В.С.Хромовских
Каменный дракон
Предисловие
Эта книга повествует о крупных и наиболее грандиозных (из известных на Земле) обвалах, оползнях, грунтовых и ледово-каменных лавинах, вызванных землетрясениями или человеческой деятельностью. Размеры их подчас поражают воображение. Целые горы объемом в сотни миллионов и даже миллиарды кубических метров обрушиваются в долины, и нередко с огромной скоростью, достигающей сотен километров в час, покрывают расстояния иногда в десятки километров. Пришедшие в движение массы раздробленных пород с адским грохотом устремляются вниз, сметая все на своем пути. Они могут подниматься над землей, скользить на воздушной подушке, перелетать через гребни гор, поглощая города и селения. Впереди каменно-земляного вала движется волна сжатого воздуха, поднимая над землей дома и людей, вырывая с корнями вековые деревья.
Землетрясениям, ураганам, извержениям вулканов и наводнениям посвящена обширная научно- популярная литература. В ней нередко упоминается об обвалах и оползнях, но в основном как о второстепенных, сопутствующих явлениях. Даже снежные лавины и селевые потоки удостоились в последнее время внимания. Именно им посвящены прекрасные обобщающие работы М. Отуотера, К. Лосева и Ю. Виноградова. Обвалам, оползням и каменным лавинам повезло меньше, хотя изучение их представляет большой научный и практический интерес, а по силе своего разрушительного воздействия они зачастую не уступают упомянутым природным явлениям. Например, из числа жертв (200 тысяч человек) землетрясения 16 декабря 1920 г. в Китае большая часть погибла под оползнями. Уаскаранская ледово-каменная лавина унесла почти столько же жизней, сколько и вызвавшее ее Перуанское землетрясение 31 мая 1970 г.
Стремление людей в горы объясняется прежде всего хозяйственными нуждами (строительством гидроэлектростанций, горнодобывающих предприятий и т. д.). В то же время сегодня небывалых размеров достигла индустрия туризма. Огромная армия спортсменов и любителей экзотики ежегодно устремляется на покорение скалистых пиков или стремительных рек. Надо помнить, что горы — это не только место, где можно проверить себя и товарищей на самоотверженность, выносливость и взаимовыручку. Не только среда, где закаляются характеры, но и арена проявления поистине титанических сил природы, опасных по своим последствиям.
Обвалы и оползни нередко возникают внезапно и чаще всего там, где их совсем не ждут. Сведения о них не только поучительны для всех, кто живет в гористых местностях, особенно подверженных землетрясениям, или нарушает своей деятельностью устойчивость склонов, но и наглядно демонстрируют значение обвально-оползневых процессов в преобразовании лика нашей планеты и содержат данные для выработки мер защиты от их губительных последствий.
Автор признателен члену-корреспонденту АН СССР В. П. Солоненко и кандидату геолого- минералогических наук Ю. Б. Тржцинскому за консультационную помощь и искренне благодарен Л. В. Варламовой, Л. Г. Евстигнеевой, С. А. Шотт, Т. И. Горбуновой и В. И. Чечельницкой за подготовку и оформление рукописи.
Введение
При строительстве в горных районах большое значение имеет оценка степени устойчивости склонов. Возникающие здесь обвалы и оползни приводят к трудновосстановимым потерям, необратимым изменениям ландшафта, а при разрушении некоторых промышленных предприятий — и к загрязнению природной среды. Знание обстановки, в которой происходят такие явления, важно для перспективного планирования застройки территорий и размещения объектов народного хозяйства.
Опасность возникновения обвалов и оползней и необходимость изучения условий их образования многократно увеличиваются в сейсмически активных областях, занимающих только в нашей стране 29 % ее территории, на которой проживает около 80 млн. человек и находится 9 столиц союзных республик. Важность разработки этой проблемы отражена в решениях XXVI съезда КПСС в разделе «Охрана природы»,[1] а в соответствии со специальным постановлением Совета Министров СССР[2] начаты исследования, направленные на разработку схем инженерной защиты территорий от опасных геологических процессов, в том числе обвалов и оползней. Немалую пользу в этой работе может принести обобщение материалов о наиболее крупных из них, когда- либо происходивших на земном шаре.
Разработанный Г. С. Золотаревым метод аналогий в прогнозе обвально-оползневой опасности, который использован и нами, позволяет выявить некоторые общие закономерности потери устойчивости склонами, где бы они ни находились: в Америке, Европе, Азии или на любой другой территории.
Ущерб от обвалов и оползней огромен. По данным Р. Шустера и Р. Кризека, в США размер прямых убытков только от разрушений оползнями зданий и территорий составляет 500 млн. долларов в год, а с учетом ущерба, наносимого другим сооружениям, эта цифра возрастает как минимум до 1 млрд. долларов в год. Имевшие место и предполагаемые экономические потери от склоновых смещений за период с 1970 до 2000 г. лишь в одном штате Калифорния составят 9,9 млрд. долларов.
В последние годы опубликовано немало статей и книг, содержащих сведения об обвалах и оползнях, поскольку проблема их прогноза и предотвращения находится под неусыпным вниманием ученых. Не претендуя на полноту перечня, можно назвать работы Г. С. Золотарева, В. Д. Ломтадзе, Е. М. Сергеева, Е. П. Емельяновой, В. П. Солоненко, В. С. Федоренко, К. Зарубы, В. Менцла, сборники о стихийных бедствиях под редакцией Г. Ф. Уайта и о геологических стихиях Б. А. Болта с соавторами, материалы симпозиумов в Душанбе в 1975 г. и Праге в 1977 г., наконец, монографию Р. Шустера и Р. Кризека, вышедшую недавно под редакцией уже упомянутого профессора Г. С. Золотарева. В указанных изданиях нередко оказывались опущенными весьма важные и интересные детали геологических условий проявления и механизма возникновения наиболее выдающихся склоновых смещений. Это касается, например, таких крупнейших оползней на Земле, как Сеймерре, Мантаро, а также оползня Эльм и других подобных образований, сведения о которых автор старался представить в наиболее полном виде.
В настоящее время разработано множество классификаций обвально-оползневых смещений и неизмеримо возросла научно-техническая, в том числе экспериментальная, база для их изучения. Для прогноза этих явлений всегда важно знать геологические условия их возникновения. Особенно это касается обвалов, оползней и каменных лавин, возникающих при землетрясениях, потому что они поражают объекты, находящиеся на значительном удалении от мест зарождения оползней. Все это учитывается при составлении прогнозных карт обвально-оползневой опасности в сейсмоактивных районах.
Поясним наиболее часто употребляемые в книге термины.
По определению Е. П. Емельяновой, склонами называются «наклоненные в одну сторону участки земной поверхности природного происхождения. Крутизна склона в каждой его точке определяется углом наклона к горизонту плоскости, касательной к склону в данной точке».
Устойчивыми считаются склоны, не подверженные разрушению гравитационными процессами, т. е. такие, на которых не отмечается движение грунтов под действием силы тяжести.
Неустойчивыми называются склоны, на которых под влиянием разных факторов ослабевают силы трения и сцепления внутри массива пород, начинается их медленное движение, а затем и быстрое смещение отдельных частей склона. Причины, приводящие к этому, разнообразны. Их множество, но, пожалуй, главные из них — это благоприятная геолого-тектоническая, геоморфологическая и гидрогеологическая обстановка на фоне постоянно идущих поднятий горных областей, интенсивное физическое и химическое выветривание пород, длительная увлажненность территорий атмосферными осадками, глубокий врез речных долин с созданием крутых береговых обрывов, подмыв склонов водотоками и волновой деятельностью озер,
