне температур воздуха. На основании этого графика можно сделать вывод о нарушении нормального разобщенного теплового режима двух самостоятельных, хотя и гидрогеологически связанных пещер вследствие интенсивного притока поверхностных вод и установлении общего теплового режима.
Таким образом, одной из возможностей температурного мониторинга карстовых систем является установление их гидрогеологической связи. Разумеется, время проведения температурного мониторинга необходимо планировать таким образом, чтобы перекрыть прогнозный период снеготаяния и резкого увеличения поступления в карстовые системы поверхностных водотоков. Отметим также, что температурные наблюдения желательно по возможности дополнить независимыми геофизическими и гидрогеологическими наблюдениями, что резко повысит информативность полученных данных.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.