Особенности экологической оценки рельефа Гуамского ущелья. Эстетическая геоморфология и орография. Геологическое строение и тектонические структуры. Климатические особенности, гидрология и гидрография. Почвенно-растительный покров, антропогенная нагрузка.
Аннотация к работе
В то же время антропогенное воздействие приводит к нарушению экологического равновесия на территории памятника природы «Гуамское ущелье», в том числе нарушается устойчивость геологической среды и активизируются опасные и неблагоприятные геоморфологические процессы, которые являются предметом исследования экологической геоморфологии. К задачам работы относятся: рассмотрение природных условий и факторов современного рельефообразования изучаемого района; изучение геологических особенностей и тектонических структур данной местности и их связи с рельефом, а также тектонических движений, охвативших исследуемый район; и современных геоморфологических процессов в пределах Гуамского ущелья. Геологические условия Гуамского ущелья характеризуются широким развитием осадочных горных пород юры, мела (глинистые породы, песчаники, мергель, гипс, известняк, доломит) и четвертичных отложений. Главная особенность Гуамской моноклинали в рельефе выражается тем, что в ущелье наблюдается пологое падение слоев с севера на юг, не совпадающее в целом с падением пород Лагонакской моноклинали (плато и хребты наклонены под углом 5-7о на север). Следующие две дуги (3 и 4) выражены на местности эрозионными врезами, тектоническими уступами и мощными кулуарами на склонах в верхней по течению части ущелья.Природные условия способствуют развитию в пределах изучаемого района ряда склоновых процессов (селей, оползней), карста, а также паводков, носящих катастрофический характер. Усилению склоновых процессов также способствует уничтожение растительного покрова на склонах. А наличие глин и глинистых пород является одним из важнейших факторов возникновения селей и оползней, которые могут носить даже катастрофический характер. В пределах изучаемой территории выделяются следующие тектонические структуры: Северогуамский и Южногуамский сбросы, Гуамский горст и Мезмайская структурная ступень. Изучение на локальном уровне участка Гуамского ущелья, лежащего на сочленении блоковых (Лагонакский известняковый массив) и разрывных структур, позволяет существенно уточнить представления о морфоструктурном плане и современных экзогенных процессах этой территории.
Введение
Уникальная территория Гуамского ущелья отличается определенным своеобразием природы и в последнее время широко используются в народном хозяйстве, особенно в рекреации. Исследуемый район среднего течения реки Курджипс обладает уникальным сочетанием природных, тектонических, геоморфологических условий, которые создают здесь неповторимые для Краснодарского края ландшафты, и поэтому широко используется в туристической отрасли. В то же время антропогенное воздействие приводит к нарушению экологического равновесия на территории памятника природы «Гуамское ущелье», в том числе нарушается устойчивость геологической среды и активизируются опасные и неблагоприятные геоморфологические процессы, которые являются предметом исследования экологической геоморфологии.
Таким образом, актуальность темы дипломной работы связана с возрастающим хозяйственным, в том числе, рекреационным освоением исследуемой территории, являющейся уникальной в природном отношении.
Целью дипломной работы является проведение эколого-геоморфологической оценки территории Гуамского ущелья с учетом особенностей природных и антропогенных условий.
К задачам работы относятся: рассмотрение природных условий и факторов современного рельефообразования изучаемого района; изучение геологических особенностей и тектонических структур данной местности и их связи с рельефом, а также тектонических движений, охвативших исследуемый район; и современных геоморфологических процессов в пределах Гуамского ущелья.
Основными источниками для написания работы являются труды российских и зарубежных авторов, таких, как: Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А, Уфимцев Г.Ф., Лозовой С.П., Эрингис К.И., Николаев В.И., Антипцева Ю.О.
1. Особенности экологической оценки рельефа
1.1 Цель, задачи и этапы проведения эколого-геоморфологических исследований
Оценка рельефа и геоморфологических условий должна быть целенаправленной и будет эффективной лишь при учете особенностей природопользования. Кроме того, в оценке должны быть даны рекомендации для средств защиты объектов от нежелательных воздействий рельефообразующих процессов, а также необходимо учитывать конкретные виды природопользования на окружающую среду и на человека. При таком подходе речь будет идти об экологической геоморфологии местности, в том числе и рельефа.
Таким образом, оценка рельефа должна включать не только описание морфологии рельефа, его происхождение и возраст, но и элементы прогноза изменений рельефа, рекомендации по управлению нежелательными геоморфологическими процессами, а также мероприятия по защите окружающей среды.
Эколого-геоморфологическая оценка направлена на рассмотрение тех свойств и особенностей рельефа, которые создают условия комфорта: влияют на жизнь людей, их безопасность, здоровье (в том числе и психологическое состояние). Следовательно, цель таких исследований - изучение территории, направленное на определение возможностей рационального использования в соответствии с экологическими требованиями общества.
Главная теоретическая задачей экологической геоморфологии - рассмотрение рельефа как основы экосистемы человека. С учетом особенностей изучаемого объекта данный аспект можно рассматривать как факторы определяющие: 1) геоморфологические условия (в том числе и степень геоморфологической опасности) природопользования;
2) состояние среды местообитания людей, ее санитарно-гигиенические условия и формирующего пространственную и визуальную среду - разнообразие ландшафтов.
Задачами экологической геоморфологии являются следующие: 1. Исследование условий, благоприятных для жизни людей и хозяйственных объектов; размещение мест постоянного отдыха (выбор мест туризма, дачных поселков, санаториев, курортов, поиск уникальных объектов природы).
2. Оценка влияния геоморфологических условий на безопасность проживания.
3. Прогноз геоморфологической опасности и риска.
4. Анализ закономерностей изменения геоморфологических условий при изменении климата и влияние этих изменений на условия природопользования.
5. Разработка критериев экологической геоморфологии оценки территории и разработка новых карт.
6. Оценка эстетических свойств рельефа, возникновения уникальных геоморфологических условий.
Главная задача экологической геоморфологии - разработка комплекса методов, позволяющих дать экологическую оценку рельефа, оценку его экологической значимости и экологических функций. Последние определяются социальной, экономической, инженерной, эстетической ценностью местности и потребностями людей в использовании данной местности.
Эколого-геоморфологическая оценка территории осуществляется поэтапно, с соблюдением следующей последовательности [14]: - оценка обеспеченности территории геологической, гидрологической, геоморфологической и другой информацией;
- оцениваются инженерные (геологические, геоморфологические, гидрологические) условия территории. Результатом такой оценки должно стать районирование территории с выделением зон разной степени опасности проявления экзогенных и эндогенных процессов;
- оценка геоэкологических условий, включающая определение техногенных преобразований территории, степени загрязнения окружающей среды, интенсивности искусственных и физических полей;
- выявление опасных для экосистемы (и населения в том числе) объектов;
- производится оценка возможного загрязнения (поражения) территории при авариях на опасных объектах (составляются для различных погодных условий модели-варианты развития процесса);
- определяются мероприятия по обеспечению безопасности населения;
- оценка возможных потерь и ущербов (экономических, социальных и экологических и т.п.) при существующем направлении развития территории и при изменении хозяйственной деятельности на отдельных участках;
- выявляются опасные объекты, расположенные на сопредельных территориях, и степень их влияния на исследуемый участок; разрабатываются схемы проектов по защите территорий от их вредного воздействия;
- разрабатываются предложения по структуре экологического мониторинга.
Таким образом, предложенная последовательность и структура эколого-геоморфологической оценки территории является, по сути, оценкой устойчивости территорий для функционального зонирования с точки зрения безопасности населения.
1.2 Эстетическая геоморфология
Одним из параметров устойчивости рельефа является его эстетическая привлекательность, которая может служить косвенным критерием оценки эколого-геоморфологической ситуации.
Исключительная эстетическая ценность природы не подлежит сомнению, а ее исследования включают не только рациональные, но и чувственно-эмоциональные подходы. Восприятие природно-антропогенных систем человеком еще более многогранно, поэтому среди объектов его видения и понимания вполне оправдан эстетический аспект.
Не вызывает сомнения, что человек познает и осваивает мир как разумом, так и чувствами. Одни лишь строго логические объяснения действительности не могут быть исчерпывающими. Необходимо дополняющее их духовное постижение мира. Поэтому целесообразно говорить об эстетике - науке о прекрасном и его воплощении не только в искусстве, но и в природе. Природные эстетические ресурсы - это окружающая природная среда, вызывающая у наблюдающего ее человека эстетическое удовлетворение [20]. По определению Н.Ф. Реймерса (1990), эстетические ресурсы - это особо благоприятные сочетания природных факторов, положительно воздействующих на человека через органы чувств [16].
Объектом эстетической геоморфологии является рельеф, познаваемый человеком через его красоту. Человек, воспринимая формы рельефа, испытывает определенные эмоции - положительные, отрицательные. Визуальное восприятие окружающего мира породило одно из направлений современной науки - видео-экологию, которая может предложить геоморфологам методы оценки форм рельефа через показатели однородности и разнообразия, гармоничности и дискомфорта, симметричности и асимметричности и т.д. [20].
Основные задачи эстетической геоморфологии были сформулированы в книге «Рельеф среды жизни человека» (2002). Основными из них являются: 1. Изучение мира уникальных природных ценностей; исследования гармонии рельефа, исследования соразмерности, согласованности отдельных элементов, форм, комплексов рельефа, выявление причин (совокупности факторов), создавших уникальные и «типичные» формы рельефа.
2. Классификация рельефа по степени эстетической привлекательности.
3. Измерение и оценка красоты рельефа (его эстетики), как основы привлекательности ландшафта.
4. Рекомендации по сохранению красоты, гармонии, привлекательности рельефа [14].
Объектом эстетической геоморфологии является рельеф, познаваемый через его красоту. Данное направление науки является частью эколого-геоморфологических исследований.
2. Природные условия района исследования
Гуамское ущелье расположено в северной части Лагонакского нагорья (Западный Кавказ) при прорыве р. Курждипс стыка хребтов Лагонакского и Гуама. Находится в Апшеронском районе Краснодарского края.
2.1 Орография
Ущелье выработано р. Курджипс в мощной толще известняков и доломитов, образующих живописные скалы на склонах теснины. Известняки плотные, крепкие, светлые и светло-бурые. Доломит крепкий кавернозный; цвет светло-серый, желтый, розовый, кирпично-красный.
Его длина 3 км, при ширине по руслу Курджипса местами не превышающей 2 м, глубина до 400 м. В пределах ущелья река имеет падение 95 м (уклон 0,032), причем эти 95 м неравномерно распределены вдоль русла. Более или менее слабопологие участки сменяются крутыми уступами, с которых срываются вниз водопады. Много водопадов и на притоках, стекающих по склонам ущелья.
Рельеф Гуамки резко контрастный. В районе ст. Нижегородской и с. Гуамки горы низкие и покрыты лесами. Здесь высоты хребтов не превышают 500 м. Постепенно к югу их высота возрастает. За южной стороной с. Гуамки долину р. Курджипс охватывает каменный амфитеатр, поднимающийся на высоту 1300-1500 м (рисунок 1). Ущелье является интересным геоморфологическим образованием, выделяется удивительными ландшафтами с элементами инверсии высотных зон, богатством флоры, присутствием реликтов. Кроме того, ущелье обладает высоким эстетическим воздействием на человека.
Рисунок 1 - Карта исследуемой территории [26]
Все это определяет его экологическое, научное, эстетические, рекреационное и научно-просветительское значение (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристики среды и их применение при эколого-геоморфологической оценке территории [20]
Характеристика среды (условия и показатели) Экологический аспект
Геоморфологические: Тип рельефа Оценка экологической привлекательности ландшафта
Расчлененность рельефа Оценка экологической привлекательности ландшафта после работ по вертикальной планировке
Уклоны поверхности Оценка возможности развития комплекса экзогенных процессов
Экспозиция склонов -
Геологические: Структурно-тектоническое строение Оценка сейсмической опасности
Тип и генезис отложений Выявление зон экологического комфорта и дискомфорта
Гидрологические: Поверхностные воды Оценка эстетических качеств водных объектов и их использования для рекреационных целей
Грунтовые воды Оценка состояния зеленых насаждений. Оценка вероятности подтопления
Подземные воды Оценка питьевых качеств
Техногенные характеристики: Плотность рельсовых дорог Оценка техногенных полей вибраций, шумового загрязнения.
По характеру поверхности и высотному положению в районе Гуамки выделяются две широтные зоны: хребты Гуама и Лагонакский; Самурско-Нижегородская котловина.
Хребты Гуама и Лагонакский входят в горную систему и окаймляют его с северной стороны. По морфологическому облику они существенно отличаются от классических куэстовых хребтов северного склона Западного Кавказа, что обусловлено особым тектоническим режимом этого района.
Хребет Гуама протягивается от р. Курджипс на восток на 14 км до истоков р. Руфабго (левый приток р. Белой). Высшая точка хребта располагается в восточной части Гуамского хребта на Пятигорской поляне (1230 м). Ярко выраженных вершин на хребте нет. Южный склон более крутой, чем северный и менее расчленен потоками (рисунок 2).
Лагонакский хребет располагается между долиной р. Цице и левыми притоками р. Курждипс (Сухая балка и Матузки). Хребет простирается на 16 км на север от центральной части Лагонакского нагорья, обрываясь почти отвесными скальными стенами к Самурско-Нижегородской межгорной котловине. Наибольших высот хребет достигает на г. Житной (1997 м), Матазык (1328 м), Разрытая (1705 м). Восточный склон более пологий, чем западный.
Склоны крутизной до 15° имеют вогнутую форму, в западной части обрываются к межгорным котловинам скальными уступами. Относительное превышение вершины хребта над подошвой склонов - 550 м на северном склоне и 400 м - на южном.
Здесь рельеф горный, карстовый, эрозионно-денудационный. Встречаются как положительные формы рельефа - хребты, ограниченные склонами со всех сторон, так и отрицательные - замкнутые межгорные котловины. Границы сопряженных форм рельефа четкие, нередко резкие - в виде обрывов. Для территории характерно общее понижение рельефа к северу. Абсолютные отметки в южной части района достигают 1997 м (г. Житная), к северу уменьшаются до 270 м долина р. Пшеха). Глубина расчленения рельефа территории в среднем составляет 400-500 м. Максимальное относительное превышение между дном долины и вершинными поверхностями - 1211 м (Лагонакский хребет и долина р. Цице).
По междуречью р. Матузки и Сухой балки, где крутизна склона уменьшается до 10-15о проложена лесовозная гравийная дорога, ведущая в поселок Мезмай.
Самурско-Нижегородская медгорная котловина - линейное понижение, заключенное между Гуамским и Лагонакским хребтами. Межгорная котловина приурочена к структурной тектонической зоне. Рельеф низкогорный с высотами 350-550 м. Склоны гор относительно пологие (10-15о), сглаженные. Общая расчлененность рельефа незначительна.
2.2 Геологическое строение и тектонические структуры
Рельеф и образующие его горные породы представляют собой морфологическую систему. Изучение рельефа и геологического субстрата в их органическом единстве, позволяет выявить взаимосвязи и взаимозависимости элементов природного и анторопогенного рельефа. Морфолитосистема имеет естественные границы, ими являются грани рельефа, отделяющие динамически однородные поверхности единые по уклону, морфологии экспозиции, а так же та поверхность раздела в образующем геологическом субстрате, которая важна для понимания генезиса форм рельефа данной размерности (рисунок 3).
Рисунок 3 - Геологическая карта исследуемого района [26]
Геологические условия Гуамского ущелья характеризуются широким развитием осадочных горных пород юры, мела (глинистые породы, песчаники, мергель, гипс, известняк, доломит) и четвертичных отложений. Тектонические особенности участка определяются его положением в зоне новейших Пшехско-Адлерских поперечных нарушений, представленных блоковыми структурами, ярко выраженными горстами, грабенами, сбросовыми уступами, флексурами и разрывными нарушениями [3].
В северной части Лагонакского хребта и на южном склоне хребта Гуама обнажаются верхнеюрские (титонские) песчано-глинисто-известняковые и известняково-доломитовые отложения. Здесь их наибольшая мощность составляет 450 м. Они получили название пестроцветной толщи по яркой окраске песчаников и глин, слои которых имеют красный, зеленый и коричневый цвет. Такие обнажения встречаются на правом борту р. Курджипс. Известняки здесь в основном серые, толстослоистые. В виде прослоев встречаются желто-серые и светло-серые известняки. К востоку и к западу от Гуамского ущелья прослеживаются крупные линзы розовых и желтовато-серых кавернозных доломитов. Мощность одной из таких линз на левом берегу реки Курджипс достигает 50 м при длине до 600 м.
В четвертичном периоде преобладало общее колебательное поднятие горной зоны, на фоне которого происходили местные воздымания выделенные разломами глыб. В формировании рельефа Гуамского ущелья основная роль принадлежит разрывным нарушениям. Вдоль разломов происходили поднятия и опускания отдельных блоков. Таким образом, сформировались хребты Лагонакский и Гуама.
Главная особенность Гуамской моноклинали в рельефе выражается тем, что в ущелье наблюдается пологое падение слоев с севера на юг, не совпадающее в целом с падением пород Лагонакской моноклинали (плато и хребты наклонены под углом 5-7о на север). По всей вероятности, это связано с формированием хребта Гуама как локального горстового блока, возникшего на пересечении трех разрывных зон: Курджипской, Мезмайской (совпадающей в рельефе с долиной р. Мезмай), и Северного Курджипского, обрамляющего хребет Гуама с севера.
На севере Гуамского хребта встречаются отложения нижнего мела, которые представлены известняками с редкими прослоями глин и песчаников. В пределах Самурско-Нижегородской межгорной котловины повсеместно встречаются мощные толщи аргиллитов, песчаников, мергелей, глин. По данными литологических анализов общая карбонатность яруса составляет 50%.
Известняково-доломитовый комплекс альпийского структурного этажа залегает под пологим (5-7°) углом падения на север и северо-запад и по отношению к нижним структурным этажам, представленным смятыми в складки породами, верхний является структурой наложенной.
Четвертичные отложения в пределах рассматриваемой территории имеют широкое распространение, покрывая плащом коренные породы и отсутствуя на крутых склонах. Среди них можно выделить следующие генетические типы [9]: а) современные аллювиальные;
б) коллювиальные;
в) элювиальные;
г) элювиально-делювиальные;
д) пролювиальные [23].
Большие продольные уклоны рек, преобладание глубинной эрозии обуславливает отсутствие аккумулятивных террас. Небольшие по площади и глубокие прирусловые террасы пойменного характера имеются лишь у крупных рек (Курджипс). Поэтому современные аллювиальные отложения маломощные и встречаются ограниченными по площади участками.
Коллювиальные отложения пользуются наибольшим распространением. Они покрывают чехлом горные склоны Лагонакского хребта, хребта Гуама и их отрогов. Языки осыпей и каменных потоков доходят иногда очень далеко по долинам рек. Состав их зависит от состава коренных пород; обычно материал обломочного характера. На западном склоне Лагонакского хребта ширина коллювиального шлейфа превышает 1 км, а мощность достигает 50 м [15].
Элювиальные отложения представлены бедными почвами с песчано-глинистой или более грубой основой, покрывающими водоразделы, уступы цокольных террас, некрутые склоны и выровненные поверхности, с мощностью, прямо зависящей от форм рельефа. Данный тип отложений типичен для залесенной части склонов, где растительность препятствует гравитационному перемещению продуктов выветривания. На участках, сложенных известняками и доломитами, элювиальные отложения состоят из обломков этих пород с примесью желто-серых суглинков. Элювий такого типа встречается на хребтах Лагонакском, Гуама, АЗИШТАУ и ряде отдельных возвышенностей. Здесь мощность элювия незначительна и редко достигает 0,5-1,0 м. Мощность отложений достигает 2 м [15].
Элювиально-делювиальные отложения располагаются на склонах хребтов и водоразделов. Наибольшей мощности они достигают у основания склонов. На южном склоне хребта Гуама элювиально-делювиальные отложения представлены обломками и глыбами известняка, заключенными в песчано-глинистой массе. Помимо этого, выделяются делювиальные отложения, приуроченные к подножьям склонов и образующие шлейфы, прорезанные водотоками. Наибольшего развития делювий достигает у подножья южного склона хребта Гуама. Отложения здесь представлены суглинками буровато-серой окраски с обломками доломитов и известняков.
Пролювий образован небольшими конусами выноса временных потоков с малой мощностью слоя. По составу это обломки плохо окатанных разностей известняков, песчаников, гранитов, гнейсов и других.
Характерными отложениями, распространенными по бортам Гуамского ущелья и ближайшим склонам, по которым после обильных осадков текут временные водотоки, являются травертины [15].
В заключение необходимо отметить, что весьма типичные для изучаемого района известняки и доломиты способствуют развитию здесь карстовых процессов и форм, а наличие глин и глинистых пород является одним из важнейших факторов возникновения селей и оползней, которые могут носить даже катастрофический характер.
Тектонические структуры
Непосредственно в районе Гуамского ущелья выделяются следующие структуры: Северогуамский и Южногуамский сбросы, Гуамский горст и Мезмайская структурная ступень. Изучение на локальном уровне участка Гуамского ущелья, лежащего на сочленении блоковых (Лагонакский известняковый массив) и разрывных структур, позволяет существенно уточнить представления о морфоструктурном плане и современных экзогенных процессах этой территории. Полевые исследования, дешифрирование аэрофотоснимков и анализ топографических карт соответствующего масштаба позволили рассмотреть проследить в пределах изучаемой территории разломы локального уровня, выделить остроугольную клиновидную морфоструктуру и кольцевые структуры различного генезиса и размера. Западная часть Южногуамского разрыва (10) при ее соединении с Северогуамским (1) сбросом образует сложную зону из относительно коротких и разнонаправленных более или менее прямолинейных и дуговых разломов, образующих поле сгущения дизъюнктивных дислокаций площадью около 10 км2. Тектоническая кольцевая структура (Б) образована тремя дугообразными концентрическими разрывами, пересекающими южную часть Гуамского ущелья и уходящими за его пределы. Внешняя разломная дуга (2) прослеживается на расстоянии 3,4 км. На местности она имеет четкую выраженность в гидрографической сети. По южной части дуги (1,2 км) заложено русло правого нижнего притока Сухой балки и поток приустьевой части самой балки (0,5 км), средняя часть дуги (0,75 км) выражена руслом Курджипса, а по северному отрезку (0,95 км) протекает один из правых притоков Курджипса (рисунок 4).
Рисунок 4 - Гуамский морфоструктурный узел: А - остроугольная клиновидная структура; Б - тектоническая кольцевая структура; В - кулисообразно расположенные линейные структуры; Г, Д - тектонические кольцевые структуры; Е - малая кольцевая структура экзогенного происхождения; 1 - Северогуамский сброс; 2 - внешняя разломная дуга тектонической кольцевой структуры Б; 3 - средняя дуга тектонической кольцевой структуры Б; 4 - внутренний разрыв тектонической кольцевой структуры Б; 5 - северная дуга тектонических кольцевых структур Г и Д; 6 - южная дуга тектонических кольцевых структур Г и Д; 7, 8, 9 - линейные разрывы; 10 - Южногуамский разрыв.
С кольцевым разломом связана устьевая ступень все того же правого нижнего притока Сухой балки, с которой низвергается крупный водопад.
Следующие две дуги (3 и 4) выражены на местности эрозионными врезами, тектоническими уступами и мощными кулуарами на склонах в верхней по течению части ущелья. Средняя дуга (3) протягивается на 2 км. Внутренний разрыв (4) дешифрируется по длине на 1,6 км.
Генезис описанных выше трех дуговых разрывов связан с дифференциальными движениями блоков вдоль сброса, известного еще с 30-х годов прошлого столетия и названного впоследствии Северогуамским. Он выражен тектоническим уступом на северных склонах Лагонакского и Гуамского хребтов, образующих северную окраину Лагонакского массива. Опущено северное крыло сброса и поднято южное (Лагонакский массив). На неотектоническом этапе примыкающая к разлому часть Лагонакского массива попадает в зону высоких напряжений, вызванных разнонаправленными движениями блоков вдоль разрыва.
При поднятии Лагонакского массива его северная часть отстает в движении. Она вовлечена в общее поднятие и одновременно испытывает тормозящее влияние опускающегося северного крыла сброса. В зоне действия этих двух разнонаправленных сил на массиве формируется фрагментарная кольцевая структура, в геометрии которой ясно выражена картина ее возникновения. Можно предположить, что описываемый участок испытывал (испытывает) подпор погребенного выступа более древнего и глубже расположенного структурного этажа доюрского основания, создающего напряжения, формирующие концентрические разрывы.
Эпицентр подпора (определен по радиусам дуговых разрывов) располагается примерно в 1,5 км к юго-востоку от верхнего по течению входа в Гуамское ущелье. Радиусы дуг, проведенные по нормалям к хордам, стягивающим эти дуги, направлены на северо-запад. Такой же характер имеет и ориентировка дуговых разрывов, которые занимают северо-западную румбовую четверть и обращены выпуклостями в том же северо-западном направлении. Все это указывает на направление растягивающих сил, обращенных в сторону Северогуамского сброса (1).
На северо-восточном окончании дуг концентрической структуры (Б) влияние погребенного выступа ослабевает и происходит перестройка дуговых разрывов в серию относительно коротких (до 600-700 м), расположенных кулисообразно линейных структур (В). На скальном поясе правого склона долины Курджипса, в 800 м к востоку от верхнего по течению входа в Гуамское ущелье, хорошо просматривается один из этих разрывов. Он выражен пологим сбросом. Формируясь в парагенетической связи с дуговыми разломами (Б), линейные разрывы являются результатом все тех же растягивающих напряжений.
На внешний дуговой разлом (2) тектонической структуры (Б) накладываются по типу орбитальных еще две кольцевые структуры (Г, Д), в которых внутренние окружности замкнуты, а внешние вырисовываются фрагментарно в виде дуг, обращенных выпуклой частью на северо-запад. Их радиусы равны между собой и составляют по 560 м каждый. Протяжение же дуг различно. Северная из них (5) имеет длину 1 км, а южная (6) - 1,5 км. В рельефе они выражены уступами на склонах, скальными поясами, а на дне долин - дугообразными излучинами рек. В одном случае ядро структуры (Г) выражено излучиной малого радиуса (приближенно 50-60 м) на реке Курджипс, а в другом (Д) - излучинами Сухой балки и ее правого нижнего притока при их слиянии. В генезисе кольцевых структур (Г, Д) просматривается влияние тектонического фактора (например, связь дуг с развивающимися по концентрическим разрывам кулуарами и заложение кулуаров по радиусам структур, то есть по радиальным разломам).
В целом описываемые концентрические и орбитальные образования (Б, Г, Д) можно характеризовать как сложную (комбинированную) тектогенную кольцевую структуру.
Одновременно с кольцевыми разломами формируются генетически и пространственно тесно связанные с ними линейные разрывы (7, 8, 9). Они образуют остроугольную клиновидную структуру (А). Основание клина (9) сопряжено с кулисными разрывами (В) и является самым протяженным (1,3 км) разломом среди них. В плане разрывы (7, 8, 9) образуют фигуру, близкую по очертаниям к треугольнику. Однако, если разрывы 7 (длина 1,4 км) и 8 (1,8 км) сходятся в северной точке структуры, образуя угол 40о, а линеаменты 8 и 9 соединяются в восточной вершине клиновой структуры (угол 58о), то в юго-западной части концы разрывов 7 и 9 не доходят друг до друга на 200 м. На местности конечные точки описываемых разломов соединены отрезком дугового разрыва (2). Помимо этого, клиновая структура (А) усложнена дугообразным разрывом (2), пересекающим ее южную часть.
Разломы клиновой структуры выражены зонами повышенной трещиноватости, расселинами, тектоническими уступами, вдоль которых произошло опускание внутренней части структуры, приведшее к формированию локального грабена.
Блоки пород в грабене находятся в неустойчивом состоянии. Они подвержены гравитационным смещениям. Причем, эти движения неравномерны, что выражено разными уровнями выположенных площадок и гребней в верхних частях блоков. Два крупных блока левого склона Гуамского ущелья смещены по западному сбросу (7) остроугольной клиновой структуры более чем на 100 м. В их тыловой части, вдоль сброса, простирается широкая (до 100 м) полоса повышенной трещиноватости и раздробленности горных пород. Северный из этих блоков образует плечо склона ущелья на абсолютной высоте около 700 м. Описываемые блоки не являются монолитными образованиями. Они, в свою очередь, разбиты на более мелкие части, что выражается ступенчатыми профилями склонов в их поперечном сечении. Иногда плечи склонов усложняются шпилями и башнями отсевших блоков.
В экзогенной обработке системы блоково-разрывных структур района Гуамского ущелья ведущая роль принадлежит прежде всего эрозионной деятельности реки Курджипс и затем - ее притокам.
Примерно за 4 км до Гуамского ущелья, река Курджипс подходит с юго-юго-востока к Гуамскому горсту. Здесь река попадает в зону влияния Южногуамского сброса (10) и, контролируемая им, меняет направление течения на западно-северо-западное, уходя к большой кольцевой структуре, где внутренний дуговой разрыв (4) принимает от Южногуамского сброса роль экранирующего фактора и разворачивает русло на юго-запад. По этому направлению река течет всего около 400 м, только до зоны повышенной трещиноватости, совпадающей со стрелками дуг кольцевой структуры. В этом месте Курджипс делает еще один поворот (на запад-северо-запад) и по ослабленной зоне совершает прорыв поперек всех трех разрывов в кольцевой структуре (Б). Сразу же после прорыва поток захватывается ядром орбитальной кольцевой структуры (Г) и жестко ведется им по дуге малого радиуса вплоть до полной смены направления течения с северо-западного на юго-восточное.
Далее, как в воронку, водоток втягивается в угол (130о), образованный линиями западного сброса клиновидной структуры (7) и внешнего дугового разрыва (2) большой кольцевой структуры. В узловой точке пересечения указанных линеаментов река проникает в клиновидную структуру (локальный грабен), где сначала разрабатывает свое русло по разлому большой дуги (2).
В пределах грабена особо ярко проявляется экранирующая роль разломов. Курджипс, попеременно устремляясь от одного сброса к другому, формирует крупные излучины, которые, по мере приближения к вершине клиновидной структуры, все более сжимаются сближающимися разрывами. Здесь линии разломов на отдельных участках являются касательными к излучинам, но нигде не прорываются потоком. Река, в буквальном смысле слова, загоняется в угол, в вершине которого, в точке пересечения трех разрывов (двух сбросов локального грабена и Северогуамского сброса), она уходит за пределы и остроугольной клиновидной структуры и всего Лагонакского массива.
Если в выборе общего направления течения реки и формировании долины главная роль принадлежит блоковым и разломным структурам, то русло и его излучины развиваются в зависимости от господствующих систем трещин. Излучины Курджипса отражают избирательный характер развития русла по системам рельефообразующих трещин.
Общий положительный знак тектонических движений в описываемом районе обусловил абсолютное преобладание глубинной эрозии как на Курджипсе, так и на его притоках.
Излучины Курджипса в Гуамском ущелье образуют систему, которая включает компактную группу из изгибов в пределах клиновидной структуры и одну, расположенную отдельно петлю, сформировавшуюся в ядре кольцевой структуры. Выше и ниже ущелья русло реки более прямолинейно.
В формировании рельефа рассматриваемой территории велика роль разрывных нарушений. Подвижки по разломам, затухая и вновь возобновляясь, продолжались в течение сотен миллионов лет, вплоть до новейшего геологического времени.
2.3 Геоморфологические условия
Геоморфологические условия Гуамского ущелья обусловливаются основными генетическими типами рельефа: нивально-гляциальным, флювиальным, карстовым, гравитационным и антропогенным. Нивально-гляцальный рельеф выражен цирками, карами, нишами и моренными валами. На склонах ущелья и окружающих его массивах широко распространены карстовые воронки, встречаются небольшие пещеры, есть поноры и воклюзские источники. Встречаются крупно проявляющиеся обвалы, оползни, сели; реже, но уже достаточно четко выражены антропогенные формы рельефа [3].
Флювиальный рельеф представлен молодыми эрозионными долинами с невыработанным продольным профилем и террасовыми отложениями в межгорных котловинах. Эрозия речными водами проявляется здесь повсеместно, поскольку в Гуамке достаточно густая речная сеть. Чем сильнее энергия речного потока, направленная на разрушение горных пород: чем выше его скорость и масса, тем сильнее размывается его ложе и наоборот. Размывание горных пород происходит по многим факторам, в том числе от прочности и трещиноватости горных пород, а так же времени воздействия самого потока на подстилающее ложе [3].
Излучины Курджипса отражают избирательный характер развития русла по системам рельефообразующих трещин. Для анализа связи русла с трещиноватостью выбирались только вертикальные (углы падения 80-90о) и крутые (45-80о) трещины, которые составляют 76% общего их количества, измеренного в районе Гуамского ущелья (таблица 2). Как видно из таблицы, направления течения реки практически совпадают с простиранием трещин по всем основным румбам.
Таблица 2 - Соотношение простирания трещин в горных породах с направлениями течения р. Курджипс в Гуамском ущелье [1]
Румбы ЗСЗ ССЗ ССВ ВСВ
Трещины (% от общего их количества в ущелье) 28 16 31 25
Участки русла (% от общей длины реки в ущелье) 28 19 33 20
Густота речной сети в значительной степени определяется закарстованностью территории, особенно в южной ее части. Поверхностные воды перехватываются многочисленными карстовыми воронками, колодцами, понорами и отводятся в глубину горных массивов, поэтому густота речной сети здесь невелика. При этом густота речной сети в пределах рассматриваемого участка ниже общекавказского показателя в несколько раз. На некоторых же известняковых массивах поверхностный сток ничтожен или отсутствует полностью.
Для рек характерны значительные уклоны. Особенно они велики на реках-притоках, стекающих с крутых склонов, и на более крупных реках при прохождении ими ущелий.
Питание рек во многом определено особенностями геологического строения территории и характером рельефа, характерной чертой которого является широкое развитие карстовых форм в южной части исследуемого участка. Питание рек карстовое, подземное и за счет атмосферных осадков.
Для долин многих рек в пределах изучаемого района (Курджипс, Сухая Балка, Матузка) характерно наличие карстово-эрозионных гротов, свидетельствующих о тектонических движениях, в прошлом охвативших эту территорию
Река Курджипс имеет ярко выраженные две надпойменные террасы и узкую пойму: первая возвышается над рекой на 1,5-2,0 м, вторая - на 3,0-4,0 м. (рисунок 5).
Рисунок 5 - Река Курджипс (фото автора, 2012 г.)
В Курджипс впадают два крупных притока: реки Мезмай и Сухая балка. Мезмай является главным притоком и впадает в р. Курджипс в Мезмайской котловине; Сухая балка - левый приток, впадает в р. Курджипс в Гуамском ущелье (рисунок 6).
Рисунок 6 - Река Сухая балка (фото автора, 2012 г.)
На территории описываемого района протекает также р. Матузка, являющаяся правым притоком Пшехи. Абсолютные отметки ее истока 940 м, устья - 270 м. Речные долины имеют V-образную форму. Реки порожисты и имеют водопады [3].
В пределах ущелья р. Курджипс падает на 95 м, что в пересчете на уклоны составляет 31,67о/оо. Для сопоставления можно сказать, что перед входом в ущелье, на таком же по длине участке, уклон реки равен 13,5о/оо [3].
Характер извилистости русел основных рек на разных участках изучаемой территории различен и отражается в коэффициенте извилистости (таблица 3).
Таблица 3 - Распределение коэффициента извилистости русел рек [1]
Река Коэффициент извилистости
Курджипс: в пределах Самурской депрессии в Гуамском ущелье от балки Алебастровой до Гуамского ущелья
Вывод
В результате эколого-геоморфологической оценки Гуамского ущелья были сделаны следующие выводы.
Природные условия способствуют развитию в пределах изучаемого района ряда склоновых процессов (селей, оползней), карста, а также паводков, носящих катастрофический характер. Усилению склоновых процессов также способствует уничтожение растительного покрова на склонах.
Весьма типичными для изучаемого района породами являются известняки и доломиты верхнеюрского и нижнемелового возраста. Они способствуют развитию здесь карстовых процессов и форм. А наличие глин и глинистых пород является одним из важнейших факторов возникновения селей и оползней, которые могут носить даже катастрофический характер.
Четвертичные отложения в пределах рассматриваемой территории имеют широкое распространение. Среди них можно выделить следующие генетические типы: современные аллювиальные, коллювиальные, элювиальные, элювиально-делювиальные, пролювиальные.
Значительная часть рассматриваемого района в тектоническом отношении приурочена к Лагонакской зоне. По особенностям тектонического строения данная зона находится в эпиплатформенной области со складчато-глыбовым характером дислокаций. В целом, разрывные нарушения, развитые в пределах Лагонакской зоны, немногочисленные и малоамплитудные. Разрывы имеют обычно небольшую протяженность (1-2 км) и амплитуду в десятки метров. Они сопровождаются зонами интенсивно раздробленных и перемятых пород.
В пределах изучаемой территории выделяются следующие тектонические структуры: Северогуамский и Южногуамский сбросы, Гуамский горст и Мезмайская структурная ступень. Изучение на локальном уровне участка Гуамского ущелья, лежащего на сочленении блоковых (Лагонакский известняковый массив) и разрывных структур, позволяет существенно уточнить представления о морфоструктурном плане и современных экзогенных процессах этой территории.
Генезис дуговых разрывов связан с дифференциальными движениями блоков вдоль Северогуамского сброса, выраженного тектоническим уступом на северных склонах Лагонакского и Гуамского хребтов. В целом концентрические и орбитальные образования на данной территории можно охарактеризовать как сложную (комбинированную) тектогенную кольцевую структуру.
Тектонические структуры отчетливо выражены в рельефе изучаемой территории. Кольцевые тектонические структуры также ярко выражены в рельефе рассматриваемой территории. К ним приурочены дугообразные излучины рек, уступы на склонах, скальные пояса, многочисленные кулуары.
Ведущими факторами рельефообразования в пределах рассматриваемого района являются карст, речная эрозия и аккумуляция, а также склоновые процессы.
Селевые потоки в пределах изучаемой территории приурочены к кулуарам, сформированным по разрывам и по зонам повышенной трещиноватости, являющимися одновременно и поставщиками обломочного материала. На рассматриваемой территории прослеживается тесная связь обвалов с разломными зонами. Осыпи образуют мощные конусы и шлейфы у подножий обрывистых склонов хребтов. На склонах, сложенных глинами и глинистыми сланцами, распространены оползни.
В южной части изучаемой территории получили широкое распространение карстовые явления. Здесь встречаются все основные формы карстового рельефа.
Флювиальные процессы, в особенности речная эрозия, получили весьма широкое распространение в пределах изучаемой территории. Густота речной сети в значительной степени определяется закарстованностью исследуемой территории, особенно в южной ее части. Для рек характерны значительные уклоны. Продольные профили речных русел не выработаны, изобилуют водопадными уступами и резкими изменениями уклонов.
Для долин многих рек в пределах изучаемого района (Курджипс, Сухая Балка, Матузка) характерно наличие карстово-эрозионных гротов, свидетельствующих о тектонических движениях, в прошлом охвативших эту территорию.
В пределах изучаемой территории гидрографическая сеть является четким отражением разломных дуг кольцевых тектонических структур (балка Сухая, ее правый приток, Курджипс, правый приток Курджипса). Это выражено в плане дугообразными излучинами вышеперечисленных рек.
В целом по анализу территории Гуамского ущелья автором составлена схема устойчивости территории с учетом особенностей природных и антропогенных условий. В целом эколого-геоморфологическая оценка показала, что для сохранения уникальных ландшафтов природной территории, необходимо ограничить свободный вход в Гуамское ущелье т.к. рекреанты наносят вред его уникальной территории и редким растениям, провоцируя опасные природные явления. Гуамское ущелье является ООПТ и нужно сохранять ценность природных ландшафтов, а рекреантов посещающих ущелье учить бережно относиться к природе.
Список литературы
1. Антипцева Ю.О. Эколого-геоморфологические аспекты рекреационного использования особо охраняемых природных территорий Северо-Западного Кавказа (На примере Лагонакского нагорья). Автореф. канд. геогр. наук. - Краснодар, КУБГУ, 2007. - 24 с.
2. Борисов В.И. Реки Кубани. Краснодар, Кубанское книжное издательство, 2005. - 120 с. Борсук О.А., Тимофеев Д.А. Рельеф как природное и культурное наследие // Проблемы экологической геоморфологии (м-лы XXV Пленума Геоморфологической комиссии РАН). - Белгород: Изд-во БГУ, 2002. - С. 14.
3. Вестник Краснодарского регионального отделения русского географического общества, Выпуск 2. Часть 1. 2000г.
4. Горшенев К.А. Путешествия по Краснодарскому краю. М: Физкультура и спорт, 1983. 176 с.
6. Колотова Е.В. Рекреационное ресурсоведение: Учебное пособие дл студентов, обучающихся по специальности "Менеджмент". М. 1999.
7. Крицкая О.Ю., Остапенко А.А. Некоторые проблемы рекреационного использования Гуамского ущелья // Географические исследования Краснодарского края. Сб. науч. трудов. Вып. 3. Краснодар, 2008. С. 216-222.
8. Лихачева Э.А., Тимофеев Д.А. Экологическая геоморфология. Словарь-справочник. М.: Медиа-ПРЕСС, 2004. 240 с.
10. Лозовой С.П. Локальный аспект региональной морфоструктуры и современные экзогенные процессы Гуамского ущелья. Кубгу.
11. Лозовой С.П. Памятник природы Гуамское ущелье: место духовно-эстетического воспитания, образования и отдыха // Вестник КРОРГО. Вып. 2, часть 1. Краснодар, 2000. С. 96 - 99.
12. Нагалевский, Ю.Я. Физическая география Краснодарского края / Ю.Я. Нагалевский, В.И. Чистяков - Краснодар, Северный Кавказ, 2001. - 256 с.
13. Рельеф среды жизни человека (экологическая геоморфология) / Под ред. Э.А. Лихачевой, Д.А. Тимофеева. - М.: Медиа-ПРЕСС, 2002. - 640 с.
14. Резников В.И. Геологическое строение территории. Геологическая карта / В.И. Резников, М.Х. Срабонян, Л.А. Шелховская. Отчет Западно-Кавказской геологической партии за 1976-1981 гг. - Ессентуки, 1981.
15. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. - М.: Мысль, 1990. - 637 с.
16. Сафронов И.В. Проблемы геоморфологии Северного Кавказа и поиски полезных ископаемых. Издательство Ростовского университета, 1983. 160 с.
17. Соляник, Г.М. Почвы Краснодарского края / Г.М. Соляник - Краснодар, Изд-во КУБГУ, 1976. - 63 с.
18. Справочник по климату СССР. Температура воздуха и почвы. - Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1966. - 492 с.
19. Тимофеев Д.А., Борсук О.А., Лихачева Э.А., Уфимцев Г.Ф. Эстетическая геоморфология // Докл. IV междунар. конф.: Инженерная география. Экология урбанизированных территорий. - Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 1999. - С. 136-140.
20. Уфимцев Г.Ф. Рельеф в геоморфологии и в пейзажной живописи // Матер. Иркутского геоморфологического семинара: Рельеф и человек. - Иркутск: Институт земной коры СО РАН, Ассоциация геоморфологов России, 2004. - С. 97-98.
21. Хаин, В.Е. О молодых подвижках по древним разломам и их влиянии на гидрографическую сеть // Изв. ВУЗОВ. Геология и разведка. - М., 1959. - №8. - С. 17-21.
22. Чалов Р.С. Горные реки и реки в горах: продольный профиль, морфология и динамика русел // Геоморфология. 2002. - №3. С. 120-121.
23. Чередниченко Л.И. Геологическое строение плато Лагонаки // Проблемы Лагонакского нагорья. - Краснодар, КУБГУ, 1987. - С. 7-11.
24. Эрингис К.И. Экология и эстетика ландшафта. - Вильнюс: Искусство, 1975. - 237 с.