Город Покровск расположен на левом берегу р. Лены в 80 км к юго-западу от г. Якутска. Он был основан в сентябре 1682 г. В этом году в местности Хоруол Тумус (Караульный мыс) произошло столкновение хангаласских якутов с казаками местного воеводы. Здесь был воздвигнут деревянный крест. События происходили незадолго до праздника Покрова Пресвятой Богородицы. Поэтому крест, а затем и мыс стали называть Покровским.
Этот высокий мыс долины «Эркээни» стал одним из излюбленных мест проживания коренного населения Центральной Якутии. Здесь действительно красиво. Внизу величественно течет р. Лена. Невдалеке раскинулась тайга со всевозможной дичью и зверьем. Вблизи расположены и многочисленные богатые карасями озера. Выходы коренных пород у подножия склонов придают мысу величавую монолитность. Следует отметить, что в 30-х годах прошлого века некоторые руководители республики всерьез подумывали о перенесении г. Якутска на Покровский мыс, считая эту территорию подходящей для развития крупного столичного мегаполиса.
В 1997 г. поселок Покровский был преобразован в город республиканского значения. Ныне в нем есть несколько предприятий стройиндустрии, крупное зверохозяйство, 7 общеобразовательных школ и 6 детских дошкольных учреждений. Население города – около 12 тысяч человек.
Город находится на пятой надпойменной террасе р. Лены, имеющей здесь высоту более 20 м. Цоколь террасы сложен кембрийскими известняками и доломитами. Они перекрыты верхнечетвертичными отложениями, представленными илистыми песками и суглинками. Эти отложения, содержащие подземные льды, – преимущественно повторно-жильные (ПЖЛ), – составляют особый горизонт криогенной толщи, известный в научной литературе как «ледовый комплекс». Мощность его в этом районе изменяется от 2 до 15 м. Подземные льды залегают на глубине 3–4 и более метров от поверхности. Центральная часть г. Покровска построена на территории с такими льдистыми грунтами.
Мерзлотные условия в рассматриваемом районе изучены достаточно подробно еще в прошлом веке. Так, в 1939 г., в связи со строительством Бестяхского цементного завода, сотрудниками Якутской научно-исследовательской мерзлотной станции Института мерзлотоведения им. В.А. Обручева АН СССР проводились работы по изучению инженерно-геологических условий территории, прилегающей к селу Покровскому. По полученным результатам район исследований был отнесен к территории со сплошной вечной мерзлотой с температурами грунтов до –5,0о С на глубине 10 – 15 м. Было установлено наличие крупных массивов подземного льда, занимающих большие площади [1]. По описанию термокарстовых явлений в районе с. Покровского М.И. Сумгиным впервые было выделено семь стадий последовательного развития термокарстового процесса [2, 3]. Исследовал термокарст в данной местности и А.М. Пчелинцев. В ходе трех радиальных маршрутов по окрестностям с. Покровского, проведенных в сентябре 1939 г., он обнаружил все формы термокарстового рельефа, выделенные М.И. Сумгиным [4].
Летом 1961 г. на промышленно осваиваемой части территории Орджоникидзевского района Институтом мерзлотоведения СО АН СССР проводились комплекс-ные мерзлотно-гидрогеологические исследования, в которых принимала участие ныне известный гидрохимик д.г.-м.н. Н.П. Анисимова. Несколькими шурфами в межаласьях были вскрыты повторно-жильные льды, залегающие на глубине 3,0 – 4,0 м от поверхности. Размер ледяных жил по вертикали составил 6,0 – 9,0 м [5].
В 1970 – 1976 гг. сотрудник Института мерзлотоведения СО АН СССР Е.И. Гайдаенко проводил экспериментальные исследования по определению длительной прочности и ползучести повторно-жильного льда с точки зрения использования его как основания сооружений. Опытная площадка была выбрана в пос. Мохсоголлох. Подземные льды здесь были вскрыты на глубине от 2,2 до 4,0 м. Залегали они в виде разобщенных вертикальных жил клиновидной формы мощностью в среднем около 13 м [6].
Таким образом, подземные повторно-жильные льды в рассматриваемом районе, в том числе и на территории, занятой городом Покровском, были известны уже давно. Их образование связано с растрескиванием (в зимний период) грунтов на переувлажненных участках. В условиях сурового климата Крайнего Севера морозобойные трещины достигают глубины нескольких метров, а их ширина в деятельном слое – от 1 до 10 см. Зимой в такие трещины попадает снег, а весной заливаются и быстро замерзают талые воды. Так формируется элементарная жилка льда. Год за годом трещинообразование повторяется. Ледяной клин растет в ширину и глубину. В толще клиньев хорошо видна вертикальная полосчатость как следствие годового их прироста. В условиях осадконакопления ледяное тело со временем увеличивается в размерах. Раздвигая вмещающие горные породы, клин образует на поверхности валики из грунта, которые хорошо подчеркивают сеть полигонов. В настоящее время такой полигональный рельеф наблюдается на громадных пространствах северных низменностей. Различают эпигенетические ледяные клинья, которые образуются в уже накопившейся толще рыхлых пород, и сингенетические, растущие одновременно с их отложением.
Раньше, в эпоху похолодания, на плоских равнинах Якутии повторно-жильные льды формировались весьма интенсивно. Их последующее вытаивание привело к формированию отрицательных форм рельефа, например, аласов (Центральная Якутия). В настоящее время многие населенные пункты нашей республики, в том числе и г. Покровск, построены на грунтах, содержащих ПЖЛ. Выходы подземных льдов с характерными признаками их повторно-жильного происхождения можно видеть в обрывах оврагов в первый год их формирования.
В последние годы крутой береговой уступ террасы, на которой расположен г. Покровск, начал интенсивно разрушаться – происходит его овражное расчленение. Отдельные овраги продвигаются со скоростью иногда до 30 – 60 м в год, т.е. процесс местами приобретает катастрофический характер. В настоящее время к центральной части города подступает более десятка крупных оврагов. Некоторые из них вплотную приблизились к жилому сектору города.
Летом 2003 г. по инициативе администрации г. Покровска сотрудниками Института прикладной экологии Севера АН РС(Я) и Института мерзлотоведения СО РАН были проведены научно-исследовательские работы по выяснению причин активизации процесса оврагообразования на территории города. Исследования показали, что овраги в большинстве случаев формируются в результате воздействия ливневых и сточных вод, которые вызывают вытаивание подземных льдов [7]. Даже на участках с ненарушенным естественным поверхност-ным покровом местами возникают колодцеобразные провалы. Со временем подобные формы преобразуются в овражную систему. Однако недостаток натурных данных не позволил выявить особенности развития этих процессов.
Почему же произошла активизация процесса оврагообразования в районе г. Покровска? Чтобы ответить на этот вопрос, в 2006 г. нами были проведены научно-исследовательские работы, включающие определение физико-механических свойств грунтов, их криогенного строения и формы залегания подземного льда. Сначала проводилась геофизическая съемка методом электромагнитного профилирования небольшого участка, прилегающего к формирующемуся оврагу (площадка строительства новой церкви). Затем были пробурены две скважины для заверки результатов геофизических работ. Первая скважина вскрыла лед мощностью 4,0 м на глубине 8,0 м. Во второй скважине (глубина ее 10 м), пройденной в 15 м от первой, лед не обнаружен.
Отличительной особенностью подземного льда на этом застраиваемом участке является его зернистая структура, низкая плотность (0,4 – 0,6 г/см3) и высокая минерализация. Неожиданный факт – наличие в составе льда солей аммония и высокое содержание хлора, которых нет в составе ПЖЛ, залегающих в отдаленной от жилья местности. Отсюда можно предположить, что в заселенной части города произошло внедрение в систему подземных повторно-жильных льдов высокоминерализованных фекальных вод. Они дренируются этой полигональной системой и стекают в сторону уступа террасы. Такие высокоминерализованные сточные воды имеют весьма низкую температуру замерзания. Поэтому в зимнее время они остаются в жидком состоянии. Под воздействием стоков происходит частичное выщелачивание и разрушение подземного льда. В результате этого внутри мерзлой толщи появляются подземные гроты и ниши. Наличие подобных пустот на небольшой глубине в мерзлых породах фиксируется по округлым провалам, образующимся на начальном этапе формирования оврагов.
Таким образом, основной причиной активизации процесса оврагообразования в районе г. Покровска является попадание сточных вод в полигональную систему подземных жильных льдов и их диффузионное разрушение. Отсюда возникает следующий вопрос – как же приостановить данный процесс? В настоящее время эффективных методов борьбы с подобными нарушениями мерзлой толщи не существует. На наш взгляд, необходимо прежде всего исключить причины попадания канализационных стоков в многолетнемерзлые породы. Для этого требуется провести соответствующую ревизию всей канализационной системы города, что позволит устранить существующие места утечки сточных вод. Следует также сделать криогеоэкологическую оценку территории г. Покровска для выяснения масштабов распространения подземных льдов и выявления наиболее опасных участков оврагообразования. Только после проведения таких работ могут быть выработаны эффективные мероприятия по борьбе с опасными инженерно-геологическими явлениями. Указанные работы необходимо провести безотлагательно, так как в настоящее время в г. Покровске из-за активизации эрозионных процессов начинается интенсивное разрушение возведенных зданий и сооружений.
Литература
1. Мельников П.И., Федосов А.Е. Мерзлотно-грунтовые исследования под строительство Бестяхского цементного завода в Орджоникидзевском районе Якутской АССР: НТО. – Фонды ИМ СО РАН, 1941. – 52 с.
2. Сумгин М.И. Вечная мерзлота почвы в пределах СССР. – 2-е изд. – М.–Л.: Изд-во АН СССР, 1937. – 372 с.
3. Общее мерзлотоведение: Учебник / М.И. Сумгин, С.П. Качурин, Н.И. Толстихин, В.Ф. Тумель. – М.- Л.: Изд-во АН СССР, 1940. – 347 с.
4. Пчелинцев А.М. Морфологическое описание термокарстового процесса в Якутии // Мерзлото-ведение. – М.: Изд-во АН СССР, 1946.– Т. 1, вып. II. – С. 95 –105.
5. Анисимова Н.П., Голованова Т.В. Мерзлотно-гидрогеологические исследования на левобережье р. Лены в районе Покровск – Бестях: НТО. – Фонды ИМ СО АН СССР. – Якутск, 1962. – С. 12–23.
6. Гайдаенко Е.И. Использование льдов в качестве оснований сооружений. – Новосибирск: Наука, 1978. – 81 с.
7. Готовцев С.П., Пестерев А.П. Результаты изучения термоэрозии надпойменной террасы р. Ле-ны в районе г. Покровска // Наука и образование. – Якутск, 2004. – № 4. – С. 53–56.
Первая страница
(c) 2001
