Динамика деформаций земной поверхности под воздействием объектов гидротехнического строительства

Актуальность проблемы. Масштабы техногенного воздействия человека на природу постоянно возрастают, в том числе и на геологическую среду. В свою очередь, геологическая среда оказывает воздействие на объекты человеческой деятельности, часто негативное. Геологические факторы становятся причинами крупных техногенных катастроф. Перед человечеством стоит задача — определить ту возможную степень вмешательства в природные процессы которая позволила бы, не прерывая технического прогресса, избежать такой возможности возникновения катастроф или, по крайней мере, смягчить опасность. Исследование взаимного влияния геологической среды й объектов человеческой деятельности — важная научная проблема. Требуется найти диагностические признаки, позволяющие с наибольшей точностью и полнотой выявить закономерности развития современных геологических процессов при внесении в них техногенной составляющей. В качестве таких признаков можно рассматривать микродеформации земной поверхности определяемые с помощью точных приборов.

Гигантские водохранилища, создаваемые в наше время — одни из самых мощных источников техногенного воздействия. Для горных водохранилищ существуют два основных негативных фактора — крип и возбужденная сейсмичность. Оба этих фактора связаны с современными движениями и деформациями земной коры. Поэтому упомянутым выше исследованиям придается важное место в правительственном постановлении от 11 февраля 1970 года «О прогнозе землетрясений .». В соответствии с этим постановлением были организованы геодинамические полигоны вблизи нескольких крупных ГЭС, как находящихся в эксплуатации, так и строящихся. В то же время, полигоны ГЭС являлись частью общей программы геодинамических исследований, выполнявшейся в СССР. Это обстоятельство позволяет^ путем совместного анализа результатов, полученных в зонах интенсивного техногенного воздействия и вне их, определить те закономерности, о которых говорилось выше.

Один из таких полигонов был создан в районе крупнейшей в Средней Азии Нурекской ГЭС, где почти два десятилетия планомерно выполнялись намеченные исследования. Параллельно выполнялись измерения еще на четырех полигонах, расположенных в той же тектонической зоне. Вместе с тем, указанные исследования ограничивались, в основном, производством натурных измерений и их самой предварительной обработкой. Требовалось проанализировать полученные данные, сопоставить с результатами исследований на других ГЭС, выполнить общий геодинамический анализ и сделать научное заключение, касающееся как частного случая — Нурекской ГЭС, так и выделить явления, которые могли бы иметь более общее значение в рамках рассматриваемой проблемы.

Идея работы заключается в том, что природно-техногенные процессы выраженные через деформирование земной поверхности обусловлены комплексным воздействием естественно-тектонических процессов, техногенного объекта и геолого-тектонического строения территории.

Цель работы. Исследование пространственно-временных закономерностей развития процесса деформирования приповерхностных частей земной коры в зоне влияния мощного техногенного источника в зависимости от комплекса геолого-тектонических и инженерно-геологических факторов и характера техногенного воздействия с целью научного обоснования мероприятий направленных на прогноз, предотвращение или смягчение последствий возможных техногенных катастроф.

Продекларированная цель определяет задачи работы:

— разработать оптимальную методику интерпретации длительных временных рядов геодезических измерений для сопоставления с геологическими и сейсмологическими материалами;

— исследовать региональный характер деформационных процессов, выявить их взаимосвязь с геологическим строением и региональным сейсмическим режимом;

— построить карты детально характеризующие динамику развития вертикальных и горизонтальных деформаций в зоне, примыкающей к Нурекской ГЭС;

— на основе анализа геодезических, геологических данных определить пространственную зону воздействия техногенной нагрузки и изменение этой зоны во времени;

— выявить особенности процесса деформирования в связи с геолого-тектоническими и инженерно-геологическими особенностями строения исследуемой территории;

— исследовать динамику деформационных процессов в зоне техногенных нагрузок, выявить их взаимосвязь с региональными деформационными процессами, особенностями техногенного воздействия;

— определить возможную зависимость между геодинамическим и сейсмическим режимами в пределах исследуемой территории;

— сформулировать основные понятия и методологические принципы нового научного направления в области наук об охране окружающей среды.

Научная новизна. Впервые было выполнено сопоставление региональных и локальных, возбуждаемых техногенным объектом, деформаций земной поверхности и пространственно-временные особенности развития деформационных процессов. На основе детального анализа многолетних данных о вертикальных и горизонтальных деформациях земной поверхности, впервые выявлены закономерности формирования деформационного поля в зависимости от развития региональных деформационных процессов, закономерности возникновения и пространственно-временного развития аномальных деформаций в зоне воздействия техногенной нагрузки, распределения эпицентров возбужденных землетрясений в зависимости от донагрузочной геодинамической ситуации и интенсивности деформационных процессов в период эксплуатации техногенного объекта (водохранилища).

Достоверность полученных результатов обеспечивается статистическим рядом независимых измерений, которые выполнены различными методами. Полученные данные не противоречат друг другу. В ходе измерений и при их обработке осуществлялся строгий метрологический контроль, что соответствующим образом документировалось. Результаты, полученные на нескольких полигонах, позволяют выявить общие закономерности, сопоставимые с данными исследований в смежных областях научных знаний (тектоника, сейсмология).

Практическое значение. В результате выработана схема выполнения геодинамических исследований для изучения деформационных процессов вблизи источников техногенных деформаций, предусматривающая^ в качестве обязательного этапа, исследование регионального геодинамического фона. Ряд выявленных закономерностей может быть использован для прогноза развития деформационных процессов, а так же для прогноза возбужденной сейсмичности. Результаты исследований необходимо использовать при проектировании и строительстве новых геодинамических полигонов вблизи мощных индустриальных объектов.

Главной особенностью методики проведенных исследований было изучение проблемы с двух сторон: с точки зрения изменения геологической среды в результате техногенного воздействияс точки зрения взаимосвязи региональных и локальных деформационных процессов. Данная методика позволяет изучать временной спектр явлений с детальностью от нескольких месяцев до многих десятилетий и пространственный спектр от сотен километров (региональный аспект) до сотен метров (исследование особенностей деформационных процессов в зонах тектонических нарушений). Основой методики исследований были повторные высокоточные геодезические измерения. Для определения вертикальных движений земной корыповторные нивелировки 1 класса, для определения горизонтальных деформаций — повторные триангуляционные (измерение углов) и трилатерационные (измерение длин линий) измерения 1 класса. Для расширения временного периода исследований и определения фоновых деформаций (без техногенного воздействия) к обработке были привлечены архивные данные о результатах геодезических измерений, выполненные задолго до заполнения водохранилища. Этот методический прием позволил, помимо удлинения временного ряда в прошлое, значительно расширить площадь исследований. Последующая обработка состояла в составлении серии карт вертикальных движений земной коры (во временной раскладке) и схем компонент тензоров горизонтальных деформаций. Использование метода тензорного анализа при обработке результатов измерений позволяет существенно расширить информативность материала. Важным элементом математической обработки был расчет влияния изменения уровенных поверхностей вызванных гравитационным воздействием водохранилищ, что позволило избежать ошибок при построении карт вертикальных движений. Анализ заключался в сопоставлении этих карт и деформационных схем с геолого-тектонической ситуацией, режимом заполнения водохранилища, колебаниями уровня воды в водохранилище, сейсмическим режимом.

Основные защищаемые положения: 1. Комплексный анализ измерений на разновозрастных геодезических сетях позволил установить региональное уменьшение величины и изменение ориентировки деформаций укорочения вдоль южной границы Тянь-Шаня (1×10″ 3, запад-восток в районе Гарма до 0,5×10~б, северо-северо-запад=юго-юго-восток в районе Душанбе) и на юго-запад вглубь Таджикской депрессии (1×10″ 6, север-юг в районе Нурека). Изменение регионального сейсмического режима повсеместно и одновременно изменяют знак и амплитуду деформаций. Изменение деформаций, вызванное естественно-тектоническими причинами, может существенно превышать техногенные по амплитуде (даже вблизи мощного источника возбужденных деформаций) и проявляться на значительно больших площадях.

2. Формирование и развитие поля возбужденных деформаций в зонах техногенного воздействия определяется сочетанием геологических и техногенных факторов. При этом, техногенные факторы оказывают определяющее влияние на развитие деформационных процессов во времени, а геологические оказывают существенное влияние на пространственное распределение деформаций и определяющее влияние при образовании зон аномальных деформаций, отличных по знаку и амплитуде от деформаций^ соответствующих математической модели деформационного поля.

3. Аномальные деформации, связанные с особенностями инженерно-геологического строения территории или с разрывными тектоническими нарушениями, могут превышать вязко-упругие и упругие деформации, обусловленные влиянием гидростатической или гидродинамической нагрузки, во много раз и отличаться от них по знаку. Подобные деформации могут проявляться на расстоянии многих километров от береговой линии. Зоны их распространения по площади соизмеримы со всей территорией, подверженной техногенному деформированию.

4. В зонах тектонических нарушений, под воздействием техногенной нагрузку движения и деформации земной поверхности нестабильны, характеризуются изменением скорости и знака, и могут быть дисгармоничны движениям и деформациям земной поверхности на остальной территории.

5. В зоне воздействия техногенной нагрузки происходит изменение числа, мощности землетрясений и пространственное перераспределение их очагов, при этом очаги землетрясений, связанных с техногенной нагрузкой, концентрируются на участках, где^ до возникновения нагрузок, преобладали деформации горизонтального укорочения.

6. После возникновения техногенной нагрузки наиболее высокая сейсмическая активность отмечается в зонах, где скорости деформирования земной поверхности относительно невелики, там же, где скорость деформаций максимальна, уровень сейсмичности снижается.

Личный вклад автора :

Автором определены принципиально новые пути исследования деформационных полей вблизи крупных индустриальных объектов, являющихся источниками техногенных деформаций, апробирована методика таких исследований, показана роль естественно-тектонических (региональных и локальных) геологических и техногенных факторов при формировании деформационного поля, выявлены взаимозависимости между геодинамическим режимом и возбужденной сейсмичностью.

В ходе исследований потребовалось решение ряда частных научных задач, которое было выполнено автором.

1 .Разработана методика и выполнено сопоставление геолого-тектонической, сейсмологической, и геодинамической информации.

2.Выполнена обработка данных линейно-угловых и нивелирных измерений за весь период исследований на Нурекском геодинамическом полигоне, сопоставление этих данных с результатами исследований на других полигонах, выявление общих закономерностейа так же поиск и обработка архивных данных об измерениях на геодезических сетях прошлых лет, сопоставление результатов этой обработки с результатами измерений на геодинамических полигонах, сопоставление данных о локальной геодинамике до и после возникновения техногенной нагрузки.

3.Обоснованы научные положения о роли естественно-геологических и техногенных факторов в процессе формирования поля возбужденных деформаций и установлена зависимость между геодинамическим и сейсмическим режимами.

Реализация работы. Результаты исследования деформационных полей в районе Нурекской ГЭС были использованы при выработке рекомендаций по эксплуатации водохранилища, которые направлены в Правительство республики Таджикистан, институт Средазгидропроект, Главное Управление Геодезии и Картографии СССР.

Для Главного Управления Геодезии и Картографии были разработаны методические рекомендации по организации геодезических работ для определения техногенных деформаций.

Апробация работы. Материалы данной работы докладывались на ряде международных, всесоюзных, всероссийских научных собраниях, в том числе:

— симпозиум КАПГ (комиссия многостороннего научного сотрудничества Академий наук социалистических стран по комплексной проблеме «Планетарные геофизические исследования») по изучению современных движений земной коры, Сочи, 1988 г.;

— XII междуведомственное совещание по изучению современных движений земной коры на геодинамических полигонах СССР, Ташкент, институт сейсмологии АН Узбекистана, 1991 г.;

— первый международный семинар «Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные), Москва, РАЕН, 1994 г.;

— межотраслевая конференция «Экологическая безопасность ТЭК: проблемы, пути решения», Пермь, Министерство топлива и энергетики РФ, Управление экологии и природопользования, ВНИИОСУГОЛЬ, 1994 г.;

— всероссийская конференция «Управление напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых», Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН, Институт горного дела СО РАН, 1994 г.;

— всероссийская конференция «Управление напряженно-деформированным состоянием массива горных пород при открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых, Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН, 1996 г.;

— всероссийская конференция «Науки о Земле на пороге XXI века», Москва, Российский Фонд Фундаментальных Исследований, 1997 г.;

— международная конференция «Горная геофизика», Санкт-Петербург, ВНИМИ, 1998 ч" г.;

— международная конференция «Проблемы геотехнологии и недроведения» Екатеринбург, Академия горных наук, Уральское отделение РАН, 1998 г.- а также ряде других международных, всероссийских, региональных, отраслевых, ведомственных симпозиумов, конференций, семинаров, научных совещаний.

Результаты экспериментальных исследований, послужившие исходными данными для выполнения настоящей работы, в наиболее полном виде изложены в девяти научных отчетах. Кроме того, материалы работы опубликованы в научной печати в виде тезисов, статей и одной монографии — всего 47 работ, из них 22 без соавторов (в том числе монография).

Структура и объем работы. Настоящая работа состоит из введения, шести глав текста, заключения, списка литературы и 25 приложений. Объем работы составляет 306 листа машинописного текста, в том числе, 128 рисунков на 143 листах, список литературных источников включает 258 наименований, в том числе 214 названий на русском языке и 44 названия на других языкахкроме того, 32 таблищ^карто граммы ия ' листах в приложении.

Автор выражает самую искреннюю благодарность сотрудникам сектора «Современных движений земной коры» НПО «Таджикаэрокосмогеодезия» Ренату Кахаровичу Махкамову, Марине Витальевне Тигановой, Акбару Сергеевичу Очельдиеву, Джалилу Джаловичу Бузурукову принимавшим участие в полевых работах, архивном поиске старых данных, обработке и предварительном анализе полученных результатов. За предоставленную оригинальную информацию о геологии и тектонике района исследований старшему научному сотруднику НПО «Таджикаэрокосмогеодезия» Юрию Никитичу Пильгую, заместителю генерального директора НПО «Таджикаэрокосмогеодезия» кандидату геолого-минералогических наук Вадиму

Павловичу Лозиеву, научному сотруднику Геологического института РАН кандидату геолого-минералогических наук Сергею Федоровичу Скобелеву. За организационную и моральную поддержку, ценные научные и практические советы директору Института горного дела Члену-корреспонденту РАН, доктору технических наук, профессору Виктору Леонтьевичу Яковлеву, заведующему лабораторией Института горного дела УрО РАН доктору технических наук Анатолию Дмитриевичу Сашурину, генеральному директору Уральского института геомеханики, кандидату технических наук Владимиру Егоровичу Боликову, заместителю директора ИГД УрО РАН по научной работе, доктору технических наук Альберту Васильевичу Зубкову, за финансовую поддержку особая благодарность Российскому Фонду Фундаментальных Исследований.

Автор выражает также самую искреннюю благодарность всем ученым, административным и техническим работникам которые принимали участие на каждом из этапов создания настоящей работы.

Выводы

Собранные автором материалы натурных геодезических измерений за длительный временной период и их последующая обработка позволили провести геодинамический анализ по целому ряду научных задач:

— изучение фоновых деформаций и движений земной коры, характерных для Нурекского района до заполнения водохранилища и выявление общих закономерностей кинематики основных тектонических блоков региона: Южного Тянь-Шаня, Передовой зоны Южного Тянь-Шаня и Таджикской депрессии;

— изучение техногенного воздействия водохранилища на современные движения и деформации земной коры прибрежных участков;

— изучение воздействия сезонных колебаний уровня воды в водохранилище на современные движения и деформации прибрежных участков земной коры;

— изучение особенностей воздействия техногенной нагрузки на зоны тектонических нарушений;

— изучение современных движений и деформаций прибрежных участков земной коры в зависимости от инженерно-геологических условий;

— исследование корреляционных связей между геодинамическим и сейсмическим режимами территории.

1. Как показал выполненный анализ., до заполнения водохранилища блок Таджикской депрессии испытывал^ в целом^ опускание относительно лежащих к северу Южного Тянь-Шаня и Передовой зоны Южного Тянь-Шаня. В районе водохранилища в южной части его акватории и на прилегающих участках) отмечается зона с преобладанием деформаций укорочения, в основном субмеридионального направления, что хорошо соответствует данным неотектоники о надвиге Гулизинданского хребта на лежащие к северу участки по полого падающему к югу сместителю Гулизинданского разлома.

2. Заполнение водохранилища вызвало общее сближение берегов со скоростью 2×10−6 — 8×10−6 в Год. Одновременно происходило опускание прибрежных участков. В районе плотины со скоростью, примерно, 8 мм/год, на южном побережье^ примерно, 4 мм/год, что. соответствует расчетной модели для гидростатической нагрузки. Такое положение сохранялось^ примерно, 10−12 лет, после чего однонаправленное опускание сменилось колебательными движениями с небольшой тенденцией к подъему. Зона воздействия водохранилища определялась 2−3 км, однако, отдельные проявления геодинамических явлений были отмечены и на гораздо большем расстоянии от береговой линии.

3. Подъем воды в период сезонного заполнения водохранилища вызывает опускание прибрежных частей земной коры. Сброс воды — подъем территории. Зона воздействия определяется первыми километрами. Сезонные колебания прибрежных частей земной поверхности составляли 20−30 мм (при колебании уровня воды 30−40 м).

4. Зоны тектонических нарушений отличаются аномальной реакцией на заполнение водохранилища. Отмечены высокие скорости горизонтальных деформаций западнее плотины (особенно сдвиговых), которые пространственно связаны с Нурекским разломом. Есть основания предполагать, что происходящее по руслу реки Вахш тектоническое нарушение служит границей раздела зон с разными знаками современных вертикальных движений. В южной части водохранилища на одном из ранее не картированных разломов было отмечено аномальное опускание земной поверхности, характеризуемое величиной в десятки сантиметров — скорость опускания здесь достигала 70 мм/год.

5. Высокие скорости современных движений земной коры отмечаются для участков территории, сложенных соленосными юрскими отложениями. Эти участки, расположены в 1−2.5 км к северо-востоку от плотины. Здесь зафиксированы опускания земной поверхности в несколько десятков сантиметров в первые годы после начала заполнения водохранилища и еще большие горизонтальные смещения одного из пунктов линейно-угловой сети. Скорости и направленность движений (вниз по склону) позволяют предполагать, что здесь развиваются процессы, близкие к оползневым.

6. Установление точных корреляционных зависимостей между сейсмическим и геодинамическим режимами и, в конечном счете, решение задач сейсмического прогноза при заполнении водохранилища требует особой методики исследования. Данная методика непригодна для поисков предвестников конкретных землетрясений. Однако, удалось выявить два факта, касающихся проблемы прогноза землетрясений:

— сейсмическая активность наиболее высока для тех участков территории, где скорости современных движений земной коры относительно снижены;

— пространственно зона концентрации очагов землетрясений после возникновения сильных техногенных нагрузок (заполнение водохранилища) совпадает с донагрузочной зоной сжатия земной коры.

Закономерности, выявленные при исследованиях на Нурекском геодинамическом полигоне подтверждаются результатами исследований на других территориях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований на геодинамических полигонах созданных вокруг глубоководных водохранилищ пяти крупных ГЭС, в том числе уйикальном геодинамическом полигоне «Нурекская ГЭС», расположенном в одном из наиболее тектонически активных районов земного шара — зоне сочленения Памира и Тянь-Шаня, а так же анализа многолетних данных о деформациях земной коры в этой зоне, создано новое научное направление в области наук об охране окружающей среды, изучающее взаимосвязи между региональными и локальными тектоническими процессами, геолого-тектоническим строением территории, особенностями техногенного воздействия с целью разработки научно обоснованных мероприятий позволяющих осуществлять прогнозирование, предотвращение или смягчение негативных последствий возможных техногенных катастроф.

Основными научными дисциплинами для создания нового научного направления послужили: современная геодинамика в соответствии с ее определением геодезистами (Пеллинен Л.П., Певнев А. К., Сидоров В. А. и др.), геомеханика, сейсмология, геодезия, тектоника, инженерная геология.

Объектами исследований нового научного направления следует считать локальные и региональные современные деформационные процессы, региональный сейсмический режим, сейсмические процессы, инициированные техногенным воздействием, геомеханические характеристики, тектоническое и инженерно-геологическое строение территории, прилегающей к источнику техногенного воздействия.

Новые методические приемы были апробированы при исследовании деформационных полей формирующихся вокруг глубоководных водохранилищ. Это позволило получить научно значимые результаты при относительно непродолжительных сроках исследований, что обусловлено изменениями геологической среды в течении короткого временного периода — быстрой концентрацией напряжений на незначительной площади при наполнении водохранилища, обводнением и изменением гидрологического режима прибрежных территорий, проникновением воды в тектонические разломы и трещины, что, в свою очередь, вызывает интенсивное деформирование земной поверхности. Вместе с тем, новое научное направление позволяет выполнять исследование и вблизи других источников техногенного воздействия: глубокие карьеры, районы добычи углеводородного сырья, мегаполисы, и т. п.

Традиционные методические подходы к исследованию деформационных процессов предусматривают выполнение математического моделирования, основанного на стандартных геомеханических подходах в сочетании с экспериментальным определением как горизонтальных, так и вертикальных движений и деформаций земной поверхности геодезическими методами. Математическое моделирование процесса деформирования прибрежной зоны водохранилища выполняется исходя из трех основных причин техногенных деформаций: гидростатической и гидродинамической нагрузки и взвешивание берегов. Однако, на практике выполнение такого рода моделирования представляется чрезвычайно сложным, так как требует детальных знаний о геологическом строении (в том числе и о глубинном) прилегающей территории и характеристик деформационных свойств горных пород. Определение периода релаксации возможно только при наличии длительного временного ряда натурных измерений. Деформационные процессы, происходящие непосредственно в разломных зонах, а так же деформации возникающие в результате региональных и локальных тектонических движений, вообще не поддаются математическому моделированию, хотя именно в разломных зонах возникают аномальные деформации способные привести к возникновению техногенных катастроф, а тектонические процессы обуславливают развитие также значительных по величине деформаций на площадях, многократно превосходящих территорию возможного техногенного воздействия.

Традиционные методы прогноза возбужденной сейсмичности, основываются на исследованиях сейсмичности, существовавшей на данной территории до возникновения техногенной нагрузки и на оценке активности тектонических нарушений. В сочетаниями с данными о техногенном режиме, это позволяет с достаточно высокой точностью определить время максимальной сейсмической активности в зоне техногенного воздействия. Однако, остаются неясными пути определения места локализации очагов возбужденных землетрясений. Не удается выполнить практически значимый прогноз конкретного землетрясения.

В рамках нового научного направления предусматривается уделять особое внимание изучению потенциально наиболее опасных деформаций, считая критерием опасности, наряду с количественными значениями (скорости и масштабы деформаций), их труднопредсказуемость.

Понимание взаимосвязи деформаций земной поверхности и сейсмичности в рамках нового научного направления дает возможность выработать новые принципы прогноза землетрясений. Частично эти принципы реализованы в настоящей работе.

Таким образом, основной задачей нового научного направления является установление взаимозависимостей между естественно-геолотической и техногенной геосредами с целью уменьшения опасности возникновения техногенных катастроф.

Представляемая работа является наиболее полным и детальным исследованием в рамках нового научного направления. Полнота исследований определяется наличием геологических, сейсмологических и технологических данных, длительными временными рядами геодезических измерений, наличием независимой информации по нескольким объектам. Детальность определяется как детальностью проведения натурных измерений, так и методическими особенностями обработки, позволившими определить все пространственные компоненты деформационного поля и динамику его изменения.

В работе получены конкретные результаты, характеризующие особенности развития деформационных процессов и связи их с сейсмичностью, которые условно можно разделить на пять групп.

К первой группе следует отнести результаты исследований общей геодинамической ситуации в регионе (зоне сочленения Памира и Тянь-Шаня), которые дают возможность конкретизировать одно из важнейших положений настоящей работы — взаимосвязь исходных геолого-тектонических условий местности и последующих техногенных деформаций. Определено, что в исследуемой зоне преобладает укорочение по направлениям с востока на запад, с юго-востока на северо-запад и с юга на север. Изменение ориентировки происходит постепенно от восточной части региона (Гарм) к западной (Душанбе) й юго-западной (Нурек). При этом среднегодовые скорости деформаций уменьшаются от 0,5−1×10″ 5 (Гарм) до 0,5−1×10−6 (Душанбе) и 1х Ю-6 (Нурек). Локальные вариации скоростей и направленности деформаций связаны с геолого-тектоническим и инженерно-геологическим строением территории. Произошедшее на рубеже восьмидесятых — начале девяностых годов региональное изменение скоростей и направленности деформаций земной коры, сопровождавшееся изменением регионального сейсмического режима, отразилось и на деформациях земной поверхности в зоне техногенного воздействия Нурекского водохранилища. Здесь были отмечены изменения скоростей и направленности вертикальных движений, по амплитуде превышающие техногенные деформации за двадцатилетний период измерений почти в два раза. Эти изменения отмечались на площади существенно превышающую площадь территории подверженной техногенным деформациям. Аналогичные явления зафиксированы в Западной Грузии в районе Ингури ГЭС, где выявлен региональный наклон территории.

Ко второй группе следует отнести результаты касающиеся общего процесса деформирования прибрежных участков. Наиболее детально этот процесс исследован на геодинамическом полигоне «Нурекская ГЭС». Установлено, что скорости опускания прибрежных участков, обусловленные влиянием гидростатической нагрузки, составляют от 4 до 8 миллиметров в год, при этом, зона где эти деформации значительно превосходят фоновые (определенные до возникновения техногенной нагрузки), не превышает 1.5 — 2.0 км от побережьяскорости современных горизонтальных движений пунктов линейно-угловой сети составляют 3 — 7 мм/год, а скорости деформаций 1×10″ 5. При этом, максимальные деформации наблюдаются в приплотинной части водохранилища. Основная тенденция горизонтальных движений в период заполнения водохранилища — это сближение его берегов. Определен период релаксации, составляющий 10−12 лет. В целом эти данные соответствуют расчетным моделям и находятся в хорошем соответствии с результатами исследований на других полигонах ГЭС.

Третья группа результатов касается движений и деформаций в аномальных зонах, к которым следует отнести зоны тектонических разломов или участки с неблагоприятными инженерно-геологическими условиямитаковыми в районе Нурекской ГЭС можно считать зоны Нурекского и Сарикамарского разломов и участки, сложенные юрскими соленосными породами на юго — западном склоне хребта Сурх и на северном склоне хребта Санглак. Как показали результаты измерений, в аномальных зонах скорости вертикальных и горизонтальных движений намного выше, чем на остальной территории и составляют сантиметры и, даже, десятки сантиметров в год. При этом, столь высокие скорости деформирования обнаружены на расстоянии 4−5 км от берега водохранилища. Повышенные скорости деформаций в разломных зонах зафиксированы на геодинамических полигонах «Ингури ГЭС» (Ткварчельская флексура), «Токтогульская ГЭС» (Таласо-Ферганский разлом) «Миатлинская ГЭС». Следует отметить, ранее нигде не фиксировавшийся результат, а именно, дисгармоничный характер деформаций в разломных зонах по отношению к прилегающей территории. Такой характер деформаций был зафиксирован в зоне Нурекского и Сарикамарского разломов (Нурекская ГЭС), Ткварчельской флексуры (Ингури ГЭС), Нарыно-Чичканской поперечной зоне (Токтогульская ГЭС). Скорости дисгармоничных деформаций сопоставимы или превышают скорости деформаций на остальной территории, а время их проявления соответствует завершению периода релаксации.

Четвертая группа результатов касается реакции прибрежных территорий на кратковременные изменения нагрузок, связанные с сезонными колебаниями уровня воды. В целом, эти результаты закономерны и ожидаемы. Подъем уровня воды вызывает опускание территории, сброс воды — подъем. Амплитуды колебаний земной поверхности выражаются первыми десятками миллиметров. Проявилась, уже отмеченная выше, особенность деформирования земной поверхности в зонах тектонических нарушений. При подъеме уровня воды, при общем опускании территории, здесь фиксируется подъем, при сбросе воды, на фоне общего подъема территории — опускание.

Пятая группа результатов касается связи геодинамического и сейсмического режимов на прибрежных территориях. Хотя в работе сделан вывод о непригодности в целом предложенной схемы геодезических измерений для осуществления практически значимого прогноза конкретных сейсмических событий, выявлены важные аспекты исследуемой взаимосвязи. В частности, отмечено, что после начала заполнения водохранилища максимальное количество землетрясений отмечалось там, где до возникновения нагрузки преобладали деформации относительного укорочения приповерхностных частей земной коры. Кроме того, определено, что на участках где скорости деформаций максимальны, сейсмическая активность снижена. Выявленные закономерности, наряду с пересмотром общей схемы геодезических наблюдений, позволяют говорить о перспективности поиска деформационных предвестников возбужденных землетрясений вблизи источников техногенного воздействия. Локализация участков, где возможны проявления максимальной сейсмической активности, с помощью методики, разработанной в данной работе, делает особенно эффективным применение для поисков деформационных предвестников землетрясений новейшей схемы наблюдений разработанной А. К. Певневым в сочетании с методами традиционной сейсмологии.

В целом, представленная работа позволяет сделать заключение о необходимости выполнения исследований в рамках нового научного направления для оценки потенциальной опасности возникновения техногенных катастроф вблизи крупных объектов человеческой деятельности и выработки рекомендаций по их (катастроф) предотвращению или смягчению возможных негативных последствий.