УТОЧНЕНИЕ ПЛАНА И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КУНГУРСКОЙ ЛЕДЯНОЙ ПЕЩЕРЫ

Аннотация

Карстовые пещеры и шахты, естественные полости некарстового происхож- дения - это обычно новые порою недостаточно изученные природные объекты. Практически все пещеры представляют собой объекты для туристско- экскурсионных целей. Сложность проникновения в пещеры часто препятствует их изучению силами специальных научных экспедиций. Поэтому перед спелеотури- стом возникает специфическая и ответственная задача: во время спелеопутешест- вия дать достаточно полную и объективную характеристику пройденной пещеры. 31 ----------------------- Page 32----------------------- Кунгурская Ледяная пещера (КЛП) - карстовая пещера в Европейской час- ти России, одна из крупнейших в мире гипсовых пещер по протяжённости. Вме- сте с Ледяной горой образует историко-природный комплекс регионального значения. Первый план пещеры был составлен в 1703 году известными картографами Семе- ном и Леонтием Ремезовыми. Он давал лишь общую картину подземных ходов. Часть объектов наносилась по рассказам местных жителей и не соответствовали действитель- ности. В 1934 году группой "Гидростройпроекта" был составлен полуинструменталь- ный план Кунгурской пещеры. Группа, под руководством Переслегина в течение 2-х сезонов 1934-1935 г.г. провела большую работу по разведке и съемке новых ходов и гротов. Ряд ходов не были нанесены на план или нанесены схематично, недостаточно четко показано положение осыпей и целиков. В зимние периоды 1960-1964 г. г. была проведена инструментальная съемка под руководством научного сотрудника Е.П.Дорофеева. В итоге он в 1964 году составил план Кунгурской Ледяной пещеры в масштабе 1:500 (рис 1). Он был ориентирован по магнитному меридиану, склонение восточное 13°. Протяженность теодолитных ходов 3781,32 м, буссольных - 3118.37 м. Всего пройдено 5898,69 м. Если исключить 300 метров буссольных ходов, пройденных для нанесения контуров крупных гротов, общая протяженность снятой части пещеры составила 5600 метров в горизонтальном проло- жении. До настоящего времени длина маршрута по этому плану составляла 1500 мет- ров. [1] В настоящее время пользуются планом Е.П. Дорофеева, составленным в 1964 г. [2] и оцифрованным Лавровым И.А. в 1999-2000 гг (рис. 2). Дальнейшее изучение пе- щеры показало необходимость уточнения и дополнения этого плана. Целью статьи ав- тора является уточнение морфометрических показателей и плана Кунгурской Ледяной пещеры. Прежде чем рассмотреть основные морфометрические показатели пещеры, нужно знать методику топографической съемки. План и разрезы пещеры являются докумен- том, подтверждающим факт прохождения полости. Топографические материалы несут значительную информацию о происхождении карстовой полости, истории ее развития и заполнения различными отложениями. Топографическая съемка пещеры - это комплекс топографо-геодезических работ для определения формы и размера пещеры. По материалам топографиче- ской съемки составляется топографический план пещеры, который является ос- новным доказательством прохождения пещеры и в дальнейшем служит для ре- шения ряда задач, таких как спортивные, научные, хозяйственные, инженерные и т.д. Методика топографической съемки пещер, разработанная в 60-х годах XX века и усовершенствованная различными коллективами используется и теперь. По результатам топографических съемок Кунгурской Ледяной пещеры, выпол- ненных при помощи электронного тахеометра сотрудниками Кунгурской лаборатории- стационара и набора для спелеотопосьемки спелеологами Пермского края в течение 2016-2018 г.г., изменился ее план (рис. 3-5). На основании этого плана можно подсчи- тать морфометрические характеристики данной полости. 32 ----------------------- Page 33----------------------- Рис 1. План Кунгурской Ледяной пещеры Е.П. Дорофеева, съемка 1964 г. [2] 1-Подножие Ледяной горы; 2-старый вход в пещеру; 3-стены гипсо-ангидритовых целиков; 4-стены, сложенные разрушенными породами; 5-глыбово-глинистые осыпи; 6 - органные трубы; 7 - подземные водоемы. Рис. 2. План КЛП, оцифрованный Лавровым И.А. в 1999-2000 гг. 33 ----------------------- Page 34----------------------- Трехмерная компьютерная модель пещеры дает наглядное представление о пе- щере и может использоваться для расчетов ее морфометрических характеристик. Про- мышленные образцы геосканеров позволяют быстро и точно построить объемную мо- дель подземной полости, однако характеризуются высокой стоимостью. Цифровые приборы в более низком ценовом диапазоне (например, лазерный дальномер) в на- стоящее время широко применяются при топосъемке пещер. Если при “классической” топосъемке с помощью рулетки на каждом пикете обычно измеряются лишь параметры lrud (лево, право, верх, низ), дающие очень приблизительные параметры хода и не по- зволяющие описать форму его сечения, то данные приборы позволяют снимать конту- ры ходов пещеры. Первичным данными здесь являются множественные измерения до характерных точек стен, потолка и пола полости. В итоге формируется массив данных точек, позволяющий построить трехмерную модель пещеры (геосканер делает это ав- томатически, для обработки данных, полученных при использовании определенных ме- тодических приемов с помощью лазерных дальномеров, используются специальные программы). Рис. 3. Уточнение плана КЛП, грот Эфирный (Богомаз М.В., Глоба К.Н., съемка 2018 г.) Морфометрическая характеристика - количественная характеристика форм под- земного рельефа. К основным морфометрическим показателям любой пещеры относят- ся протяженность (м), средняя ширина (м), средневзвешенная высота (м), амплитуда 2 3 3 (м), площадь (м), объем (м), удельный объем (м /м), коэффициент площадной закар- стованности (доли единицы). По мере накопления наших данных о Кунгурской пещере эти показатели также менялись (таблица 1) [1]. 34 ----------------------- Page 35----------------------- Рис. 4. Уточнение плана КЛП, гроты Ночь Осенняя, Дорофеева, Вышка II (Дудаков А., Барова А., Рублева Е., ЕКС, съемка 2016 г.) Рис. 5. Уточнение плана КЛП, грот Хрустальный, Новый ход (Красиков А., Коньшин А., Швецова О.О., ПКС, съемка 2016 г.) 35 ----------------------- Page 36----------------------- Таблица 1 Изменения морфометрических показателей Кунгурской Ледяной пещеры (1859-2018 гг.) Год исследований Параметр 1859 1935 1965 2001 2003 2018 Протяженность (L), м 1015 4600 5600 5700 5700 6525 Средняя ширина - - - 11,4 11,4 11,7 (bср), м Средневзвешенная - - 2,9 3,0 3,0 3,5 высота (hср), м Амплитуда (Ат), м - - - 30(+27/-3) 32(+27/-5) 32(+27/-5) 2 Площадь (S), тыс. м - - 52,0 65,0 65,0 76,0 3 Объем (V), тыс. м - - 150 195 206 267 Удельный объем - - 17,9 - 36,1 40,9 (Qуд) Коэффициент пло- щади закарстованно- - - - - 0,28 0,33 сти (К ),S /S S пещ бл К 2018 г. протяженность пещеры увеличилась на 800 м., площадь полости увели- 2 3 чилась на 11 тыс. м , соответственно и объем увеличился на 60 тыс. м . Спелеологиче- ские исследования в последние годы привели к обнаружению 2-х новых проходов. Увеличение количественных характеристик пещеры свидетельствует об активно- сти деформационных процессов карстовой системы с течением времени. Полученные данные позволили нам проследить динамику роста подземных полостей за счет ряда факторов: геологических, гидрогеологических и геоморфологических. Выводы. Для карстовых пустот, которые развиваются в сульфатных и сульфат- но-карбонатных массивах, характерно изменение морфометрических показателей в те- чении десятелетий, что связано с динамикой изменения физико-механических свойств пород. Составление нового плана полости по результатам топографической съемки с ис- пользованием современных методик и инструментов, а также мониторинговые наблю- дения и обнаружение новых ходов, позволяют уточнять морфометрические показатели пещер.