Проблемы естественного восстановления пойменно-русловых комплексов рек в районах разработок россыпных месторождений золота (Амуро-Сутарский золотоносный район)

По силе антропогенного воздействия на речные долины одно из первых мест занимает разработка аллювиальных россыпей [2]. Проблемы, связанные с восстановлением пойменно-русловых комплексов и долин рек в результате отработки россыпных месторождений полезных ископаемых, характерны для многих горнодобывающих регионов России, США, Канады, Австралии [1], и они особенно актуальна для Российского Дальнего Востока, на территории которого в течении продолжительного времени проводится разработка россыпных месторождений золота в пределах пойменно-русловых комплексов.

Целью работы является исследование речных систем Амуро-Сутарского золотоносного района, в котором разработка россыпных месторождений золота в большей своей части проводилась и проводится в непосредственной близости и в самих руслах малых рек, вследствие чего естественный рельеф пойменно-русловых комплексов и долин рек заменяется антропогенными формами: отвалами, расположенными хаотически; выровненными площадками с отстойниками и водоотводными каналами; траншеями различной величины и протяженности; эрозионными канавами.

Масштабы изменения речных долин по протяженности от нескольких сотен метров до 10-11 км, в то время как средняя длина водотоков рассматриваемого района, не превышает 10 км. Помимо непосредственного изменения естественного рельефа в местах отработок россыпей отмечаются участки сплошного сведения лесов, прокладка насыпных дорог, строительство полигонов для техники и оборудования.

Морфометрические характеристики антропогенных форм рельефа в целом одинаковы в пределах данной территории, что связано со схожестью условий и способов отработки россыпей. Отвалы промытых пород различной протяженности расположены вдоль русел рек или в незначительном удалении от них, или являются непосредственно береговыми откосами водотоков; они не имеют четкой структуры расположения, что ведет как к вынужденным локальным изгибам русел рек, так и их коренной трансформации. От отвалов к бортам долин рек протягиваются полигоны, обычно они вытянуты по долине, при средней ширине до сотни метров, протяженность их достигает нескольких километров. В пределах полигонов расположены отстойники, водоотводные каналы, отвалы породы высотой до 4-6 метров. По периферии полигонов, ближе к бортам долин, отмечаются валы, сложенные вскрышными породами. По своему составу – это торфяно-суглинистые с примесью мелко и среднезернистого песка достаточно широкие образования, имеющие сглаженные очертания, значительно зарастающие через 2-3 года.

Восстановление и развитие рельефа пойменно-русловых комплексов рек после отработок россыпей и прекращения горных работ характеризуется определенными специфическими чертами:

• 1.    Морфологические и морфометрические характеристики русловых форм рельефа водотоков значительно отличаются от аналогичных на реках с естественными природными условиями. Водотоки, протекающие среди отвалов, вырабатывают определенную поперечную форму русла и набор русловых форм рельефа. Реки, в долинах которых проводились горные работы, характеризуются извилистыми руслами с хорошо развитыми меандрами, которые по природе своей в большей степени являются вынужденными – водотоки огибают системы отвалов, локальные скопления вскрышных пород, рытвины и т.п. Для таких излучин, в отличие от естественных, характерны асимметричность как продольного, так и поперечного профиля. Формируются хорошо выраженные плесы и перекаты, имеющие локальное распространение, при этом они не образуют единой системы даже на не протяженных участках. Обычно системы плес-перекат на исследуемых водотоках представлены глубоководной частью, которая резко выделяется в русле, смещена к нижнему крылу вогнутого берега, и мелководной – расположенной у выпуклого берега, в центральной части и у верхнего крыла вогнутого берега. Глубоководная часть вытянута по течению, протяженность в среднем до 5-8 м, форма близка к овалообразной, глубины до 1-1,3 м, переходы между мелководными участками резкие.

• 2.    Для водотоков, протекающих среди отвалов, характерна неоднородность руслового аллювия. Так, в русловом аллювии излучин водотоков выделяется полоса распространения крупно- и среднеобломочного, плохо окатанного материала, приуроченная к плесовым лощина и центральным частям перекатов; ширина полос – от 0,7 до 1,5 м, протяженность – в зависимости от величины излучины. Слева или справа от них расположена, в основном, средняя и мелкая галька 2-3 класса окатанности. Эта закономерность размещения аллювиального материала на измененных водотоках сохраняется и после прекращения горных работ, отмечается только увеличение в целом класса окатанности материала русел. Кроме того, здесь встречаются водотоки, горные работы на которых привели к формированию настолько крупной отмостки, что он (водоток) теряется между глыб и валунов, и большую часть года русло реки не перекрыто водой. Восстановление и развитие каких либо русловых форм не происходит даже по истечении достаточно длительных периодов времени.

• 3.    При восстановлении водотоков после прекращения отработок россыпей формируются пойменные образования с характеристиками, не свойственными для речных систем района. Они сложены слабосортированным, неокатанным или сла-боокатанным материалом различной крупности. Поймы, формирующиеся среди отвалов, обычно ровные с незначительным уклоном в сторону русла, протяженностью

• 4.    Для участков водотоков, протекающих среди отвалов, наблюдается общая схема восстановления поперечного профиля. На начальных стадиях, 2-5 лет после прекращения горных работ, борта отвалов, среди которых протекает река, являются её непосредственными берегами, подходя вплотную к урезу воды (рис. 1). Они обычно прямые, крутые, не закреплены растительностью. Русло водотоков выстлано грубообломочным, плохоокатан-ным материалом разной размерности, без четкой пространственной дифференциации.

  

  Рис. 1. Схема восстановления водотоков, протекающих среди отвалов:

  1 – урез воды; 2 – отвалы; 3 – аллювиальные отложения

  
  

Мелководные участки характеризуются относительно равномерным распределением глубин с некоторым уклоном в сторону плесов; у выпуклого крыла формируются четко дифференцируемые отмели, сложенные переотложенными песчаными и мелкогалечными отложениями, а также материалом отвалов (гравитационное сползание). Каких либо форм микрорельефа в руслах данных водотоков не отмечается. Описанные выше формы рельефа русел относительно устойчивы и отмечаются на водотоках разного возраста. В пределах отработок россыпей встречаются водотоки, русла которых представлены относительно прямолинейными, озеровидными участками, протяженностью до нескольких сотен метров, с берегами из валов вскрышных пород. Течение здесь практически отсутствует, русло сложено песчаными и глинистыми отложениями, глубины до 2 м.

до 1-2 м (в зависимости от возраста), граница с руслом четкая. При отсутствии ограничивающего действия отвалов поверхность пойм неоднородна; в их пределах наблюдаются повышения (крупные валуны и их скопления, насыпи вскрышных пород) и понижения (антропогенные рытвины, канавы), не имеющие четкой структуры расположения. Пойменные образования старше 5 лет характеризуются накоплением отдельных линз песка на их поверхности, которые закреплены кустарниковой растительностью. Для пойм, формирующихся в результате размыва водотоком отвалов, характерно наличие нескольких примерно одинаковых по высоте уровней.

Часто они осложнены осыпями и небольшими конусами выноса эрозионных борозд временных потоков.

В первые десять лет отмечается интенсивный размыв в приузерной части, идет развитие излучин и русловых форм рельефа в их пределах. С прибровочной части происходит гравитационное оползание пород, слагающих отвалы; крутизна склонов уменьшается с 80-70 до 35-400; отмечается активный плоскостной смыв тонкозернистого материала, особенно в летне-осенний период. Начинается оформление пойменных образований, либо восстановление естественных, примыкающих к руслам, территорий, либо переработка потоком полигонов во время подъемов воды (весеннее половодье, летне-осенние паводки). В первом случае, характерно преимущественно восстановление естественной растительности и накопление тонкозернистого материала (осаждение наносов, поступивших в результате размыва отвалов). Во втором случае идет значительное изменение поверхности полигонов, связанное с размывом положительных форм рельефа и занесением отрицательных, отмечаются небольшие водоемы остаточного происхождения.

Примерно после десятилетнего срока вырабатывается относительно устойчивый тип берегового откоса: пологий, прямой, сложенный крупно- и среднеобломочным слабосортированным материалом в при-узерной части, а в прибровочной части он состоит из пород отвалов. Постепенно прибровочная часть берега зарастает растительностью: преимущественно лиственничный лес с примесью кедра, березы плосколистной с мохово-лишайниковым покровом. Окончательно формируются пойменные образования, часто ступенчатого строения, перепад высот между уровнями до 0,5 м.

Восстановление водотоков после прекращения горных работ в пределах их русла, днища, долины в целом чрезвычайно сложный процесс, обусловленный влиянием большого количества факторов природной среды. Изучение данных процессов позволяет определить возможности саморегуляции рек в результате антропогенного изменения среды и разрабатывать меры по рекультивации и смягчению последствий горных работ.