Н. Франц
"Лабиринт"
ОЗЕРА И КАНАЛЫ КУЛОГОРСКИХ ПЕЩЕР
(Продолжение статей "Водичка в Кулогорах" - "ССА" № 2, 1999г.
и "Подземные водотоки в Кулогорских пещерах" - "ССА" № 4, 2001г.)
Летом 1980 года в Кулогорах произошло очень важное событие - был раскопан вход в пещеру,
которая впоследствии получила название "Троя" (смотри "Отрытие" Трои"
в ССА-4). Пещера оказалось огромной и интересной (на настоящий момент она является самой
длинной пещерой в Кулогорской СГС, суммарная длина ее обследованной части превышает 8
километров, и нет никаких препятствий для дальнейшего прохождения). Но самое главное - эта
пещера оказалась именно тем "недостающим звеном" в цепи наших представлений, которое
скрепило ее в нечто единое и понятное.
Надо ли говорить, что едва появилась возможность проникнуть в лабиринты Трои, мы сразу же
начали смотреть по мезоскульптурам стен и сводов, что там куда течет… Оказалось - все очень
логично: вода поступала снаружи через щели глыбового завала, в котором мы расчистили вход, и
текла вглубь массива и - генерально - на север. Еще одна питающая ветка подходила из Южного
района, от небольшой карстовой полости Архангельская и напорных каналов в зоне сифонной
циркуляции. Позже, в апреле 1985 года, сбойкой этой пещеры с системой пещер Кулогорская-1,2,
было доказано наличие еще одной питающей паводковой ветки - из района Море Глин в
Кулогорской-2. Все эти паводковые потоки, сливаясь, текли на север - к району Великие Озера
пещеры Троя. Таким образом, мы получили довольно цельную гидрологическую картину, которая
перешла из разряда гипотез в разряд доказанного фактами верного представления. Все три пещеры,
составляющие спелео-гидрогеологическую систему Кулогорская-Троя, в период весеннего паводка
Пинеги, поглощают ее воды, заливающие пойму на участке вдоль Кулогорского уступа (через
многочисленные поноры в его основании), отводят их вглубь массива и там формируют единую
систему параллельных транзитных потоков, текущих на север. Куда-то на север…
Так как все крупные пещеры Кулогорского спелеомассива имеют в глубине
"озерно-галерейную" часть, возник вопрос о существовании прямой гидрологической
связи между ними. Проще говоря, хотелось знать, сообщаются ли между собой все эти озера и
имеют ли единый уровень зеркала? Из многолетних наблюдений было известно, что уровни озер
колеблются: после весеннего паводка идет неуклонный процесс снижения уровней, осенью обычно
бывает новый небольшой подъем воды, а потом вода падает всю зиму, давая в марте - начале
апреля минимальные уровни в озерах и, соответственно, максимальную проходимость обводненных
ходов пещер. Узнать, имеют ли подземные озера в разных пещерах единый уровень, можно было
только одним способом - связав урезы воды разных озер в соседних пещерах нивелировочным ходом,
то есть - сделать взаимную высотную привязку уровней этих озер.
Поскольку, кроме выяснения особенностей подземной гидрографии и гидрологии, нас интересовал
еще и морфогенез наших пещер, то было решено охватить высотной съемкой все Кулогорские пещеры.
Одним из самых главных вопросов пещерной морфологии для нас тогда (как, впрочем, и сейчас) был
вопрос о наличии/отсутствии корреляции высотного положения лабиринтов всех Кулогорских пещер с
естественным уклоном участка водораздельной поймы от берега Пинеги до Шлюза перед Кулоем.
(Наличие небольшого уклона поймы - около 2 м на 5 км - было уже ранее доказано методом
инструментального нивелирования. Не очень, впрочем, точного…). Проще говоря, если наши пещеры
имеют такой же уклон, как и пойма, то их генетическая связь будет очевидна. Значит и возраст
пещер может быть определен возрастом этой поймы. Если же спелеосистема этого уклона не имеет,
то, значит, наши пещеры имеют совершенно другой генезис, и их связь с древним водотоком,
сформировавшим эту пойму, как минимум, не очевидна.
Для выявления уклона спелеосистемы необходимо было:
во-первых, связать все входные марки Кулогорских пещер единым высотным ходом на
поверхности, который желательно было бы, к тому же, привязать к какой-нибудь жесткой высотной
точке с известной абсолютной отметкой; таким путем мы получили бы высотные положения всех
марок в системе абсолютных отметок:
во-вторых, необходимо было оборудовать по всем магистральным ходам каждой из Кулогорских
пещер систему "жестких" точек - стенных высотных реперов, высотное положение каждого
из которых относительно входной марки должно быть точно определено методом гидростатического
нивелирования;
в-третьих, сделать высотную привязку всех необходимых точек в разных пещерах (уровни озер,
сечения ходов) к оборудованным высотным реперам, чтобы потом сравнить их взаимное высотное
положение и положение относительно профиля поймы.
И началась у "Лабиринта" великая эпопея с подземным гидронивелированием! Первый
гидронивелир был изготовлен из шланга с монометром. С его помощью было сделано нивелирование
пещеры Пехоровская в августе 1983 года. Он давал точность порядка 0,1 м на замер. Для пещеры
"речного" типа, вроде Пехоровской, такая точность могла быть достаточной, но для
задачи сравнения уровней соседних озер она явно не годилась. Поэтому в Кулогорах нужно было
делать более точное гидронивелирование, основанное на принципе "сообщающихся сосудов",
согласно которому уровни воды на двух концах заполненного водой шланга располагаются всегда
строго в одной горизонтальной плоскости. Сначала мы попробовали сделать такой гидростатический
нивелир из черного гофрированного полиэтиленового шланга с внутренним диаметром сечения,
примерно, 20 мм. Длина шланга была 30 м, а на обоих его концах были прикреплены куски
прозрачного шланга, какой применяют в аппаратах машинного доения на колхозных фермах нашей
необъятной Родины. Ну, и намучились же мы тогда с этим шлангом! Во-первых, он имел слишком
большой внутренний диаметр и длину, и, соответственно, в него помещалось несколько литров
воды. А это - вес, который надо тянуть по извилистым ходам. Плюс трение. К тому же,
полиэтиленовый шланг оказался недостаточно жестким, и на нем образовывались "барашки",
по которым шланг перегибался, нарушая обязательно необходимую "сообщаемость сосудов".
Из-за всего этого работать с таким гидронивелиром оказалось весьма неудобно. В итоге, мы с его
помощью привязали всего пару-тройку подземных высотных реперов.
Успешной и удобной оказалась модель гидронивелира с тонким "медицинским"
прозрачным шлангом, который в те годы можно было купить на "птичьем рынке" в
Ленинграде. В аквариумном ряду. Причем, там удалось купить шланг с внутренним диаметром всего
в 3мм! Благодаря такому малому радиусу, этот шланг был жестче обычного (такого, как на
больничных капельницах), не так легко перегибался на "барашках", и в него
требовалось заливать совсем небольшое количество "рабочей жидкости". В качестве
последней, кстати, мы стали использовать не воду, а разведенный спирт или водку, которые
обладали меньшей вязкостью и не замерзали на северном морозе при нивелировании в
переохлажденной части. Единственный недостаток такого тонкого шланга - уровни на его концах
стабилизируются довольно медленно. Как раз эта "замедленность" в работе нивелира и
породила "всенародную нелюбовь" спелеологов к гидронивелированию, - было очень
холодно лежать и дожидаться, пока проклятый мениск в прозрачной трубочке наконец-то замрет, и
можно будет рисовать карандашом на стенке отметку его уровня! К тому же все отрезки между
соседними реперами проходились дважды - туда и обратно. А если результаты не сходились с
точностью до полусантиметра, то нивелировщики шли и по третьему разу! Но народ терпел и делал
это трудное дело. В результате титанических усилий "лабиринтовцев" за несколько лет
системой высотных реперов были охвачены все три пещеры спелеосистемы Кулогорская-Троя и пещера
Водная. А наш топограф Валера Лускань сделал инструментальную высотную привязку всех входных
марок к государственному реперу Кулогорского водомерного поста. Так мы получили отметки
подземных реперов в государственной системе высот, то есть в абсолютных отметках.
Но едва ли не самый важный результат гидронивелирования мы получили чуть ли ни в самом
начале этого весьма продолжительного процесса. Причем - совсем неожиданно для себя! Когда мы
затевали эту работу, то полагали, что основные трудности ждут нас на "суше" - в
привходовых частях пещер, где нет воды, и придется идти с отметками по стенам (в этом
отношении самой трудоемкой пещерой оказалась К-1, где вообще очень мало воды). А потом, когда
мы дойдем до озер, которые, несомненно, сообщаются между собой через сифонные каналы и потому
имеют единый уровень зеркала, достаточно будет просто шлямбурить репер в любом нужном месте
над водой и привязывать его к уровню водной поверхности. Но - увы! Уже первые два озера в
пещера К-2 показали наличие разницы между их уровнями в несколько сантиметров. Перепроверили -
так и есть. Пошли дальше через Море Глин. Там, где между соседними водоемами был соединяющий
рукав, вода, естественно, имела единое зеркало, но там, где озера разделяла грунтовая
перемычка всего-то в пару метров, уровни в них практически всегда отличались хотя бы на
несколько сантиметров! И самое интересное, что оба эти "несогласных" уровня в соседних озерах постоянно изменялись - падали, но с разной скоростью! Получалось, что почти каждое подземное
озеро живет своей индивидуальной "жизнью", отличной от "жизни" даже самых
ближайших "соседей"! Это было сюрпризом, который, к тому же, надо было еще и как-то
объяснять…
Типизация подземных озер в Кулогорских пещерах
Что мы считаем "подземным озером"? У нас, в Кулогорах, таковым можно назвать
заполненную водой котловину любой формы, линейные размеры которой в плане выражаются
величинами от нескольких метров (скажем, от 5 метров), а по глубине - от 0,5 метра (конечно,
большой по площади, но мелкий водоем мы тоже вполне "законно" можем называть озером).
Мелкие водоемы с небольшой площадью зеркала принято называть "лужами", что вполне
справедливо как под землей, так и на ее поверхности. А такие же небольшие, но сравнительно
глубокие водоемы можно называть "ванночками" или "озерками". В настоящей
статье мы будем говорить именно об "озерах", хотя и "лужи", и
"ванночки", естественно, тоже могут быть отнесены к тому или иному перечисленному
ниже гидрологическому типу.
Гидронивелированием Кулогорских пещер мы начали заниматься в 1984 году, тогда же были
начаты регулярные наблюдения за уровнями подземных озер, которые мы просто называли
"режимными гидрологическими наблюдениями". Эти наблюдения были неплохо продуманы и
делались в "системе". В пещерах К-1, К-2, К-4 (Водная) и К-13 (Троя) было
запланировано оборудование более 30 постов режимных гидрологических наблюдений. Почти все они
были оборудованы, как правило, жесткими стенными высотными реперами, мерными рейками и
"максимально-минимальными поплавками" (о них лучше рассказать отдельно). Фактически
за прошедшие годы более или менее регулярные наблюдения велись на 22 подземных водомерных
постах. Регулярность измерений на том или ином посту определялась многими факторами, в том
числе - рабочими планами и подземными маршрутами конкретных экспедиций, физической
доступностью участков пещер (закрытые сифоны, ледяные пробки на входе в пещеру и т.п.).
Режимные гидрологические наблюдения позволили нам проследить динамику изменения уровней
различных пещерных озер, как в летнюю, так и в зимнюю межень. По особенностям этой динамики
удалось выделить следующие типы подземных озер в пещерах Кулогорской СГС:
|
"Динамичный тип" - озера с подвижным зеркалом. Уровень никогда не
стабилизируется, непрерывно падает - вплоть до полного ухода воды из озерной впадины. Эти
озера, предположительно, имеют прямую гидрологическую связь с каналами зоны сифонной
циркуляции, через которые и происходит их разгрузка. Вода из озерного ложа уходит, вытекает,
просачивается вниз, то есть вертикально.
К этому типу могут быть отнесены, например: озеро сразу на входе в К-2, а также
гидрологически связанная с ней вода в Ближнем сифоне, озеро в зале Аллигатор, озеро
Водохранилище, в которое "впадает" Кулдарьинский канал (все - в К-2); Южное и
Северное Лагерные озера в зале Сифра в К-4 (на фото - Южное Лагерное Озеро в пещере К-4).
"Фильтрационный тип" - озера с замедленной динамикой изменения уровня. В
межень их уровни падают, но гораздо медленнее, чем у озер "динамичного типа"
(уровень такого озера заметно отстает в своем падении от "динамичного соседа"),
нередко - постепенно замедляясь, почти до полной стабилизации уровня на какой-то отметке.
Такие озера, предположительно, не имеют вертикальной связи с нижележащими сифонными каналами и
разгружаются по горизонтали - в соседние озера "динамичного типа". Вода из них медленно фильтруется горизонтально через разделяющую озера естественную плотину, сложенную
слабопроницаемыми водно-механическими отложениями. Движение воды через плотину возникает в
результате возникновения высотного градиента между зеркалами соседних озер: более динамичный
уровень постоянно "убегает вперед" (вниз), обеспечивая этот перепад уровней.
Стабилизироваться уровень в озере "фильтрационного типа" может в случае достижения
им горизонта (порога) в теле плотины, сложенного водоупорными отложениями (глина). Тогда это
озеро становится подвешенным.
Таких озер нам известно не так много, но они встречаются, например, в Море Глин в пещере
К-2.
"Подвешенные озера" - озера, у которых все дно вмещающей их котловины сложено
водоупорными отложениями, что исключает сброс воды, как в каналы зоны сифонной циркуляции, так
и в соседние озера "динамичного типа". Их уровень однажды (после окончания паводка)
стабилизируется на какой-то отметке, и после уже практически не изменяется (или почти не
изменяется - пара миллиметров за месяц).
Самый яркий пример "подвешенного" озера - это обводненный ход Большая Вода перед
Дальним Лабиринтом пещеры К-1. Уровень воды в этом вечно полузакрытом сифонном ходе всегда
один и тот же - как в летнюю, так и в зимнюю межень.
Два первых типа - это те озера, от которых зависит сезонная проходимость обводненных ходов.
Третий тип - самый неприятный, сифоны в таких ходах остаются закрытыми всегда! Что, конечно,
печально для нас - в смысле возможности их прохождения. И как раз эта весьма неприятная
особенность "подвешенных" озер послужила основанием для совершения нами небольшого
открытия "кулогорского масштаба". Но - все по порядку…
|
Типы озер в Кулогорских пещерах: 1 - "динамичный тип" с
вертикальной разгрузкой в каналы зоны сифонной циркуляции; 2 - "фильтрационный тип"
с горизонтальной разгрузкой через толщу рыхлых отложений в соседнее озеро с более низким
уровнем; 3 - "подвешенное озеро" - вся озерная впадина сложена водоупорными
отложениями, меженной разгрузки нет, уровень воды постоянный. |
Большой Сифон и Кулдарьинский Канал
И текли, куда надо, каналы,
И в конце, куда надо, впадали!
В. Высоцкий |
Когда в 1985 году гидронивелирование и режимные гидрологические наблюдения показали, что
озеро перед Большим Сифоном в К-2 является подвешенным, а ближайшее к нему озеро в марте
обычно имеет уровень на 30-60 см ниже и относится к "динамичному типу", то у нас
сразу же возникла простая идея - спустить воду из Большого Сифона. В случае падения уровня
воды в этом озере хотя бы на треть метра, закрытый сифон вполне мог бы превратиться в
полузакрытый сифон, для прохождения которого вполне достаточно было бы иметь не акваланги, а
обычную герметичную гидру (по грубой прикидке, каменный свод хода располагается всего на 15-20
см ниже уреза воды). И если знать, что в паводок в этот сифон уходит огромное количество
"транзитной" воды, то идея его откачки любому покажется весьма перспективной.
Между озерами Большой Сифон и Водохранилище (так мы назвали водоем, который должен был
принимать сбрасываемую воду) существует большая сухая перемычка, вмещающая в себя зал
Платформа и тоннели с двух сторон от него. Длина этого сухого участка составляет, примерно,
70 метров. Пол там всего на пару десятков сантиметров выше уреза воды в Большом Сифоне, но
перед самым Водохранилищем тоннель перегораживают два больших конуса, сложенных суглинками и
доломитовым щебнем. Высота этой естественной дамбы в самом низком месте составляет около метра
над урезом воды в сифоне. В общем, прокопать "канавку" через весь этот "горный
рельеф", чтобы сбросить воду, было бы весьма и весьма трудоемко. Именно поэтому мы решили
пойти другим путем - откачать воду с помощью всем известного способа, каким люди часто
пользуются, чтобы, например, отлить немного бензина из бензобака автомобиля.
Итак, идея была проста: мы протягиваем между озерами длинный шланг, предварительно
заполненный водой, концы которого погружаем в холодные воды обоих водоемов; затем мы вынимаем
пробки из концов шланга, и вода, влекомая законом физики, потечет по нему вверх - до перевала
между конусами, а потом - вниз, в озеро Водохранилище. Рельеф, по которому будет проложен шланг,
не играет почти никакой роли, тут важно, чтобы уровень одного из водоемов был хотя бы немного
ниже другого. Кажется, такое простейшее "устройство" называется "сифоном"
и неоднократно применялось мной лично, например, при смене воды в комнатном аквариуме. Теория
и личный жизненный опыт говорили в пользу проведения такого эксперимента.
Были специально куплены несколько толстых резиновых шлангов длиной по 10 метров, имеющих
диаметр внутреннего сечения около 30 мм. Для соединения их в одно целое были сделаны железные
трубки-штуцеры. Весной 1986 года мотки толстых шлангов были заброшены в зал Платформа. А в
первых числах апреля туда забросилась группа "лабиринтовцев" в составе Николая
Франца, Дорониной Елены, Поповой Светланы, Кабанихина Александра и Третьяковой Маргариты.
Эксперимент со шлангом являлся лишь частью экспедиционной программы. Предполагалось
"запустить" механизм откачки Большого Сифона в самом начале экспедиции, чтобы к ее
концу уже получить хоть какой-то результат, в идеале - открытый сифон. Ясно, что скорость
падения уровня в озере Большого Сифона зависела, в первую очередь, от дебита откачки и от
площади спрятанного от нашего взора зеркала водной поверхности по ту сторону сифона. Мы
надеялись, что там, возможно, не столь уж обширные водные пространства, что позволит нам
добиться желаемого результата в разумные сроки - то есть, примерно, за одну неделю.
Мы развернули мотки шлангов, соединили их штуцерами, и протянули эту длинную резиновую
кишку "от моря и до моря". Затем мы довольно долго заполняли шланг водой (это
оказалось не так просто, как представлялось в теории). И вот - исторический момент: в обоих
водоемах, прямо под водой, из концов шланга вынимаются заглушки и… и… И ничего интересного не
происходит! Вода почему-то не желает течь по шлангу из Большого Сифона в Водохранилище! Хоть
убейся! Вопреки всем замечательным теориям и богатому аквариумному опыту! Повторные
заливки-прокачки тоже ничего не дали…
В результате "шлангового" эксперимента родилось немало новых физических и
метафизических теорий, хоть как-то объясняющих этот наш грандиозный неуспех, но мы не будем их
здесь перечислять ввиду полной неактуальности на сегодняшний день.
Безуспешность эксперимента отнюдь не стала для нас причиной уныния, и в недрах отважного
спелеоколлектива родилось весьма смелое решение - не отступать от задуманного и все-таки
спустить лишнюю воду из Большого Сифона, прокопав для этого рукотворное русло между озерами!
Если учесть, что такой объем работы вообще не планировался, то решение, действительно, было
смелым. К тому же эти землеройные работы совершенно не были подкреплены технически, - у нас
была всего одна лопата. Поэтому холодную, вязкую, мокрую глину копали всем, чем только могли -
голыми руками, крышкой от котелка, плоским куском доломита. Работы, кроме этого рытья, было
навалом, в частности - топосъемка в районе Перевала Фенимора Купера в Трое, поэтому копали
"в свободное от основной работы время". Также на этих каторжных работах каждый день
"лопатил" дежурный, обязательно остававшийся в ПБЛе "для отдыха".
В общем, за несколько дней работы канал длиной в полсотни метров был прокопан. Он
протянулся от южного берега Большого Сифона до самого "поперечного хребта" конусов,
перегораживающих тоннель перед самым Водохранилищем (до него оставалось всего-то 6-7 метров,
занятых, к нашему сожалению, высокой дамбой!). Было ясно, что прорыть каньон метровой глубины
через это препятствие будет гораздо труднее, чем пройти весь предыдущий участок…
И тут случилось чудо! Едва мы подвели воду по каналу к краю конуса, как она вдруг начала
поглощаться под него, делая это с довольно громким журчанием и явным удовольствием! Видимо,
конус в нижней части был сложен проницаемым для воды доломитовым щебнем, что и спасло все
наше, довольно авантюрное, мероприятие. Вода в Водохранилище замутилась, доказывая тем самым,
что сброс происходит именно туда, куда и планировалось.
Отликовав первую победу, мы принялись расширять и углублять уже готовое русло канала,
стараясь тем обеспечить больший расход протекающей по нему воды. Вскоре по каналу потек
настоящий ручей с расходом, порядка, двух десятков литров в секунду. Этот поток с громким
журчанием уходил в понор в 5 метрах от нашей палатки, поэтому засыпали мы в тот вечер как
будто на берегу горного ручья…
Чудо кончилось где-то под утро… Когда мы проснулись на следующий день, то в зале Платформа
стояла обычная тишина, нарушаемая только глухим шлепаньем капели в песок. Первое предположение,
что ручей за ночь так понизил уровень воды в Большом Сифоне, что русло канала полностью
обсохло, к нашему большому сожалению, не подтвердилось. Русло было по-прежнему полно водой, но
вода в нем стояла неподвижно! Это могло означать только одно: поток притащил с собой
достаточное количество нерастворимого осадка и заилил им все водопропускные щели в толще
щебня под конусом. Проще говоря, понор и следующие за ним щели замыло глиной! Попытки
прочистить место поглощения ничего не дали, - видимо, глиняная пробка сидела где-то глубже.
Тем не менее, за одну ночь работы канала уровень в Большом сифоне смог понизиться на целых
полтора сантиметра (насколько я это сейчас припоминаю!). Вода в Водохранилище тоже поднялась
сантиметров на пятнадцать-двадцать. К сожалению, вечером мы не стали сразу измерять расход
потока в канале "методом поплавков", собираясь сделать это на следующий день.
Сопоставив суточный дебит водотока с понижением уровня в сбрасываемом водоеме мы смогли бы
довольно точно определить суммарную площадь его (водоема) зеркала. Но даже по самой грубой
глазомерной прикидке расхода получалось, что за сифоном есть еще около 300 кв. м свободного
зеркала. Но самое главное - задача сброса Большого Сифона приобрела вкус доступной реальности,
ведь падение уровня на несколько сантиметров в сутки позволит достичь вожделенного спада в 20
см всего за неделю-две! И для этого необходимо-то всего лишь прорыть глубокую канаву через
сыпучие конуса, углубить русло на всем протяжении канала и хорошенько укрепить все это,
например, дощатой крепью. Увлекательная перспектива, которой, увы, до сих пор так и не удалось
реализоваться.
Прорытый тогда нами канал мы решили назвать Кулдарьинским. А теперь и тоннель между озером
Большого Сифона и залом Платформа называется Кулдарьинский Канал.
(В марте 2002 года, при попытке сквозного прохождения пещер К-1 и К-2 по Малому
Кулогорскому Кольцу, группой питерских спелеологов во главе с Олегом Петровым наблюдалось
наличие течения в Кулдарьинском канале. Расход воды был небольшой, но канал все-таки работал
именно так, как нужно - сбрасывал часть воды из Большого Сифона в Водохранидище! Видимо, с
годами вода вновь промыла глинку под конусом, восстановив утраченную водопоглощающую функцию
понора. Может, стоит прочистить изрядно подзамытое русло канала - "чтоб сказку сделать
былью"?).
Мычковский канал и заслуженное чудо
К 1987 году "Лабиринт" полностью "отработал" топографически всю
"ближнюю" часть пещеры Троя - вплоть до Перевала Фенимора Купера, от которого
начинается огромный и сильно обводненный Район Великих Озер. Дальнейшие возможности работы в
этом районе пещеры сильно ограничивались его доступностью всего 2-3 зимних месяца в году
(сифоны), а его удаленность от входа требовала от топосъемщиков слишком больших затрат
физических сил на подходы-отходы к месту топосъемки. Единственным подходящим местом для
устройства ПБЛ являлся сам Перевал - верхняя плоскость обрушившегося когда-то огромного
гипсового блока, где было сухо и довольно высоко, но палатку можно было пристроить только
наклонно, что доставляло немалые неудобства ночью. Вот в связи с этими объективными
"тормозами" в исследовании Трои нами тогда было принято решение сконцентрировать
основные усилия "Лабиринта" на пещере Водная (К-4).
|
Северный Меандр в пещере Водная.
Фото Инго Дорстена |
Программа исследований в Водной была комплексной, то есть многосторонней. Конечной целью
было составление "Атласа тематических карт", в котором должны были быть отражены
результаты всех направлений исследований, вся или почти вся полученная нами научная информация.
Естественно, для составления любой тематической карты нужна, прежде всего, хорошая
топографическая основа, поэтому первоочередной задачей было картирование всей пещеры. Надо
сказать, что на тот момент пещера Водная была уже почти полностью отснята Карстовым отрядом и,
частично, ленинградскими спелеологами. Недоработанными остались только участки, осложненные
периодическими сифонами и потому, естественно, не всегда доступные. В частности, "сильно
обводненные перспективы" оставались в Южном районе, где некоторые сифонные участки были, вроде
бы, когда-то давно однажды пройдены ленинградцами. Мы пришли туда позже, но перед этими
полузакрытыми и закрытыми сифонами были столь же безоружны, как и наши предшественники. Погоду
в Южном районе К-4 делали уровни воды, а не наши энтузиазм, снаряжение или спелеоопыт.
Гидронивелирование системы опорных высотных реперов в Водной показало наличие в этой пещере
подземных водоемов различных типов, в том числе - большого подвешенного озера Беломорье
(точнее, не озера, а полностью обводненного лабиринта, состоящего из широких ходов разной
высоты). Об этом обводненном районе можно рассказать многое, но пока ограничимся упоминанием
того, что сюда уходила вся паводковая вода, пришедшая из разных питающих веток от поноров,
лежащих в основании уступа на его участке напротив пещеры. И вся эта вода уходила в Большой
Сифон пещеры Водная - точно так же, как это происходит с Большим Сифоном пещеры К-2. Но особый
"шарм" гидрологической ситуации придавало наличие всего в 30 метрах от
"побережья" Беломорья небольшого водоема "динамичного типа", уровень
которого в самую зимнюю межень был ниже на добрых 30 сантиметров! Это крошечное озерко было
началом обводненного хода Северный Меандр, заканчивающегося сифон, через который весной
приходил один из питающих паводковых потоков. Интересной деталью было также наличие между
этими соседними водоемами хорошо промытого сухого русла, сложенного крупным доломитовым
щебнем. Куски доломита имели характерный "шоколадный" налет, свидетельствующий о
том, что это русло существует в таком виде уже немало лет и регулярно работает, сбрасывая
"излишки" воды из Беломорья именно в Северный Меандр. "Живьем" этот
временный водоток никто из спелеологов никогда не видел, прежде всего, потому, что люди
бывали здесь в самую межень, когда уровни в озерах минимальные, и проходимо большинство ходов
пещеры. Естественно, к этому времени уровень воды в Беломорье уже всегда стабилизировался на
своей "константе", и бывший ручей выглядел обычным сухим руслом коричневого цвета
(единственным, кстати, такого рода в Кулогорах).
В общем, объективная гидрологическая картина вполне способствовала появлению у нас мысли о
сбросе уровня воды в Беломорье. Успех в этой затее мог позволить сделать более проходимыми
суровые полузакрытые сифоны, могли также открыться сифоны, весьма перспективные в плане
соединения Беломорья с обводненными ходами Южного района.
В августе 1987 года "Лабиринт", как обычно, проводил летнюю экспедицию. В планы
были включены работы по рытью канала в К-4. Русло прокопали довольно быстро - всего за пару
дней. Работа заключалась в очистке пола от крупного и мелкого щебня и укреплении осыпающихся
берегов русла. Но основную проблему составил все же гипсовый монолит пола, обнажившийся сразу
же под щебнем "шоколадного" сухого русла вблизи "беломорского берега (кстати,
то же самое было на Кулдарьинском канале в К-2). Судя по всему, именно эта гипсовая перемычка
служила водонепроницаемым препятствием, подпирающим воду в Беломорье. Не будь его, вода,
наверное, постепенно все равно пропилила бы себе проход в рыхлых отложениях, и уровень
подвешенного озера стабилизировался бы на более низкой отметке - примерно как в Северном
Меандре. Но гипсовый порог, увы, существовал, и поэтому нам пришлось долбить в нем туристским
топориком узкий желоб. Правда, на небольшом участке - всего-то полтора-два метра, а дальше
уровень монолитного пола понижался, и уже не было необходимости его углублять. Желоб в гипсе
имел небольшую глубину (около 3-5 см) и ширину, но этого было вполне достаточно, чтобы вода
по нему потекла в нужном нам направлении.
Обеспечив уверенную работу русла, мы воткнули на краю озера обычную пластмассовую линейку,
по которой засекли отметку уровня с точностью до миллиметра. Потом пришли туда ровно через 24
часа и снова сняли отметку по этой линейке. Оказалось, что за сутки вода в Беломорье упала
всего на 2 миллиметра! Расход воды в канале составлял, примерно, 1-2 литра в секунду - прежде
всего, из-за небольшой пропускной способности желоба в монолите. Поэтому мы продолжили
углубление и расширение русла канала, и вскоре расход потока значительно возрос, а суточное
падение уровня достигло 6 мм в сутки! Но к этому моменту экспедиция подошла к концу, и у нас
уже не было возможности дождаться, пока вода в Беломорье упадет настолько, чтобы открылись
сифоны.
|
Мычковский Канал близ Беломорья. Июль 2004 г.
Фото С. Сорокина |
Далее, в экспедициях зимы 1987/1988 г.г., мы работали в К-4, углубляя и расширяя русло
канала, что позволило понизить уровень сначала на 8 см, а потом - на 11 см относительно
первоначальной "константы". И на этот раз "запланированное чудо"
произошло: вода в озере понизилась, открыв сифоны и сделав проходимыми ранее недоступные для
нас ходы! Что позволило соединить топосъемкой Беломорье с Южным районом, увеличив тем самым
суммарную длину пещеры до 2,5 км. Но еще более интересной оказалась гидрологическая картина:
паводковые потоки из Южного района тоже впадали в Беломорье, как и все остальные, приходящие
из других веток пещеры. Так выяснилось, что Беломорье является самым крупным гидрологическим
узлом пещеры Водная, собирающим все известные нам паводковые водотоки воедино и отправляющим
все это огромное количество воды через закрытые сифоны куда-то на северо-восток, вглубь
карстового массива.
Читатель вправе спросить, почему же канал называется Мычковским? Ответ довольно прозаичен.
Просто наш друг и товарищ Леня Мычко принимал самое активное участие в строительстве этого
"гидротехнического сооружения", не пропустив ни одной экспедиции. Его личный вклад в
это дело трудно было переоценить, поэтому чье-то предложение увековечить имя "главного
землекопа пещеры Водная" в названии канала ни у кого не вызвало возражений. Вот с тех пор
канал, да и весь ход, соединяющий Беломорье с Северным Меандром, называется Мычковским
Каналом.
Задачки с бассейном
Вспомним, дорогой читатель, курс математики из начальной школы. А именно - его самый
знаменитый раздел, воспетый во многих детских рассказах наших замечательных советских
классиков. Речь, конечно же, о так называемых "задачках с бассейном", которые
приходилось решать на заре школьной юности каждому из нас, без исключений!
Вот условие одной из таких задач.
Из бассейна неизвестной площади по трубе вытекает 0,01 куб. метра воды в секунду. Какова
площадь бассейна, если за сутки уровень воды в нем понизился на 1,2 м?
Решаем эту задачку - как настоящие школьники - "по действиям".
- Определяем суммарный объем воды, вытекший из бассейна за 24 часа:
0,01 куб. м/сек умножаем на количество секунд в сутках - 86400 сек и получаем = 864 куб. м.
- По полученному расчетному объему и величине суточного падения уровня воды в бассейне
определяем его площадь:
864 куб. м делим на высоту 1,2 м и получаем = 720 кв. м
Ответ: площадь бассейна равна 720 кв. м
Примечание. Прошу уважаемого читателя не принимать все вышеизложенное за
издевательство! Просто не всем из нас во взрослой жизни приходилось часто решать прикладные
задачи на вычисление площадей и объемов, поэтому будет, наверное, вовсе не лишним напомнить
этот простейший ход математических рассуждений и расчетов, чтобы каждый из нас одинаково
понимал нижеследующие "задачки", которые поставила жизнь.
Когда летом 1988 года "Лабиринт" вновь приехал в Кулогоры, то одним из
интересующих нас вопросов был: "А как там наш канал в К-4? Течет?"
Пошли к Беломорью и посмотрели… Результат впечатлил! Если учесть, что у нас в Кулогорских
пещерах до этого вообще не было ни одного нормального подземного водотока, то ручей шириной
около полуметра и глубиной около 15 сантиметров, несущий кристально прозрачную воду в сторону
Северного Меандра, смотрелся настоящим чудом, и именно как чудо нами воспринимался! Это было
потрясающее зрелище!
Надо заметить, что вода в тот год в пещерах была высокая, уровни везде стояли выше средних
августовских. Видимо, весенний паводок в тот год тоже был выше "обычного", вот вода в
Беломорье и не успела до августа достичь своего нормального "подвешенного" уровня,
отметка которого, к тому же, была нами несколько понижена с помощью Мычковского канала.
Мы опять воткнули на краю озера мерную линейку и сняли первый отсчет в миллиметрах.
На следующий день новый замер по линейке дал суточное падение уровня в Беломорье на 6 мм.
На этот раз мы решили определить еще и расход воды в Мычковском канале. Определяли, как
всегда, "методом поплавков", бросая в разные точки верхнего створа обыкновенные
спички и засекая по секундомеру точное время прохождения каждой из них участка до нижнего
створа. По десятку замеров определяли среднюю скорость течения на поверхности потока.
Вернулись в лагерь в логу возле пещеры Троя и там произвели необходимые расчеты по
результатам подземных измерений. Результат получился очень даже приличный - 34 л/сек. (Это
было много больше, чем мы до этого определяли "на глаз").
И тут мы начали решать ту самую "задачку с бассейном"…
- За сутки по Мычковскому каналу ("труба") из Беломорья ("бассейн") в
ытекло:
0,034 куб. м/сек х 86400 сек = 2937,6 куб.м воды
- Если за те же сутки уровень зеркала в озере понизился на 6 мм, то мы можем определить,
какова суммарная площадь всей системы подземных водоемов, имеющих прямую гидрологическую связь
с Беломорьем, но скрытую от нас за непроходимыми сифонами:
2937,6 куб. м / 0,006 м = 489600 кв. м
Признаюсь честно, получив такой "ответ" в нашей "задачке с бассейном",
мы подумали, что ошиблись в арифметических расчетах. Перепроверили все исходные данные, но
ошибки не нашли… И нам пришлось поверить, что расчетная площадь "свободного" зеркала
системы гидрологически связанных подземных водоемов, дренируемых Мычковским каналом, 7 августа
1988 года составляла почти полмиллиона квадратных метров или, другими словами, почти половину
КВАДРАТНОГО КИЛОМЕТРА! И если сравнить эту величину с площадью всей пещеры Водная, которая
составляет всего 6540 кв. метров, то придется поверить, что там, за Большим Сифоном пещеры
К-4, лежит огромная "озерная подземная страна", только акватория которой имеет такую
площадь, как 75 пещер размером с Водную! Понятно, что "метод поплавков" всегда дает
довольно сильно завышенную оценку скорости потока (потому что скорость на его поверхности
всегда самая высокая по всему сечению русла), но если даже уменьшить результат на треть, то
50 пещер типа Водной - это ведь тоже очень много! Это все равно в несколько раз превышает
площадь всех известных Кулогорских пещер, вместе взятых. Что уж тут говорить о суммарной
площади уже известных нам подземных озер в Кулогорских пещерах? Все на сегодня известные
обводненные ходы и залы-озера наберут вместе не больше 2-3 тысяч квадратных метров (зависит от
времени года).
Естественно, мы все равно усомнились в своих результатах и повторили гидрометрические
работы еще раз.
7.08.88г. - Sср.= 850кв.cм; Vср.= 0,4м/сек; Q= 34,18л/сек; DH= 6мм/сутки; Sрасч. зеркала = 489600кв.м.
9.08.88г. - Sср.= 626,27кв.cм; Vср.= 0,71м/сек; Q= 44,3л/сек; DH= 7,3мм/сутки; Sрасч. зеркала = 520968кв.м.
Как мы видим, скорость воды в Мычковском канале 9 августа даже возросла по сравнению с 7
августа, что связано, видимо с уменьшением поперечного сечения потока. Большим получился и
расход воды - 44,3 л/сек. Но расчетная площадь зеркала "бассейна" получилась почти
такой же (не стоит придираться к "мелочи", вроде 30 000 кв. м!). И тогда нам
пришлось все же поверить в то, что, прокопав Мычковский канал, мы, кроме прочего, смогли
косвенно доказать наличие в Кулогорах совершенно невообразимых по занимаемой площади подземных
пространств, вполне сопоставимых со знаменитыми подольскими лабиринтами вроде Озерной или
Оптимистической. Стало ясно, что пока мы только "откусили краешек" от гигантского
подземного лабиринта, пронизывающего Кулогорский спелеомассив…
Чтобы у читателя не возникло сомнений насчет достаточной объективности наших
гидрометрических измерений, привожу аналогичные данные, полученные нами по той же методике в
период с 1988 по 1991 год:
8.11.88г. - Sср.= 370кв.cм; Vср.= 0,22м/сек; Q= 8,14л/сек.
15.11.88г. - Sср.= 210кв.cм; Vср.= 0,21м/сек; Q= 4,4л/сек.
21.11.88г. - Sср.= 210кв.cм; Vср.= 0,18м/сек; Q= 3,8л/сек.
2.01.89г. - Sср.= 112кв.cм; Vср.= 0,2м/сек; Q= 2,2л/сек.
8.08.89г. - Sср.= 841кв.cм; Vср.= 0,22м/сек; Q= 18л/сек.
13.08.89г. - Sср.= 613кв.cм; Vср.= 0,28м/сек; Q= 17л/сек.
7.08.90г. - Sср.= 2230кв.cм; Vср.= 0,13м/сек; Q= 29л/сек.
12.08.91г. - Sср.= 535кв.cм; Vср.= 0,68м/сек; Q= 36,4л/сек.
Легко можно заметить, что поздней осенью, в ноябре, уже на спаде невысокого осеннего паводка, расход водотока в Мычковском Канале постепенно и закономерно снижался. В январе 1988 года его расход был уже незначителен, а к марту, помнится, русло обсохло совсем - вода в
Беломорье установилась на новой "константе". Августовские замеры последующих лет
также показывали приличный расход воды, абсолютные величины которого зависели, прежде всего,
от того, насколько высок в тот или иной год был весенний паводок. Чем выше было весеннее
подтопление пещер, тем больше требовалось времени руслу Мычковского Канала, чтобы сбросить
"излишки" уровня в подвешенном бассейне до "константы".
Итак, принимаем расчетную площадь нашего подвешенного бассейна равной "всего"
0,35 кв. км (поправка в сторону уменьшения ввиду неточности определения скорости воды
"методом поплавков"). Теперь попробуйте вообразить выложенный гладким кафелем
прямоугольный бассейн размером 350 м на 1000 м… Правда, трудно? На таком просторе можно не
только плавать, но и парусным спортом заниматься! Представить такое же по площади озеро,
спрятанное под землей, не позволит нам не только слабость воображения, но также и элементарные
знания геологии с сопроматом. Ясно, что "озеро", скромной частью которого является
Беломорье в пещере Водная, - это вовсе не обычное озеро, а огромный подземный лабиринт,
залитый водой, очень сложная система сообщающихся ходов и залов-озер. О том, какова суммарная
длина этого обводненного лабиринта, можно только гадать. Впрочем, нам можно попробовать решить
еще одну "задачку"…
Какова средняя ширина хода в наших Кулогорских пещерах? Этот общепринятый в спелеологии
морфометрический показатель обычно вычисляется очень просто: по топографическому плану
определяются площадь пещеры и суммарная длина всех ходов пещеры, а затем первое делится на
второе: Вср. = S/L сум.
Так, например, для пещеры Кулогорская-1 Вср. = 2,81 м, а для пещеры Кулогорская-5 - 2,72 м.
Примерно, такую же среднюю ширину имеют ходы Водной. В К-2 и Трое, где довольно много
залов-озер, этот показатель превысит 3 метра, но все равно вряд ли будет больше 5 м. (у меня,
к сожалению, сейчас нет под рукой точных данных по этим пещерам). И если даже допустить, что
в таинственном "Зазеркальном Лабиринте" средняя ширина обводненных ходов составляет
целых 5 метров, то мы уже можем вычислить кое-что интересное.
Из вышеупомянутой формулы легко выводится формула для определения суммарной длины:
L сум. = S /Вср.
Подставив в полученную формулу наши приблизительные исходные данные, получим: L сум. =
350 000 кв.м / 5 м = 70 000 м = 70 км
Вот такая арифметика получается! Хотите - верьте, хотите - проверьте, но согласитесь, что
результат этого очень грубого расчета выглядит довольно "аппетитно" с точки зрения
всякого нормального спелеолога?
|
Одно из Великих Озер пещеры Троя. Фото А. Ишенина |
Хотелось бы еще заострить внимание читателя на том нюансе, что вычисленная нами площадь -
это вовсе не площадь всех существующих за Большим Сифоном пещеры Водная полостей (и уж тем
более не всей Кулогорской спелеосистемы!), а всего лишь суммарная площадь свободного зеркала
всех имеющихся там водоемов, связанных между собой гидрологически. "Свободное зеркало"
- это открытая водная поверхность, над которой существует прослойка воздуха. В эту площадь не
входят как совсем сухие участки полостей, лежащие выше уровня зеркала, так и сифонные ходы,
полностью заполненные водой. И получается, что, в любом случае, истинная площадь всех пока
скрытых от нас лабиринтов никак не меньше этих расчетных величин. А это значит, что нам еще
есть, что открывать в Кулогорах!
Случай с Мычковским каналом позволяет нам выделить еще один тип подземных водоемов в
Кулогорах - подвешенный подземный бассейн. К этому типу мы теперь относим Беломорье (вместе со
всем его скрытым "Зазеркальем", а также систему водоемов, связанных с Большим
Сифоном пещеры К-2. Возможно, что самые дальние озера пещеры К-5 тоже относятся к этому типу,
но это пока не доказано режимными гидрологическими наблюдениями. Великие Озера в Трое, вполне
вероятно, не образуют подвешенного подземного бассейна, ибо по имеющимся данным уровни в этих
водоемах все время изменяются, что позволяет относить их к динамичному типу. Впрочем, озера
Трои еще настолько мало изучены, что делать какие-то выводы об их гидрологии было бы слишком
преждевременно.
Размышления о льдах |
|
|
|
Вариация на тему морфогенеза |
|