Лазерное сканирование рельефа. Фото: Андрей Зайцев
Первый этап рекогносцировочных экспедиционных исследований по маршруту Курагино — Урумчи в рамках создания транспортного коридора Россия — Монголия — Китай завершен. В ходе полевой работы в Республике Тыва ученые проанализировали рельеф и состояние экосистем на маршруте перспективной железной дороги. Главный предварительный вывод — необходимо скорректировать ряд изначально предложенных проектных решений.
Проект «Курагино — Такешкен» — это будущий Центрально-Евразийский транспортный коридор, который должен напрямую связать Центральную Сибирь с Западным Китаем через территорию Монголии. Эта железная дорога из Красноярского края в Синьцзян-Уйгурский автономный район КНР задумана как самый короткий сухопутный маршрут для развития экономического сотрудничества между тремя странами.
Чтобы оценить техническую возможность прокладки такого маршрута и понять, как минимизировать техногенное воздействие на природу, нужны комплексные полевые исследования. Для решения этой задачи РГО организовало международную экспедицию. Она проходит на территории Тувы и Монголии. В ходе российского этапа ученые на машинах высокой проходимости проехали около 300 км вдоль трассы, соединяющей город Кызыл с монгольским пограничным переходом «Цаган-Толгой». В состав исследовательской группы вошли инженеры-строители, геодезисты, сейсмологи, гидрологи, почвоведы и биологи.
Хребты Западного Саяна. Фото: Сергей Фадеичев
Они обследовали территорию в пределах 3 км от существующей автотрассы. Стационарные полевые лагеря ставились в заранее определенных точках, где располагаются уязвимые природные объекты и элементы инфраструктуры. Это позволило максимально эффективно использовать световой день для проведения работ.
Одна из главных задач экспедиции — выявить геологические риски по маршруту планируемой трассы. Для этого ученые отсканировали рельеф с помощью беспилотников и провели аэрофотосъемку потенциально опасных зон, таких как перевалы и ущелья у поселка Шуурмак. Понимание структуры и текущего состояния земной коры при сопоставлении с ретроданными позволит избежать ошибок при проектировании. Сейсмологи зафиксировали на маршруте серию тектонических разломов протяженностью от 7 до 20 км в районах поселков Целинное, Куран, Шуурмак, Самагалтай и Эрзин. Это говорит о том, что в будущем здесь может произойти землетрясение магнитудой до 6,5 и интенсивностью около 7 баллов. Ученые установили, что последнее сейсмическое событие произошло на этом участке приблизительно 500–1000 лет назад. Специалисты отмечают, что современные технологии позволяют избежать рисков от возможных подземных толчков. Дорожную насыпь можно сделать долговечной. Склоны полотна спроектируют пологими, чтобы земля не осыпалась при вибрации, а удерживающие стены укрепят сверхпрочной арматурой.
Чтобы понять, как поведет себя будущая железная дорога в сложном рельефе, проектировщики воспользовались уже готовым ориентиром — существующей автомобильной трассой. Вдоль ее оси была проведена геодезическая съемка — с помощью специальных приборов исследователи измерили высоты, уклоны и радиусы поворотов на разных участках. Благодаря этим данным мы видим все неровности пути: подъемы, спуски и изгибы. Это позволяет нам заранее выбрать, какой тип железной дороги строить на сложных участках. Мы можем наглядно сравнить варианты: продолжить транспортный коридор по земле, сделав насыпь или выемку, либо поднять дорогу над землей и построить эстакаду. Также эти данные помогают проверить, насколько хорошо выбранная конструкция подходит для поворотов трассы. Такой подход позволяет избежать дорогостоящих ошибок еще на этапе проектирования.
Сканирование рельефа. Видео: Андрей Зайцев
— Эта экспедиция — часть масштабного федерального проекта, направленного на проработку нового транспортного коридора Россия — Монголия — Китай, — отметил научный руководитель экспедиции, доцент кафедры «Путь и путевое хозяйство» Института пути, строительства и сооружений Российского университета транспорта (РУТ (МИИТ)) Андрей Зайцев. — Полевые исследования выполнены на трех стоянках: в Кызыле, близ Шуурмака и Эрзина. Собран материал по инженерной оценке, геолого-почвоведческим, геодезическим, гидрологическим и сейсмологическим работам, а также по биологическому разнообразию территорий, примыкающих к перспективному маршруту трассы. Итоговые выводы и рекомендации будут подготовлены после камеральной обработки данных, лабораторных анализов проб грунта и воды, а также моделирования природных и техногенных процессов.
На берегах Енисея и его притоков исторически сосредоточена большая часть населения региона, включая главные города — столицу Кызыл и Шагонар. По итогам осмотра местности ученые отметили, что сейчас прямое сообщение между южным и северным берегом реки отсутствует.
— Необходимо строительство моста через Енисей в городе Кызыл, — отметил участник экспедиции, главный специалист компании «Техпроект» Владимир Исаков. — Предварительно мы предложили два варианта прокладки перехода: участки в районе поселков Сукпак и Усть-Элегест.
Гидрологические работы по определению глубины русла и скорости течения воды с применением штанги и гидрометрической вертушки. Фото: Андрей Зайцев
Исследования показали, что вдоль автомобильной трассы преобладают песчаные, валунно-галечниковые и скальные грунты — они обеспечивают хорошую устойчивость откосов земляного полотна. Однако в районе Кызыла (первые 20 км) ученые обнаружили дефицит местных строительных материалов, что потребует их подвоза. Вдоль будущей железной дороги специалисты выявили слабые грунты: торфяники, смешанные органоминеральные отложения и рыхлые элювиальные породы. Под нагрузкой от поездов такие почвы могут проседать, поэтому при строительстве потребуются дополнительные меры по укреплению основания пути.
Специалисты изучили гидрологический режим рек, которые протекают вдоль маршрута. Эти данные лягут в основу расчета мостов и водопропускных труб. Одновременно ученые отбирали пробы воды для анализа — они помогут оценить агрессивность речной среды по отношению к бетону и металлу, а также послужат фоновыми показателями при экологическом мониторинге. Специалисты зафиксировали по маршруту водную и ветровую эрозию, обвалы и участки, где зимой могут образовываться наледи. Там, где реки подмывают берега, проектировщикам придется предусмотреть инженерную защиту: подпорные стенки, габионные конструкции, гибкие бетонные конструкции берегоукрепления, дамбы и сетчатые барьерные сооружения.
Геологические исследования. Фото: Андрей Зайцев
Поскольку планируемая трасса пройдет вдоль коридоров миграции птиц на юг, для ученых было важно изучить орнитофауну. Это нужно, чтобы понять, не нарушит ли дорога сложившиеся экосистемы. На обследуемом участке специалисты насчитали около 60 видов, среди которых горный гусь, сухонос, лебедь-кликун, степной орел, могильник, балобан, серый журавль и шилоклювка.
Республика Тыва — регион, где значительная часть населения занимается выпасом скота. Здесь разводят овец, коз, крупный рогатый скот, лошадей, яков и верблюдов, а обширные степные и горные пастбища составляют основу местной экономики и жизненного уклада. Для сохранения коридоров традиционного выпаса скота необходимо предусмотреть строительство экодуков и скотопрогонов — специальных труб или мостов, по которым звери и домашние животные смогут безопасно пересекать железную дорогу. Ученые отметили, что в районах некоторых населенных пунктов, вблизи перспективных станций и разъездов будущей дороги, есть скопление бытовых отходов. Необходимо будет их рекультивировать.
Ученые также обследовали небольшие, но важные для местного населения объекты. Так, в долине в 29 км от Кызыла расположен природный источник пресной воды Тос-Булак. На протяжении многих лет он обеспечивает водой жителей близлежащих сел. Именно поэтому при разработке маршрута строительства новой транспортной магистрали проектировщики рекомендуют проложить трассу в обход Тос-Булака. Такое решение необходимо для сохранения беспрепятственного доступа людей и животных к природному объекту.
— Мы завершили российский этап экспедиции и переходим в Монголию, — отметила директор Департамента экспедиционной деятельности и исследований РГО Наталия Белякова. — Комплексный подход и сотрудничество с монгольскими коллегами позволят нам в условиях сжатых сроков полевого выезда опираться не только на увиденное и исследованное в моменте, но и на накопленные данные. Так, у РГО и РУТ (МИИТ) — нашего головного научного партнера — за плечами опыт совместной работы по исследованию участка трассы Курагино — Кызыл в 2010-х. Имеющийся массив географических данных по линии перспективного транспортного коридора ожидаем и от монгольской стороны.
Проект реализуется специалистами РУТ (МИИТ), Института физики Земли РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова, Бурятского государственного университета, Сибирской пожарно-спасательной академии МЧС России, Института водных проблем РАН, компании «Техпроект» и «Лаборатории экспертиз». Ключевыми партнерами с монгольской стороны выступают Монгольское географическое общество и Институт географии и геоэкологии Монгольской академии наук. В числе участников экспедиции — представители Бурятского и Тувинского региональных отделений РГО. Поддерживает экспедицию фонд «Вольное дело», который основал российский предприниматель Олег Дерипаска.