Искусственное ледообразование в горах - Шакиржан Касымов
Снегова́я ли́ния (3) — уровень земной поверхности, выше которого накопление твёрдых атмосферных осадков преобладает над их таянием и испарением.
Для формирования (4) полноценного горного ледника необходимо присутствие на склонах горы широких и глубоких котловин, в которых мог бы накапливаться фирн. И если нынешние климатические условия сохранятся (6), то к концу столетия в Заилийском Алатау останется всего лишь 10-15 процентов площади оледенения…. в среднем ледники Алтая (7) отступают 15-20 м, Жетысуского Алатау — 30-40 м, Заилийского Алатау-до 30 м в год. … ледник Центральный Туюксу в Заилийском Алатау, например, сократился на 500 тысяч м2 льда или на 13% от своей первоначальной площади. В предгорьях (Заилийского Алатау) осадков немного (10), до высоты 2500 м их количество растет до 1200 мм/год, далее, к гляциально-нивальной зоне осадки стабилизируются на уровне 900—1000 мм. Осадки выпадают летом, зимой всего 30-35 %. На леднике Туюксу (3,3 км²)…. за последние 60 лет оледенение сократилось на 41 %.... Туюксу (12)… состоящей из 10 глетчеров, которые образуют подковообразный цирк… Длина открытой части равна 3,5 км, ширина в районе цирка 1,5 км, в нижней части (язык ледника) 0,3-0,4 км, площадь открытого льда 3,1 км². Средняя высота снеговой линии в период 1973—1983 годов была равна 3040 м. Открытый конец ледника спускается до 3400 м. Толщина льда Туюксу в среднем равна 50 м, с максимумом до 100 м. Объём льда по состоянию на 1983 год около 150 млн м³. Ледни́к Шокальского (14)— долинный ледник в Казахстане, находится в бассейне реки Средний Талгар. Общая длина ледника составляет 4,7 км, площадь — 16,8 км². Объём льда равен 0,96 км³. Фирновая линия проходит на высоте 3900 м.
Площадь ледника Туюксу можно теоретически увеличить с 3,1 кв. км до более 10 кв.км, а ледника Шокальского с 16,8 до более 23 кв.км. Для этого можно построить дамбы (17) - (см. приложения –карты 1 и 2) высотой около 3 метров и длиной около 4,5 км и 8 км. Дамба в Туюксу будет проходить по горизонтали в 3700 м, а в районе Шокальского по горизонтали в 3600 м, т.е. выше средней снеговой линии. В образовавшейся искусственной емкости (не менее 6 и 6 км2) будет накапливаться фирн с последующим переходом в лед под воздействием солнечной радиации. Желательно сделать дамбу из бетона марки 300, толщиной 50 см. В начальной стадии большая часть осадков (70%) будет накапливаться в виде снега (900х0,70=630 мм). Примерный объем рабочей массы снега будет 6 000 000 м2 х 0,63 м=3,78 млн. м3. С учетом метельности в районе ледников этот объем будет выше (примерно в 1,5 раза, но будем держать его в уме). Так как в летнее время часть этого снега под воздействием солнечной радиации (в пределах 120 ккалкв. см тепла) (2), будет превращаться в талую воду, сток которой будет идти через специальные отверстия (диаметром 30-40 см) в дамбе на высоте 30-40 см от нижнего уровня дамбы. Для осуществления наблюдения за процессами ледообразования в районе дамбы с ее верхней части (с подходом с обоих сторон) следует сделать точку наблюдения с безопасными бетонными ступенями. Точка наблюдения должна быть выше дамбы на 40 см и перила 20 см. Сколько нужно точек наблюдения (но не менее одной) – решить в рабочем порядке. Точку наблюдения можно использовать и туристам для съемок местного пейзажа. Для высокой устойчивости дамбы ее надо укрепить бетонными ребрами (около 100 пар для дамбы у Туюксу)- (см.рис.1).
Средний многолетний годовой расход реки Малая Алматинка 0,32 м³/с, у метеорологической станции Мынжилки , а у города Алма-Аты 2,3 м³/с (11). Наличие около 100 отверстий (на 4,5 км дамбы) размером 30 на 40 см позволяет обеспечить сток не менее (0,30х0,40=0,012 м2 при минимальной скорости 0,05 мсек х100=0,6м3 /с. Из 3, 78 млн. куб. м осадков (в виде воды) может растаять и стечь -1,892 млн. куб м., а превратится в фирн и лед около 2 млн. куб. м осадков (т.е. 50% от выпавших за годовой сезон). Рабочий период физического накопления льда дамбой будет около 10-13 лет. В дальнейшем поведение льда в новых образованиях станет классическим, которое описано во многих статьях узких специалистов и натуралистов. Но видимо лед будет образовываться с обоих сторон дамбы, более интенсивно с северной. Как-бы появившийся ледник будет двигаться в сторону материнского. Так ли это будет на самом деле – практика покажет. В целом общее расположение дамб с северной стороны ледников является их исходным плюсом.
Среднегодовой расход воды реки Талгар у города Талгар 10,6 м³/с (13), данных по высокогорью –нет. Но поскольку мы затрагиваем только часть бассейна питания этой реки, связанной с ледником Шокальского, а также тем, что в районе будущей дамбы сток еще меньше в реку Средний Талгар (у Талгара), то видимо он будет в пределах 0,32-0,5 м³/с. Наличие около 170 таких отверстий (на 8 км дамбы у, как упомянуто выше позволяет обеспечить сток более 1 м³/с. Таким образом талая вода перед дамбами накапливаться не будет (при необходимости отверстия можно расширить или сузить), останется только снег, фирн и лед в разных пропорциях.
Примерная стоимость 1 кубометра бетона, уложенного и доведенного до требуемых стандартом качеств, в дамбе для Туюксу (и Шокальского) будет равна: а) стоимости бетона, б) работ по его доставке к месту назначения, в) объема спецработы (в т.ч. поддержание залитого бетона в теплом состоянии для затвердения примерно в течение 14 суток по разработанной в строительстве технологии) и) удорожания работ из-за высокогорья. Если примем цену 1 кубометра бетона марки 300 за 28 тыс. тенге (16), его доставку (или производство на месте из соответствующих компонентов) 14 тыс. тенге, объем спецработы на кубометр бетона -28 тыс. тенге, а также удорожание в размере цены бетона -28 тыс. тенге . Умножив эту сумму на объём необходимого бетона получить примерную цену
