Природные и антропогенные факторы, обусловливающие активность склоновых процессов территории проектируемой железной дороги Элегест-Кызыл-Курагино

Abstract

Актуальность исследования обусловлена разработкой проекта первой железной дороги в Тыве, которая должна связать Тыву с Красноярским краем. Трасса планируется в сложных инженерно-геологических условиях. В статье представлена оценка инженерно-геологических условий территории трассы, необходимая для поддержки процесса принятия решений по размещению сооружений. Целью данного исследования является изучение влияния природных и антропогенных факторов на активность склоновых процессов на территории, таких как обвалы, подвижные осыпи, лавины, солифлюкция, каменные глетчеры, курумы, сплывы, сели. Объектом исследования является геологическая среда района проектируемой трассы Кызыл-Курагино. Рассмотрены основные факторы, влияющие на формирование склоновых процессов: геоморфологические и тектонические условия; литологический состав; физико-механические свойства пород, гидрологические, гидрогеологические и мерзлотные условия района, экзогенные и эндогенные геологические процессы, наличие автодорог. Каждый фактор далее подразделяется на классы. Методы. Для определения взаимосвязи между природными и антропогенными факторами и активностью склоновых процессов использован статистический анализ частотности склоновых процессов и метод анализа иерархий наряду с географической информационной системой. Результаты. Для определения взаимосвязи природных и антропогенных факторов со склоновыми процессами было проанализировно 9 факторов с 43 классами внутри них. Обнаружено, что наиболее значимыми параметрами являются: уклон поверхности, ее высотная отметка, экспозиция склона, генетический тип и литологический состав грунтов. Частота гравитационных смещений увеличивается на северных склонах с уклоном более 10°, с отметками более 2000 м, сложенных метаморфическими породами и обломочными образованиями. Частота и масштабы оползней увеличиваются в непосредственной близости от дорог. Их максимальные значения наблюдаются в пределах 50-метровой буферной зоны. Результаты определения весов двумя методами показали высокую сходимость результатов. Выводы. Результаты дают информацию о природных и антропогенных факторах, характеризующих склоновые процессов на исследуемой территории. Применяемая методология позволяет оценить участки, предрасположенные к склоновым процессам, откартировать их, и может быть использована для составления документации по планировке и разработке рекомендаций по инженерной защите территории.

The study is relevant due to the development of the project of the first railway in Tyva, which should link Tyva with the Krasnoyarsk territory. The route is planned in very difficult engineering-geological conditions. The article presents an assessment of the engineering and geological conditions of the route territory, which is necessary to support the decision-making process for the placement of structures. This study aims to identify the influence of physical and anthropogenic factors in activity of slope processes on the territory such as landslides, mobile scree, avalanches, solifluction, stone glaciers, kurums, splashes, mudflows. Object of the study is the geological environment of the area of the projected Kyzyl-Kuragino highway. We considered the main factors affecting the formation of slope processes such as lithology; topography; seismotectonic; geotechnic; hydrology-hydrogeology; permafrost and presence of roads. Each natural and anthropogenic factor is further divided into sub-categories. Methods. We used statistical analysis of the frequency of slope processes and the method of hierarchy analysis along with a geographical information system to determine the relationship between natural and anthropogenic factors and the activity of slope processes. The results. We analyzed 9 factors with 43 classes within them to determine the relationship of natural and anthropogenic factors with slope processes. We found that the most informative parameters are the slope of the surface, its elevation, slope aspect, genetic type and lithology of soils. The frequency of gravitational displacements increases on the northern slopes with a slope of more than 10°, with marks of more than 2000 m, composed of metamorphic rocks and detrital formations. The frequency and scale of landslides are increasing in the immediate vicinity of roads. Their maximum values are observed within the 50-meter buffer zone. The results of determining the weights by two methods showed high convergence of the results. Summary. The results provide information on natural and anthropogenic factors characterizing slope processes in the study area. The applied methodology rapidly estimates areas prone to slope processes and it may be utilized for landslide hazard assessment mapping as well as for preparation of planning documentation and recommendations for engineering protection of the territory.