Антропогенные подземные (спелестологические) объекты Саратовского Поволжья: систематика, оценка геоэкологической опасности, рекреационное значение

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

АНТРОПОГЕННЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ (СПЕЛЕСТОЛОГИЧЕСКИЕ) ОБЪЕКТЫ САРАТОВСКОГО ПОВОЛЖЬЯ: СИСТЕМАТИКА, ОЦЕНКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ, РЕКРЕАЦИОННОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Браташова Светлана Александровна

Москва - 2008

Работа выполнена на кафедре геоэкологии геологического факультета Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иванов Алексей Викторович

Научный консультант: член-корреспондент РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор Худяков Глеб Иванович

Официальные оппоненты: доктор географических наук Гуня Алексей Николаевич (Институт географии РАН, г. Москва)

доктор географических наук, Новикова Нина Максимовна (Институт водных проблем РАН, г.Москва)

Ведущая организация: Мордовский государственный университет, Саранск, Россия

Защита состоится « 23 » декабря 2008 г. в 11:00 на заседании диссертационного совета Д 220.025.03 при ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству» по адресу: 105064, Москва, ул. Казакова, 15 (конференц-зал), тел. (495)-261-49-63, факс (495)-261-95-45.

Отзывы на автореферат просим присылать по адресу: 105064, Москва, ул. Казакова 15, ФГОУ ВПО «Государственный университет по землеустройству», Диссертационный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного университета по землеустройству.

Автореферат диссертации разослан и размещен на сайте www.guz.ru « 20 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат географических наук, доцент Т.А. Соколова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Активное нарастание антропогенного давления на геолого-геоморфологический субстрат вызвало обострение ряда геоэкологических проблем, связанных с активизацией опасных природных процессов и развитием новых опасных явлений. Особенно это актуально для урбанизированных территорий, геолого-геоморфологический субстрат которых значительно изменен при выработке подземного пространства. В настоящее время создаются все новые формы подземных технических систем. Этот процесс связан как с истощением традиционных источников полезных ископаемых, так и с растущей потребностью максимального использования подземного пространства в узловых зонах урбанизированных территорий для культурной, торгово-хозяйственной, административной, промышленной деятельности. Изменение технологий, производственная целесообразность, экономические и иные мотивы приводят к исключению из хозяйственного оборота множества подземных сооружений, исчезновению данных о них. Но исключение из использования далеко не всегда означает ликвидацию (тем более рекультивацию), и подземные полости, практически не контролируемые, продолжают влиять на изменение параметров геологической среды. В связи с этим возникает актуальная объективная потребность систематизации заброшенных подземных макрополостей, изучения вопросов безопасности территории их расположения, оценки их значения.

Неослабевающий интерес общества к вопросам экологической безопасности предопределен отрицательным воздействием некоторых современных технологий на условия жизнедеятельности и здоровье населения. В экологической литературе широко освещены вопросы, связанные с крупными катастрофами на объектах атомной энергетики, нефтяной и химической индустрии. Менее представлены вопросы влияния природно-техногенных катастроф, связанных с изменением геолого-геоморфологического субстрата при выработке подземного пространства, которые чаще рассматривались для угле- и рудодобывающих регионов.

Практически неизученными остаются вопросы влияния заброшенных подземных горных выработок и архитектурных сооружений на безопасность жизнедеятельности, в частности, в таком крупном регионе с богатым историческим прошлым, как Саратовское Поволжье. Несмотря на активизацию опасных экзогенных процессов, связанных с наличием подземных макрополостей, в регионе наблюдается отсутствие системных подходов в принятии соответствующих управленческих решений.

Чрезвычайные ситуации, сопряженные со случаями неожиданных провалов, оползней, разрушений зданий и т. п., связанных с антропогенными полостями (прежде всего на территории крупных городов), определяют актуальность проблемы, имеющей две составляющие: обеспечение нормального безопасного взаимодействия техногенных систем с геолого-геоморфологическим субстратом и сохранение старинных подземных сооружений как историко-культурного наследия прошлого.

Объем информации, накопленной к настоящему времени в различных, относительно обособленных научных направлениях (инженерной геологии, археологии, спелеологии и проч.) по антропогенным подземным макрополостям, достаточно велик и нуждается в обобщении.

Цель и задачи исследования. Основную цель исследования составило комплексное изучение спелестологических объектов региона с выделением сопряженных с ними рекреационных зон, а также зон повышенной спелестологической опасности для обеспечения геоэкологического мониторинга территорий. Для достижения данной цели определены следующие задачи:

собрать и обобщить данные по спелестологическим объектам Саратовского Поволжья;

провести систематизацию спелестологических объектов, применив возможные (в том числе не задействованные ранее) геоэкологические подходы; спелестологический геоэкологический мониторинг территория

определить геоэкологические особенности спелестологических объектов Саратовского Поволжья;

определить критерии оценки территорий по степени устойчивости геолого-геоморфологического субстрата в связи с наличием спелестологических объектов и по степени социально-экологической значимости этих объектов;

показать рекреационный потенциал Саратовского Поволжья при использовании антропогенных пещер как объектов научного и спортивного туризма, в образовательных целях, а также возможности использования спелестологических объектов как модельных полигонов мониторинга опасных экзогенных геологических процессов.

Предмет и объект исследования. Предметом исследования является совокупность взаимодействий спелестологических объектов и геолого-геоморфологического субстрата, осложненных современным антропогенным воздействием, что наиболее ярко проявляется на урбанизированных территориях. Объектом исследования являются спелестологические объекты Саратовского Поволжья. Более глубокое научно-методическое рассмотрение объекта исследования было проведено с привлечением данных по другим регионам.

Методология и методика исследования. Основой исследования послужили научные труды отечественных и зарубежных ученых по вопросам оценки опасности природно-техногенных геологических процессов, в частности идеи и концептуальные разработки В.И. Осипова и его коллег, изложенные коллективом авторов в фундаментальной работе «Опасные экзогенные процессы» (Осипов В.И. и др., 1999). Методологической основой поиска спелестологических объектов стали разрабатываемые в рамках экологической геологии методы изучения экологических функций литосферы, впервые введенные в 1994 г. В.Т. Трофимовым и Д.Г. Зилингом. В работе использованы системный подход к изучению спелестологических объектов, структурный функционально-временной анализ, сравнительный и картографические методы. В частности, был задействован метод ландшафтной индикации, разработанный А.С. Викторовым («Рисунок ландшафта», 1986), С.В. Викторовым, А.Г. Чикишевым («Ландшафтная индикация…», 1990) и др.

Источники. Основными источниками являются результаты полевых исследований на территории Саратовской области и прилегающих регионов, проведенных автором в 2003-2008 гг. Были также привлечены архивные материалы об экспедициях Саратовской ученой архивной комиссии, Областного центра дополнительного образования «Поиск», сотрудников Саратовского государственного университета и Нижне-Волжского научно-исследовательского института геологии и геофизики.

Научная новизна

Впервые комплексно рассмотрен объект спелестологии с учетом геоэкологических аспектов, что позволило провести систематизацию антропогенных подземных полостей, являющихся спелестологическими объектами.

Геоэкологический подход к изучению спелестологических объектов, использованный впервые автором, позволил выявить и (или) изучить множество заброшенных подземных сооружений новейшего времени, что значительно расширило фактологический базис спелестологических исследований, а также дало возможность разработки комплексного подхода к поиску антропогенных подземных макрополостей.

Впервые обосновано с позиций геоэкологии понятие спелестологической опасности, разработаны критерии ее оценки и принципы картирования.

Впервые проведена систематизация подходов в авторской комплексной методике поиска и исследования спелестологических объектов. Разработан алгоритм геоэкологического комплексирования методов поиска, изучения и выявления геоэкологических особенностей спелестологических объектов.

Выделены три новые спелестологические области (на территории одной из них, наиболее насыщенной подземными сооружениями, - Саратовской спелестологической области - рассматриваются две относящиеся к разным культурам подобласти). Иргизская спелестологическая область, описанная ранее, дополнена Каменско-Варваровским и Бартеневским спелестологическими блоками горных выработок.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Наиболее полная систематизация спелестологических объектов Саратовского Поволжья достижима при синтезе традиционных культурно-исторических и геоэкологических (геотехнических) подходов. Это позволяет выделить три основные группы спелестологических объектов по геоэкологическим параметрам безопасности объектов и окружающего геолого-геоморфологического субстрата, а также дополнить и уточнить систематику на базовых таксономических уровнях.

2. Комплексное изучение антропогенных полостей в геолого-геоморфологическом субстрате показывает возможность выделения нового типа среди геоэкологических опасностей - спелестологической опасности. При этом заложены основы методики параметризации, оценки, картирования, мониторинга опасных геоэкологических процессов и прогнозирования возможных чрезвычайных ситуаций, связанных с наличием спелестологических объектов.

3. Определение точного местонахождения и конфигурации спелестологических объектов проводится наиболее эффективно при комплексировании методов их поиска и обследования. Базисом объединения служит изучение изменений основных эколого-геологических (ресурсных, геодинамических, геохимических и геофизических) параметров литосферы, что позволяет существенно расширить возможности выявления скрытых антропогенных подземных сооружений и горных выработок в сложных геолого-геоморфологических условиях.

4. Спелестологические объекты Саратовского Поволжья могут рассматриваться как один из элементов рекреационного потенциала территории и быть использованы при прокладке маршрутов научного, экологического, образовательного туризма (при совершенствовании непрерывного геоэкологического образования - школа - ссуз - вуз, а также при изучении ряда спецкурсов в области наук о Земле). Для выявления потенциала и оптимального его использования предложена комплексная схема районирования, где научно обоснованы и выделены Ураков-Даниловская, Кудеярова, Иргизская, Саратовская (с подобластями Укек и Саратовская крепость) спелестологические области. Отдельные участки зон повышенного спелестологического риска могут быть использованы в качестве модельных полигонов мониторинга опасных экзогенных процессов.

Научная и прикладная значимость диссертационного исследования. Рассмотрение антропогенных пещер не только с изначально используемых в спелестологии позиций исторической значимости, но и как геотехнических систем позволило автору комплексно проанализировать сведения по древним и современным подземным сооружениям, ввести в их изучение временную составляющую, дающую более высокую точность оценки степени спелестологического риска, а также увеличение надежности долговременных прогнозов по спелестологическим объектам. Данный подход предоставляет возможность использовать результаты изучения экологических функций и свойств геолого-геоморфологического субстрата, осложненного антропогенными макрополостями.

Проведенное исследование дало возможность выделить на территории Саратовского Поволжья ряд зон повышенной спелестологической опасности, игнорирование которой может негативно сказаться на устойчивости геолого-геоморфологического субстрата (прежде всего на урбанизированных территориях). Результаты исследований позволяют составить целостное представление о рекреационном потенциале выделенных спелестологических областей, функционально-временном разнообразии отдельных объектов и систем, основанном на смене культурных традиций подземного строительства на территории Саратовского Поволжья, и могут быть использованы в развитии туристического и образовательного процессов.

Апробация. Результаты работы апробированы при выполнении проекта «Эколого-геологические опасности городских территорий, их оценка и разработка на основе нелинейной динамики системы прогнозирования и предотвращения катастрофических ситуаций (на примере Среднего Поволжья)» в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» по государственному контракту МОН РФ № 02.515.11.5007 от 6 марта 2007 г., а также при проведении археологических охранно-спасательных работ в оползневой зоне пос. Увек (г. Саратов) 2004-2005 гг.

Основные результаты исследований представлены на Всероссийском научном симпозиуме «Проблемы синергетики и коэволюции геосфер» (Саратов, 2008), на VIII международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» РГГРУ ((Москва, 2007), на Всероссийской научно-практической конференции «Наука, власть и общество перед лицом экологических рисков и опасностей» (Саратов, 2007), на Учредительном съезде международного конгресса «Средневековая археология евразийских степей» (Казань, 2007), на научной межведомственной конференции «Геологические науки - 2007» (Саратов, 2007), областной научно-практической конференции «Народы Саратовского Поволжья: история, этнография и современность» (Саратов, 2006).

По тематике диссертации опубликовано 14 печатных работ: из них одна монография (в соавторстве); восемь статей (две статьи в печатных изданиях, рекомендованных ВАК, две - в реферируемых журналах, четыре - в сборниках); пять публикаций - тезисы и материалы конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Текст изложен на 170 страницах (включает 14 таблиц и 17 рисунков). Библиографический список состоит из 294 наименований, основной текст диссертации также дополняют приложения: список аббревиатур и специальных терминов, описания разрезов, рисунки, фотографии, картографические материалы, архивные данные (66 страниц). Общий объем работы составляет 236 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и задачи исследования, основные защищаемые положения, показаны новизна полученных результатов, теоретическая и практическая ценность работы, характеризуются методы исследования, приводятся сведения об апробации работы.

В главе 1 «Этапизация основных источников спелестологии» рассмотрены этапы развития научных направлений, на стыке которых сформировался фундамент спелестологии - нового научного направления, изучающего созданные человеком подземные макрополости, что позволило подойти к геоэкологическому анализу антропогенных пещер.

Краткий историографический очерк развития спелеологии дан с XVI столетия. Представлены этапы: барокко (XVI-XVII вв.), просвещения (XVIII в.), романтики (XIХ в.) и классики (конец XIX - начало XX вв.), предложенные X. Триммелем, а также современный этап до момента выделения спелестологии в отдельное направление, с акцентом на изучение антропогенных пещер в России.

В археологических исследованиях пещер автором выделены четыре этапа. Геоархеологический - связан с раскопками в пещерах Э. Лартэ в 1837-1865 гг., с введением им в археологию геологических методов стратиграфии. Его завершением стал 1869 г., когда Г. Мортилье заменил палеонтологические критерии стратиграфии напластований пещер археологическими, сделав акцент на более быстро меняющиеся формы орудий, а не виды организмов. Следующий, палеолитический, этап связан с направленностью поисков в пещерах древнейших следов человека. Это отражено в публикациях не только европейских, но и русских археологов: К.С. Мережковского по пещерам Крыма, А.С. Уварова и И.С. Полякова по пещерам Кавказа и др. На рубеже столетий начался этап накопления, сбора информации, связанный с работами А. Эванса по изучению Кносского Лабиринта, И.Я. Стеллецкого по изучению антропогенных пещер России и др. К этому времени относятся многие работы Саратовской ученой архивной комиссии по пещерам Саратовского Поволжья. В 1955 г. итальянский археолог К.М. Лери опубликовал результаты поисков античных склепов одним из методов инженерной геофизики, что положило начало новому инженерно-геофизическому этапу. Изучение историками подземных архитектурных сооружений и горных выработок древности показало необходимость систематизации подземных полостей по времени и функциональному назначению, возможность привлечения новых, геофизических методов поиска.

Автором рассмотрены также четыре этапа географо-геологического изучения пещер. Академический этап связан с работами М.В. Ломоносова, академических экспедиций И.И. Лепехина, П.С. Палласа, И.П. Фалька и др. С последней четверти XVIII в. начался этап Горного ведомства, связанный с работами В.М. Севергина по полезным ископаемым подземных полостей, описаниями пещер в «Горном журнале», «Горном словаре» и т. д. В середине XIX в. он сменяется этапом попутных описаний пещер, когда геологические изыскания при строительстве железных дорог, работы П.А. Кропоткина, И.В. Мушкетова, И.Д. Черского и др. приводят к резкому увеличению количества сведений о пещерах, выполненных в ходе географо-геологических исследований. Двадцатый век можно охарактеризовать как этап специализации. Пещеры стали рассматриваться как элемент ландшафта, отмечается их связь с другими формами рельефа. Геология предоставила множество фактов, показывающих, что подземные выработки являются причиной изменения напряженного состояния геологической среды, приводят к возникновению, изменению опасных экзогенных процессов (В.И Осипов и др., 1999).

Изучение антропогенных пещер в рамках представленных направлений показало естественное по мере накопления информации обособление спелестологии, вызванное следующими причинами:

«строение такого рода пустот отвечает совершенно другим закономерностям, чем те, которые характерны для естественных пещер», как отмечал еще в 1942 г. академик А.Е. Ферсман;

для их изучения недостаточно методов непосредственного проникновения в полость, используемых спелеологией, необходима новая методология, объединяющая методы геоэкологии, спелеологии и археологии;

их потенциальная опасность намного выше, чем у естественных полостей, в связи с их концентрацией на обжитых (чаще всего урбанизированных) территориях, и интенсивно растет с увеличением числа объектов, изменением технологий и пр.

Несмотря на юность нового направления, непосредственно в его развитии также выделен ряд этапов (Ю.А. Долотов, М.Ю. Сохин, 2001). Первый (1910-1930-е гг.) связан с деятельностью И.Я. Стеллецкого, его сподвижников, изучавших заброшенные искусственные подземелья России. Второй этап (1940-1950-е гг.) представлен работами В.А. Обручева, А.Е. Ферсмана, Б.Н. Наследова, Б.А. Литвинского, М.Е. Массона, Н.А. Гвоздецкого и др. Третий этап (1960-1980-е гг.) характеризуется ростом специализации, когда Г.М. Гаприндашвили, К.Н. Мелитаури и др. обратили внимание на изучение культовых и жилых скальных пещер Грузии, впервые поставив вопрос о выделении самостоятельного научного направления. Публикуются работы по поиску подземных архитектурных сооружений (ПАС) В.М. Слукина. Исследованием подземных горных выработок (ПГВ), древних рудников занимаются Е.Н. Черных, Н.Н. Гурина, Я.И. Сунчугашев и др. Поиск, картирование антропогенных пещер спелеологическими методами проводят московская Группа краеведов-спелеологов (ГКС, 1960-1980-е гг.), Ленинградская Спелестологическая Партия (ЛСП, с 1980-х гг.) и др. Четвертый этап начался в 1990-е годы, когда в исследованиях антропогенных пещер возросли тенденции к комплексированию подходов, консолидации усилий исследователей разных направлений. В 1997 г. прошла Первая всероссийская спелестологическая конференция в г. Старица, позднее учреждено Русское общество спелестологических исследований (РОСИ). В настоящее время спелестологию целесообразно рассматривать как новое междисциплинарное научное направление на стыке геоэкологии, спелеологии и археологии.

Глава 2 «Геоэкологические подходы в спелестологических исследованиях» посвящена обоснованию объекта исследования, задачам систематизации, спелестологической безопасности, определению спелестологического потенциала, вопросам спелестологического картирования.

Систематизацию объектов предваряет вводимое автором определение объекта спелестологии, так как общепризнанного на настоящий момент нет. Изучение множества разнообразных подземных макрополостей, созданных человеком за длительную историю развития цивилизации, долгое время проходило в рамках относительно обособленных научных направлений. Устранение возникших несогласованностей возможно с использованием междисциплинарных подходов, прежде всего геоэкологических. Поэтому в определении исторические аспекты сбалансированы не менее важными для подземных макрополостей геотехническими: объектом спелестологии являются антропогенные пещеры, имеющие неудовлетворительный уровень инженерной защиты и (или) признанные или потенциально являющиеся культурно-историческими памятниками. Что предполагает четыре логически возможных варианта, связанных с антропогенной пещерой (АП), как геотехнической и социально-экологической системой, если памятники и потенциальные памятники для упрощения логической схемы рассматривать как одно множество (памятник):

I. АП имеет удовлетворительный уровень инженерной защиты, является памятником. Эту группу составляют многие известные объекты, такие как пещерный комплекс Троице-Сергиевой Лавры, Вардзиа и т. д.

II. АП имеет неудовлетворительный уровень инженерной защиты, является памятником - группа объединяет множество заброшенных или только обнаруженных, находящихся на этапе изучения подземных объектов, таких как катакомбные комплексы Москвы, ПАС средневекового Укека, Саратовской крепости, поволжские пещеры Уракова и Стенькина бугров и пр.

III. АП имеет неудовлетворительный уровень инженерной защиты и не является памятником - в эту группу входят в основном заброшенные (утратившие собственника) подземные геотехнические системы, историческая значимость которых на момент исследования отсутствует, но их опасное или относительно опасное состояние может негативно проявиться в виде возникновения соответствующих чрезвычайных ситуаций. Вследствие чего их изучение представляет не менее значимую задачу, чем исследование объектов двух предыдущих групп. Примером служат заброшенные подземные хранилища, дренажные штольни, каменоломни и т. п.

IV. АП не является памятником, но обладает удовлетворительным уровнем инженерной защиты (имеет ответственного собственника). Такие ПАС и ПГВ естественным образом выпадают из сферы спелестологии по причине их промышленного или иного использования в настоящее время (метрополитены и подземные автостоянки, военные и промышленные подземные комплексы и т. д.)

В определении объекта спелестологии было использовано изначально обширное русское толкование понятия «пещеры» по В.И. Далю. Поэтому под антропогенной пещерой мы понимаем любую подземную полость в литосфере, созданную в результате деятельности человека, обладающую размерами, доступными для посещения человеком (протяженность полости превышает размер поперечного сечения ее входного отверстия).

Данное определение позволяет провести формальное выделение спелестологических объектов из гигантского массива созданных человеком подземных полостей, используемых в настоящее время, а также провести систематизацию спелестологических объектов на основании выделенных трех групп (I, II, III) с учетом эволюции форм и процессов выработки подземных полостей.

Возрастающие масштабы освоения подземного пространства обеспечивают рост разнообразия форм, технологий освоения, численности спелестологических комплексов. Отдельные подземные объекты встречаются все реже, чаще формируются сложные системы, без которых немыслимо функционирование современного мегаполиса как природно-техногенной системы. Ее выводимые из использования по разным причинам подземные составляющие постоянно расширяют комплекс объектов, изучаемых спелестологией. Восприятие спелестологии как направления на стыке геоэкологии и археологии позволяет рассматривать в одном ключе данные по аналогичным объектам и массив «исторических» подземных сооружений.

Систематизация проведена с учетом гомологических рядов спелестологических объектов (эволюции основных форм подземных выработок, рассмотренных на примере культовых, погребальных сооружений и каменоломен). При выборе структурирующих признаков автор исходил из допущения, что форма выработки, функциональное назначение, временные параметры являются определяющими факторами не только для воссоздания функционально-временной модели (ряд форм являются «руководящими» для некоторых эпох), но и при определении устойчивости геологической среды.

Проведенная систематизация стала основой изучения вопросов спелестологической безопасности территории города, где под спелестологической опасностью понимается возможность (угроза) возникновения и развития негативных геоэкологических процессов, непосредственно связанных с наличием или ликвидацией спелестологического объекта, способных поражать людей, наносить материальный ущерб, разрушительно действовать на окружающую среду.

Рассмотрение ее подвидов для отдельных групп спелестологических объектов позволяет выделить на карте районирования контуры с однородным распределением внутри них значений выбранных показателей. Они при наложении друг на друга дают зоны концентрации рисков (геодинамического, геофизического и пр.) - зоны спелестологической опасности, являющиеся базой мониторинга опасных геоэкологических процессов и прогнозирования возможных чрезвычайных ситуаций. При совмещении опасностей (для Правобережья спелестологической и оползневой, данных на примере Саратова, для Заволжья - спелестологической и карстовой, пример - Иргизская спелестологическая область), общий ее уровень резко возрастает.

Рассмотрение спелестологических рисков, определяемых как произведение спелестологической опасности на ожидаемый ущерб, сложность расчета ущерба для заброшенных объектов вызвали необходимость введения спелестологического потенциала, под которым автор предлагает понимать возможность использования заброшенных ПАС и ПГВ для получения, сохранения и распространения культурно-исторической информации, возможного повторного хозяйственного использования (для III-й и части II-й подгрупп, при наличии доказательств отсутствия культурно-исторической значимости). Его определение связано с необходимостью проведения реконструкции ресурсных потребностей древних культур; восстановления культурно-исторических ландшафтов с констатацией произошедших геодинамических изменений. Поэтому в сложных геолого-геоморфологических условиях Саратовского Поволжья на современном этапе исследований основой его определения стали картографические методы. Автором предложены принципы спелестологического картирования, возможные формы спелестологических карт (приведены в табл. 1).

Таблица 1 - Возможные формы спелестологических карт

Глава 3 «Методика исследований» посвящена рассмотрению актуальных вопросов совершенствования системы поиска, возможностей синтеза географо-геологических, археологических и спелеологических методов изучения спелестологических объектов.

Автором предложен алгоритм геоэкологического комплексирования методов поиска на основе изучения изменения параметров литосферы (рис. 1). Первый блок объединяет этапы, связанные с методами ландшафтной локализации, эффективные для объектов, имеющих открытые входы (успешно использованы на Иргизских ПГВ, на открытых входах «Кудеяровой» спелестологической области). Они необходимы, но часто не достаточны для объектов, утративших контакт с земной поверхностью (как показал, например, поиск старых входов Кудеяровой пещеры). Для них используются дополнительные - геофизические и геохимические методы поиска, объединенные во втором блоке.

Рис. 1. Блок-схема методов поиска спелестологических объектов

Одной из проблем в изучении антропогенных пещер в настоящее время, вероятно, является отсутствие системного подхода (количество полученной информации о ней нередко зависит от уровня знаний первопроходцев - пещеры крайне уязвимые объекты). Методы исследования объектов разных подгрупп разнообразны. Их комплексирование (рис. 2) позволяет уменьшить неоднозначность интерпретации полученных данных, сохранить максимум информации.

1. Схема синтеза геологических, археологических и спелеологических методов изучения I и II групп спелестологических объектов

Рис. 2. Варианты схем синтеза методов изучения для первой и второй (1), а также третьей (2) групп спелестологических объектов.

Выбираемая схема синтеза методов изучения (фиксации) объекта, выбор отдельных методов зависит от степени доступности объекта (от полученных инженерно-геологических данных), его модели, экономической целесообразности, возможностей исследователя.

Глава 4 «Спелестологические области Саратовского Поволжья (объекты, зоны опасности, туристический потенциал)» содержит итоги применения разработанной автором методики поиска, дает представление о найденных объектах, впервые выделенных спелестологических областях Саратовского Поволжья, связанных с поселенческими и урбосистемами разного возраста (от Средневековья до новейшего времени), их особенностях, зонах спелестологической опасности. Рассматриваются возможные рекреационные зоны, сопряженные со спелестологическими поселенческими областями.

Автором приведена схема спелестологического районирования Саратовского Поволжья, дана краткая форма геологического и ландшафтного анализа территорий с выделением по культурно-географическому принципу трех новых спелестологических областей и двух подобластей.

Спелестологическая область «Саратов»

На ее территории помимо спелестологических объектов новейшего времени: фортификационных, коммуникационных и др. по культурно-географическим признакам можно выделить две отдельные подобласти, связанные с развитием двух урбосистем: Укек (расцвет приходится на XIII-XIV вв., поэтому формы и назначение подземных сооружений определялись культурными традициями Золотой Орды) и Саратовской правобережной крепости (подземные сооружения которой связаны с продвижением в Поволжье культурных традиций подземного строительства Московского государства). Два территориально близко расположенных центра данных урбосистем вызвали наложение культурных слоев при развитии Саратова. Это позволяет говорить о едином спелестологическом ландшафте, объединяющими факторами которого являются однотипность геолого-геоморфологического субстрата, спелестологических форм подземных сооружений новейшего времени, распространенных на территории всего современного города; общие формы спелестологической опасности, картирование которых, вероятно, рационально проводить на единой топографической основе, выделяя на ней две подобласти, относящиеся к культурам разного времени.

Увекская спелестологическая подобласть занимает юго-восточную часть Саратова - Увекское и южную часть Лысогорского поднятий, юг Саратовской котловины. Выделены производственные, погребальные, хозяйственно-бытовые, коммуникационные и, возможно, фортификационные подземные сооружения, а также горные выработки по добыче полезных ископаемых, представлявшие собой небольшие шурфы, штольни, пещеры по добыче глин, песчаника, другого минерального сырья (XIII-XVII вв.). Связь с поверхностью в большинстве случаев нарушена, при изучении требуется комплексирование методов.

Спелестологическая подобласть «Саратовская крепость» занимает северо-восточную часть Саратовской котловины. Выделены фортификационные, коммуникационные, хозяйственные спелестологические объекты XVII-XVIII вв. Коммуникации в виде системы подземных ходов изначально, вероятно, связывали опорные точки обороны города (часть которых составляли наиболее древние церковно-монастырские сооружения города).

На рис. 3 приведены зоны повышенной спелестологической опасности спелестологической области «Саратов», уровень которой определялся по принципу суперпозиции подвидов. Выделены как зоны весьма опасного уровня Соколовогорская и Увекская. Здесь наблюдаются все подвиды спелестологической опасности, к тому же сопряженные на Соколовогорском, Увекском и Князевском косогорах с повышенным уровнем оползневой опасности (специалистами кафедры геоэкологии СГУ отслеживаются опасные экзогенные процессы на выделенных полигонах). Соколовогорская зона захватывает историческую зону Саратовской крепости и Нагорной стороны, Увекская - включает памятники Увекского городища. С юго-запада от Соколовогорской зоны весьма опасный уровень снижается до опасного, связанного с фактами провально-просадочных явлений, провоцируемых подземными сооружениями конца XVIII-XX вв. старого Саратова. На Увекской спелестологической подобласти помимо зоны весьма опасного уровня зафиксирован выдел умеренно опасного уровня на юге Лысогорского плато. В итоге по спелестологической опасности на территории города выделены зоны умеренно опасного, опасного и весьма опасного уровней.

Рис. 3. Карта зон спелестологической опасности г. Саратова. Штриховка левой части диаграмм отражает общий уровень спелестологической опасности выдела, штриховка секторов правой - уровень ее подвидов; фон - взаимовлияние с иными видами геоэкологической опасности. Использована топ. основа обзорной карты города (Макаров В.З, Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н., 2002)

На территории Саратовского Поволжья автором также выделены «поселенческие» спелестологические области («Кудеярова» - по северо-западу Саратовской области, связанная с системой укрепленных пунктов позднего средневековья, «Ураков-Даниловская» - связана с подземными выработками на границе Саратовской и Волгоградской областей), а также продолжено изучение спелестологических объектов на р. Большой и Малый Иргиз, где Иргизская спелестологическая область объединяет Каменско-Варваровский и Бартеневский спелестологические блоки горных выработок, культовые подземные сооружения старообрядцев XVIII-XIX вв. (находившиеся в Саратовском Заволжье по северо-востоку области).

На территории «поселенческих» спелестологических областей автором разработаны и апробированы туристические маршруты для студентов специальности «Геоэкология» («Геоэкологические риски заброшенных каменоломен: Березово - Варваровка - Каменка - Ишковка», «Вишневое - Гремячка - Лох») и учащихся старших классов естественнонаучной, экологической направленности («По Кудеяровым следам», «Тайны Разинских гор»).

В Заключении приведены основные выводы:

Спелестологические объекты Саратовского Поволжья значительно различаются между собой по функциональному назначению, времени их создания, объемно-планировочным схемам. В их общем многообразии с учетом геоэкологических аспектов могут быть выделены три основные группы, систематизируемые по морфологическому функционально-временному принципу. Применение геоэкологического подхода в систематизации спелестологических объектов позволило значительно дополнить базис спелестологических исследований. Модернизированная система более эффективно применима для поиска и изучения заброшенных подземных сооружений и горных выработок.

На территории Саратова определены основные зоны спелестологической опасности, составлена карта спелестологической опасности, позволяющая выделить территории возможных чрезвычайных ситуаций, связанных с наличием спелестологических объектов.

Апробация методики комплексирования методов поиска и обследования спелестологических объектов на основе изучения изменений основных эколого-геологических (ресурсных, геохимических, геофизических и геодинамических) параметров литосферы позволила выделить на территории Саратовского Поволжья новые спелестологические области: Кудеярову, Ураков-Даниловскую, Саратов (с подобластями Укек и Саратовская крепость), уточнить объекты Иргизской спелестологической области.

Спелестологические объекты Саратовского Поволжья могут использоваться как элементы туристических маршрутов для студентов и учащихся старших классов. Составлены карты, позволяющие использовать наработанный материал при проведении студенческой полевой практики, экскурсий и исследовательских экспедиций студентов и школьников. Студентами кафедры геоэкологии СГУ под руководством преподавателей ведется специализированный мониторинг опасных экзогенных процессов на выделенных модельных полигонах.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Монография

2. Браташова, С. А. Антропогенные пещеры. Вопросы спелестологии на примере Саратовского Поволжья: [текст] / С. А. Браташова, А. В. Иванов. - М. : Макс-Пресс, 2007. - 220 с.

3. Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

4. Браташова, С. А. Методика построения карт спелестологической опасности на территории городов : [текст] / С. А. Браташова, А. В. Иванов // Проблемы региональной экологии. - 2007. - № 5. - С. 52-56.

5. Браташова, С. А. Взаимосвязь антропогенных подземных полостей и оползневых объектов (на примере поселений Нижнего Поволжья) : [текст] / С. А. Браташова, А. В. Иванов // Экология урбанизированных территорий. - 2007. - № 3. - С. 55-62.

6. Статьи, тезисы докладов и материалы научных конференций

7. Браташова, С. А. Каменоломенный промысел Саратовского Поволжья: подвиды геоэкологических опасностей, связанных с заброшенными подземными горными выработками : [текст] / С. А. Браташова // Проблемы синергетики и коэволюции геосфер: материалы Всерос. науч. симпозиума. - Саратов : Изд-во СИ РГТЭУ, 2008. - С. 108-111.

8. Браташова, С. А. Коэволюция литосферы и урбосферы планеты (аспекты глобальной спелестологии) : [текст] / С. А. Браташова, А. В. Иванов, И. В. Ильин // Проблемы синергетики и коэволюции геосфер: материалы Всерос. науч. симпозиума. - Саратов : Изд-во СИ РГТЭУ, 2008. - С. 260-264.

9. Браташова, С. А. Некоторые геоэкологические аспекты изучения антропогенных пещер Саратовского Поволжья : [текст] / С. А. Браташова // Доклады VIII международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», РГГРУ 10-13 апреля 2007 г. - М., 2007. - С. 216-219.

10. Браташова, С. А. Подземные хранилища хозяйственно-бытового и производственного назначения как важный геоэкологический фактор : [текст] / С. А. Браташова // Наука, власть и общество перед лицом экологических рисков и опасностей : сб. / под ред. Д. В. Михеля, А. В. Иванова, Т. Ю. Гроздовой. - Саратов : Наука, 2007. - С. 27-28.

11. Предварительные результаты эколого-геологических исследований модельного полигона в поселке Поливановка г. Саратова : [текст] / О. Д. Смилевец, С. А. Браташова [и др.] // Наука, власть и общество перед лицом экологических рисков и опасностей : сб. науч. мат-лов / под ред. Д. В. Михеля, А. В. Иванова, Т. Ю. Гроздовой. - Саратов: Наука, 2007. С. 36.

12. Браташова, С. А. Предварительные результаты изучения антропогенных пещер Саратовского Поволжья : [текст] / С. А. Браташова // Геологические науки - 2007 : материалы науч. межведом. конф. - Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2007. - С. 55.

13. Сингатулин, Р. А. Гибель Укека: геологический фактор (По материалам геолого-археологических исследований 2001-2006 гг.) : [текст] / Р. А. Сингатулин, А. В. Иванов, С. А. Браташова // Археология евразийских степей : материалы Учредит. съезда междунар. конгресса «Средневековая археология евразийских степей». - Казань, 2007. - Вып. 1. - Т. 1. - С. 196-203.

14. Браташова, С. А. Этимология феномена Кудеяра как результат взаимовлияния русского и татарского этносов : [текст] / С. А. Браташова // Народы Саратовского Поволжья: история, этнография и современность : материалы обл. науч.-практ. конф. - Саратов : Изд-во Торг.-пром. палаты Сарат. обл., 2006. - С. 166-170.

15. Браташова, С. А. К вопросу о планиграфии Укека : [текст] / С. А. Браташова // Археологическое наследие Саратовского края : сб. / под ред. А. И. Юдина. - Саратов : Научная книга, 2006. - Вып. 7. - С. 91-97.

16. Браташова, С. А. Оползневая опасность на юго-восточной окраине Саратова и полыньи как ее вероятный индикатор : [текст] / С. А. Браташова, А. В. Иванов // Недра Поволжья и Прикаспия. - Саратов, 2005. - Вып. 44. -- С. 59-64.

17. Иванов, А. В. Эколого-геологические аспекты гибели средневекового города Укека : [текст] / А. В. Иванов, С. А. Браташова, Р. А. Сингатулин // Недра Поволжья и Прикаспия. - Саратов, 2005. - Вып. 41. - С. 56-68.

Размещено на Allbest.ru