{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 1

ა ნ გ ა რ ი შ ი მდ. ვარაზისხევის ხეობის ზედა ნაწილის ზოგადი გეოლოგიური, გეოფიზიკური და ჰიდრავლიკური კვლევა

დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებათა ინსტიტუტისა და სეისმური მონიტორინგის ეროვნული ცენტრი სსიპ ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტი ნუცუბიძის ქ. 77, 0177 თბილისი, საქართველო ტელ: (995 32) 231 76 24 ელფოსტა: Earthsciences@iliauni.edu.ge

დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებთა ინსტიტუტისა და სეისმური მონიტორინგის ეროვნული ცენტრის დირექტორის მოვალეობის შემსრულებელი თეა გოდოლაძე

თბილისი, 2018


სარჩევი ზოგადი გეოლოგიური შეფასება...................................................................................................... 2 გეოფიზიკური კვლევა........................................................................................................................ 5 შესავალი ........................................................................................................................................... 5 ელექტრული პროფილირება ........................................................................................................ 5 გამოყენებული აპარატურა და მეთოდები .............................................................................. 6 ელექტრული პროფილირება .................................................................................................... 6 კვლევის მიზანი ............................................................................................................................... 6 ჩატარებული სამუშაოები და მიღებული შედეგები ................................................................. 6 მდ. ვარაზისხევის წყალმოვარდნის 2D ჰიდრავლიკური მოდელირება ................................ 13 შესავალი ......................................................................................................................................... 13 მოდელირების სცენარი................................................................................................................ 15 რელიეფი ......................................................................................................................................... 19 სიმქისის კოეფიციენტი ................................................................................................................ 20 მდინარის ხარჯი ........................................................................................................................... 21 მოდელირების ზოგადი პარამეტრები....................................................................................... 22 მდ. ვარაზისხევის ჰიპოტეტური წყალმოვარდნის მოდელირების შედეგები................... 22 მოდელირების ვალიდაცია ......................................................................................................... 25 დასკვნა ................................................................................................................................................ 26

ილუსტრაციები ფიგურა 1: გეოლოგიური რუკა ......................................................................................................................... 2 ფიგურა 2: სიტუაციური სურათები ................................................................................................................. 3 ფიგურა 3: ელექტრული პროფილების განლაგება ........................................................................................ 7 ფიგურა 4: გმირთა მოედნის ქვეშ გვირაბიდან გამომავალი მდ. ვარაზი უერთდება გვირაბში არსებულ მდინარე ვერეს ........................................................................................................................ 13 ფიგურა 5: მდ. ვარაზისხევის მიწისქვეშა კოლექტორის მდებარეობის სქემა ......................................... 14 ფიგურა 6: მეწყრული პროცესის ილუსტრაცია (წყარო: LTU LIB და S. HILL) ............................................ 17 ფიგურა 7: 2015 წლის 13-14 ივნისის ნალექის კუმულაციური რაოდენობის კორელაცია მეწყრის დაძვრასთან ............................................................................................................................................... 18 ფიგურა 8: ბარნოვის ხიდი კორექტირებამდე და კორექტირების შემდეგ ............................................... 19 ფიგურა 9: სიმქისის კოეფიციენტის ზონები და მნიშვნელობები ............................................................. 21 ფიგურა 10: წყალმოვარდნის ნაკადის პირველი კონტაქტი საცხოვრებელ კორპუსთან ....................... 23 ფიგურა 11: წყალმოვარდნის ნაკადის სიჩქარეები (მ/წმ) საცხოვრებელი კორპუსების ეზოებში ........ 24 ფიგურა 12:მოდელირებული დატბორვის არეალის (ცისფერი) შედარება გარემოს ეროვნული სააგენტოს მიერ აგეგმილ მონაცემთან (ვარდისფერი) ....................................................................... 25

1


ზოგადი გეოლოგიური შეფასება მდ. ვარაზისხევი სათავეს იღებს მთაწმინდის ქედის ჩრდილოეთ ფერდობიდან და ჩრდილო-აღმოსავლეთის მიმართულებით, მდ. ვერეს ქვემო წელისკენ, მიედინება, დაახლოებით 100-იანი დაქანების მქონე ვიწრო კალაპოტში. გეოლოგიურად მთაწმინდის ჩრდილოეთ ფერდობი წარმოადგენს თაბორის ანტიკლინის ჩრდილოეთ ფრთას, რომელიც აგებულია ზედა და შუა პალეოგენური სედიმენტური ქანებით, კერძოდ: ზედა ეოცენური ე.წ თბილისის წყების მსხვილმარცვლოვანი ქვიშაქვებისა და მერგელების მორიგეობა; ქვედა ოლიგოცენური ხადუმის ჰორიზონტი - მუქი ნაცრისფერი კარბონატული ფიქლებრივი თიხებისა და ქვიშაქვის დასტების მორიგეობა; შუა და ზედა ოლიგოცენური მასიური ქვიშაქვებისა და მაიკოპის ტიპის თიხების მორიგეობა. ამ ქანების შრეების სტრუქტურული ელემენტები საშუალოდ დაქანებულია ჩრდილოეთით 30-450-ით. ნინო ჟვანიას ქუჩის ბოლოში, იქ სადაც მდინარე ვარაზი მეტნაკლებად ბუნებრივ პირობებში იმყოფება და არ არის მოქცეული მილში (კოლექტორში), მორფოლოგიურად ვიწრო, ღრმა ხეობაში მიედინება. მდინარე აქ მთაწმინდის ქედს პარალელურად მიუყვება და ოლიგოცენური

ასაკის

ქანებთან

შედარებით

მარტივად

ეროზირებად

ხადუმის

კარბონატულ თიხებში და ქვიშაქვებში ქმნის ასიმეტრიულ ხეობას. ხეობის ორივე ნაპირი ძირითადად გამომუშავებულია სწორედ ამ ქანებში. მისი მარჯვენა (სამხრეთი) ნაპირი დაახლოებით 25-300-ის დახრილობისაა და აგებულია ფერდობის მსგავსი დაქანების და მიმართულების თიხიან-ქვიშიანი ხადუმის ჰორიზონტით (35-400), მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ნაპირის ფერდობის საშუალო ჰიფსომეტრიული სხვაობა კალაპოტიდან 200-300 მეტრია. მდინარის მარცხენა ნაპირი შედარებით ციცაბოა და დაბალი, ჰიფსომეტრიულად 50-100 მეტრი მდინარიდან. აქ შრეები ნაპირის დაფერდების მართობულია, ფერდობი სამხრეთით, სამხრეთ-აღმოსავლეთით ეშვება, ხოლო შრეები - ჩრდილოეთით 300-ით არის

ფიგურა 1: გეოლოგიური რუკა

2


დაქანებული. შრეები ძირითადად წარმოდგენილია ხადუმის კარბონატული თიხებით და მასთან მორიგეობაში მყოფი ქვიშაქვებით, მას თანხმობით მოყვება შედარებით უფრო მდგრადი და მასიური ქვიშაქვები თიხის შუაშრეებით (ოლიგოცენი). მდ. ვარაზისხევის ზემო წელში მეწყრული და ღვარცოფული მოვლენების მოხდენის საშიშროების შესაფასებლად დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებათა ინსტიტუტის და სეისმური მონიტორინგის ეროვნული ცენტრის გეოლოგების მიერ განხორციელდა აღნიშნული უბნის ვიზუალური დათვალიერება, შესწავლილი იქნა ტერიტორიის გეოლოგიური რუკები, ციფრული სასიმაღლო მოდელები (Lidar DTM), მცირე სიმაღლიდან აერო ფოტო გადაღების საშუალებით შესაძლებელი გახდა ორთოფოტოს აგება. მასალების ანალიზის და საველე სამუშაოების შედეგად გამოვლინდა რამდენიმე დამეწყრილი უბანი.

სურ.G3

ჟვანიას ქუჩა

ჩამომეწყრილი ფერდი ვარაზისხევის მარჯვენა ნაპირზე

ფიგურა 2: სიტუაციური სურათები

ყველა ეს უბანი მდებარეობს მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ფერდობზე. პირველადი დათვალიერებით ისინი მიეკუთვნება ბლოკურად ცურვად (Block Slide) მეწყერთა ტიპს. ასეთი მოვლენის დროს ხდება ქვიური და ნიადაგის მასის დაცურება მის ქვემოთ მდებარე ქანის შრეების ზედაპირზე. მსგავსი მეწყრების განვითარების უმთავრეს მიზეზს 3


წარმოადგენს მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ნაპირის მორფოლოგია, მისი ამგები ქანების სტრუქტურული თავისებურებები, შრეთა ორიენტაცია და თიხიანი შრეების არსებობა. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ამ მონაკვეთში ფერდობის დაქანება შეადგენს 25-300-ს, ხოლო შემადგენელი შრეების დაქანება 35-400-ია. ბუნებრივი ან ანთროპოგენული ზემოქმედებით, ფერდობის ძირის ამგები ქანების ეროზირების ან ფერდის ხელოვნურად ჩამოჭრის შედეგად, ფერდობის ზევით მდებარე ქანთა შრეები რჩება საყრდენის გარეშე. ძლიერი წვიმის გამო აღნიშნული ქანების შრეთაშორისი არეები წყლით იჟღენთება და შესაბამისად მძიმდება, რის გამოც, საყრდენის არარსებობის შემთხვევაში, იოლად დაძვრადი ხდება. მსგავსი პროცესები დაიკვირვება ვარაზისხევის ზემო წელში. აღსანიშნია მთაწმინდაზე, კაკაბაძის ქუჩაზე, რამდენიმე წლის წინ მომხდარი კატასტროფა (2006?), სადაც მოხდა ანალოგიური გეოლოგიურ-გეომორფოლოგიური სურათის მქონე ფერდობის ძირის ხელოვნურად მოჭრა, რის გამოც ფერდობის ძირისკენ დაქანებულ ამგებ ქანებს გამოეცალა საყრდენი და დაიმეწყრა, შედეგად დაიღუპა 2 ადამიანი. ანალოგიური შემთხვევაა ვერეს ხეობის მეწყერი, რომელიც დეტალურადაა აღწერილი ჩვენსა და გარემოს სააგენტოს კვლევაში. იხილეთ https://ies.iliauni.edu.ge/?news=ახალდაბის-მეწრის-ანგარიშ&lang=ka და http://nea.gov.ge/uploads/slides/55acefac5dd4d.pdf ვარაზისხევის მარჯვენა ფერდობზე აღნიშნულ მდგომარეობას ამძიმებს, ასევე, ფერდობის შუა წელის ამგებ ქანებში გამოვლენილი ე.წ. ფლექსურული (მუხლისებრი) სტრუქტურები. აღნიშნულ მონაკვეთებში ამგები ქანები მკვეთრად იცვლიან დაქანების კუთხეს და ხშირად ვერტიკალურ საფეხურებს ქმნიან, რის გამოც ზედაპირზე არსებული გამოფიტული შრეები და ნიადაგის მასა გრავიტაციულად იოლად დაძვრადი ხდება. მსგავსი ფლექსურა დაფიქსირებულია საცხოვრებელი შენობის სიახლოვეს (იხილეთ რუკა ფიგურა 1, და სიტუაციური სურათები ფიგურა 2).

4


გეოფიზიკური კვლევა შესავალი გრუნტის ამგები ქანების ფიზიკურ-მექნიკური თვისებების გამოკვლევა გეოფიზიკური მეთოდებით საინჟინრო გეოლოგიის პრობლემების გადაწყვეტისათვის ერთ-ერთ უმთავრეს ამოცანას წარმოადგენს. ქანების დინამიური თვისებების გამოსაკვლევად შესაბამისი გეოფიზიკური კვლევის მეთოდის ამორჩევა მოითხოვს თავად პრობლემის ღრმა ანალიზს. არჩევანი უნდა შეჩერდეს იმ მეთოდზე, რომელიც მაქსიმალურად ზუსტად ასახავს გრუნტის მდგომარეობის საწყის მნიშვნელობებს და მოსალოდნელ დატვირთვებს (Kramer1996). შერჩეული საველე სამუშაოები გვაძლევენ საშუალებას განვსაზღვროთ აღნიშნული პარამეტრი უშუალოდ ადგილზე, ქანების ბუნებრივ მდგომარეობაში, სადაც მოქმედებს ბუნებრივი წნევის ქიმიური, თერმიული და სტრუქტურული თვისებების ფაქტორები. საველე გეოფიზიკური მეთოდებით ქანის დინამიური თვისებების გამოთვლას აქვს რიგი უპირატესობები ბურღვით წარმოებულ კვლევასთან მიმართებაში.: არ არის საჭირო ნიმუშების ამოღება, რომლებშიც დაძაბულობა ქიმიური, თერმიული და სტრუქტურული პირობები ცვლილებას განიცდიან. საველე მეთოდებით იკვლევენ ქანების შედარებით დიდ მოცულობებს და ამგვარად ამცირებენ მასშტაბის ეფექტის გავლენას, რაც თან ახლავს ნიმუშების გამოკვლევას.

ელექტრული პროფილირება წინაღობათა მეთოდი მუდმივი ელექტრული დენის გამოყენებით გრუნტის წინაღობის გაზომვის საშუალებას იძლევა. მეთოდის მიზანია გრუნტის კუთრი წინაღობის განაწილების გაზომვა ზედაპირზე, აზომვითი სამუშაოს პირობებში. აზომვების შედეგად ვიღებთ გრუნტის ეგრეთ წოდებულ წარმოსახვით კუთრ წინაღობას, რომელიც ინვერსიის შედეგად რეალურ კუთრ წინაღობას გვაძლევს. გრუნტის კუთრი წინაღობა დამოკიდებულია სხვადასხვა გეოლოგიურ პარამეტრზე, მაგალითად გრუნტში წყლის და მინერალების რაოდენობაზე. წინაღობათა მეთოდი ითვალისწინებს მუდმივი ან დაბალ სიხშირული დენის გამოყენებას, რომელიც წყვილი ელექტროდების საშუალებით ვრცელდება გრუნტში, ხოლო პოტენციალთა სხვაობა ელექტროდების მეორე წყვილით იზომება. წარმოსახვითი კუთრი წინაღობა მიიღება ომის კანონის გამოყენებით, გეომეტრიული შესწორების გათვალისწინებით (Telford and others, 1990). როგორც უკვე აღინიშნა, აზომვების შედეგად მიიღება და არა რეალური, არამედ გრუნტის წარმოსახვითი კუთრი წინაღობა. აზომვების მაქსიმალური ჩაღწევადობა პირდაპირ პროპორციულია ელექტროდებს შორის მანძილზე და უკუპროპორციულია გრუნტის გამტარიანობის (Edwards, 1977).

5


2D პროფილირება მუდმივი დენის გამოყენებით ხორციელდება ზედაპირის გასწვრივ ელექტროდებს შორის განსხვავებული მანძილების გამოყენებით. გრუნტის კუთრი წინაღობის მოდელს პროფილირების შედეგის შემდგომი ინვერსიით ვღებულობთ.

გამოყენებული აპარატურა და მეთოდები ელექტრული პროფილირება ელექტრული პროფილირება ჩატარდა Allied Tigre 64ch – მარკის ციფრული ელექტრო საძიებო ხელსაწყოთი, რომელსაც შეუძლია შეასრულოს ელექტრული გამოთვლები ექსტრემალურ პირობებში და ხასიათდება შემდეგი ძირითადი პარამეტრებით:  0.5mA -დან 200mA- მდე დენის ძალის შერჩევის საშუალება, ავტომატურად ზრდადი ბიჯით ;  გაზომვის დიაპაზონი 400 Kohm–დან 0.001 ohm-მდე;  სამი სხვადასხვა სიხშირე;  16 ციკლი ერთი გაზომვისას;  ავტომატური გამაძლიერებლობა; დამუშავებისა და ანალიზისთვის გამოყენებულ იქნა Windows –ის სისტემაზე დაფუძნებული პროგრამული პაკეტი, როგორიცაა RES2DINV.

კვლევის მიზანი ჩვენს ამოცანას წარმოადგენდა ქ. თბილისში, ვარაზის ხევის ზემო წელის მარჯვენა ფერდობზე ქანების აგებულების შესწავლა, ფიზიკურ-მექანიკური თვისებების განსაზღვრა ელექტრული პროფილირების საშუალებით. აგებული ელექტრული პროფილით გვსურდა შგვეფასებინა, გრუნტის სიმტკიცე და მისი წყალგაჯერებულობა, რათა შგვეფასებინა რამდენად მოწყვლადი შეიძლება ის იყოს გრუნტის დაცურებისათვის ხელსაყრელ გარემო პირობების შექმნისას(ძლიერი წვიმა, მიწისძვრა).

ჩატარებული სამუშაოები და მიღებული შედეგები კვლევა ჩატარდა ქ. თბილისში, ვარაზის ხევის ზემო წელის მარჯვენა ფერდობზე (სურათი 3), გატარდა ხუთი ელექტრული პროფილი.

6


სურათი 3: ელექტრული პროფილების განლაგება

7


ელექტრული პროფილები: EL1

EL1 ელექტრულ პროფილზე (155 მ) ძირითად ნაწილში ჩანს ρ~ 40-90ომ წინაღობის მქონე ფენა. 47 მეტრიდან 3 მეტრის სიღრმეზე იკვეთება შედარებით მაღალი წინაღობის მქონე სხეული, წინაღობით ρ~ 180-220 Ω. ეს პროფილი მდებარეობს მდ. ვარაზისხევის კოლექტორის სათავესთან, მდინარის მარჯვენა, მცირედ ჩამომეწყრილ ფერდობის ზევით. პროფილის შუა მონაკვეთში გამოვლენილი მაღალი წინაღობის მქონე გარემო ემთხვევა პროფილის ქვევით მდებარე ჩამომეწყრილ ფერდობს. რისი მიზეზიც შეიძლება იყოს დამეწყრის შედეგად, ფერდობის ზევით მდებარე შრეების საყრდენის მოცილება, რის გამოც ზედაპირთან ახლოს მდებარე გამოფიტულ ქანების ფორიანობა და ნაპრალიანობა მომატებულია. სწორედ ამას უნდა უკავშირდებოდეს პროფილის შუა მონაკვეთში წინაღობის მატება ρ~ 180-220 Ω -მდე.

8


L2

EL2 ელექტრულ პროფილზე (93მ) ძირითადად დაიკვირვება არაერთგვაროვანი გარემო. 30 მ-დან მთელი პროფილის გასწვრივ წინაღობა ρ~ 80-200 Ω -მდეა. პროფილის საწყის მონაკვეთზე, 30 მ-მდე ჩანს მაღალი წინაღობის მქონე სხეული ρ~400-550 Ω წინაღობით. პროფილი განლაგებულია გეოლოგიური კვლევების შედეგად დაფიქსირებულ ფლექსურის მართობულად, მისი გადაკვეთა ხდება პროფილზე დაახლოებით 39-ე მეტრზე. ფლექსურის მონაკვეთზე ამგები ქანების დახრის კუთხე მკვეთრად მატულობს 30-400-დან 70-800-მდე, რაც იწვევს ზედაპირზე არსებული გამოფიტული ქანებისა და ნიადაგის გრავიტაციულ დაცურებას. მსგავსი მასალა შეუცემენტებელი და არაკონსოლიდირებულია, რაც კარგად ფიქსირდება ელექტრულ პროფილზე 030 მეტრის მონაკვეთში, სადაც წინაღობა ვარირებს ρ~400-550 ო/მ-მდე. პროფილის ზედა მონაკვეთზე ჩანს ძირითადი გამოფიტული ქანები.

9


EL3

EL3 ელექტრული პროფილი (62მ) კვეთს EL2 პროფილს და ადასტურებს პროფილ - EL2-ზე ნაჩვენებ მეწყრული სხეულის არსებობას. პროფილის მთელ სიგრძეზე დაიკვირვება არაერთგვაროვანი გარემო გარდა პროფილის ბოლო ნაწილისა. 37 მეტრიდან 47 მეტრამდე 2 მეტრის სიღრმეზე ჩნდება შედარებით დაბალი წინაღობის მქონე სხეული ρ~130-155 Ω.

10


EL4

EL4 ელექტრულ პროფილზე (155მ) ძირითადად დაიკვირვება ρ~120-140 Ω წინაღობის მქონე ერთგვაროვანი ფენა. მე-80 მეტრიდან დაახლოებით 110 მეტრამდე 7 მეტრის სიღრმეზე ჩნდება შედარებით დაბალი წინაღობის მქონე სხეული ρ~60-80 Ω წინაღობით. EL4 პროფილი გაკეთდა მდ. ვარაზისხევის სათავეებთან, მარჯვენა ფერდობზე მდებარე დიდ ჩამომეწყრილ უბნის ზევით, რათა გამოგვევლინა ჩამომეწყრილი უბნის ზედა მონაკვეთში ფერდობის შემადგენელი ქანების მდგომარეობა. შედეგად არ ვლინდება დიდი სხვაობა ელექტრული პროფილის გასწვრივ წინაღობებს შორის. სასურველია ამ მონაკვეთზე უფრო დეტალური კვლევა, განსაკუთრებით ჩამომეწყრილი უბნის გვერდით მდებარე ფერდობებზე.

11


EL5

EL5 ელექტრული პროფილი (46,5მ) - მდებარეობს მშენებარე კორპუსის ზევით ფერდობზე. პროფილის მე-7 მეტრიდან მე-12 მეტრამდე 2 მეტრის სიღრმემდე ფიქსირდება დაბალი წინაღობის ფენა (ρ~10-30 Ω), რაც განპირობებულია წყლით გაჟღენთილი ნიადაგით. მის ქვეშ მაღალი წინაღობის მონაკვეთი (ρ~270-300 Ω) მდებარეობს, რისი ინტერპრეტაციაც სიღრმის გამო რთულია. პროფილის დანარჩენი მონაკვეთი ვარირებს ρ~50-100 Ω ფარგლებში. 23-30 მეტრის მონაკვეთზე, 4 მეტრის სიღრმიდან იკითხება შედარებით დიდი წინაღობის მქონე ფენა (ρ~120-230 Ω). მიღებული შედეგებიდან გამომდინარე პროფილის მონაკვეთი არაერთგვაროვანი მახასიათებლებით გამოირჩევა. გეოლოგიური დათვალიერების შედეგად ფერდობებზე გამოიკვეთა არასტაბილური უბნები, რომლებზეც განხორციელდა ზემოთ აღწერილი ელექტრული პროფილირება. გეოფიზიკურმა კვლევამ დაადასტურა გეოლოგიური დაზვერვის შედეგები და მოგვცა დამატებითი რაოდენობრივი შეფასება მეწყერსაშიში უბნების სიმძლავრეებზე.

12


მდ. ვარაზისხევის წყალმოვარდნის 2D ჰიდრავლიკური მოდელირება შესავალი მდინარე ვარაზი მდებარეობს თბილისის დასავლეთ ნაწილში და წარმოადგენს მდინარე ვერეს შენაკადს. ვარაზი დროებითი ჩამონადენის მქონე მდინარეა და სათავეს იღებს მთაწმინდის მთის ჩრდილოეთით გეოიდის ნულიდან 942 მეტრ სიმაღლეზე. 1947 წლიდან, გმირთა მოედნიდან დაიწყო მდინარის თანდათან მოქცევა გვირაბში და დღევანდელი მონაცემებით, მდინარეზე არსებული გვირაბის სიგრძე ნინო ჟვანიას ქუჩიდან გმირთა მოედნამდე 2 კმ-ს შეადგენს. მდინარე ვერეს და მდინარე ვარაზის შესართავი დღეს გმირთა მოედნის ქვეშ, მიწისქვეშაა მოქცეული და გეოიდის ნულიდან დაახლოებით 400 მეტრ სიმაღლეზე მდებარეობს. ვარაზის ჯამური სიგრძე 5 კმ-მდეა, ხოლო ვარდნა (ვერტიკალური სხვაობა სათავისა და შესართავის სიმაღლეებს შორის) 542 მეტრს შეადგენს.

ფიგურა 4: გმირთა მოედნის ქვეშ გვირაბიდან გამომავალი მდ. ვარაზი უერთდება გვირაბში არსებულ მდინარე ვერეს

13


ფიგურა 5: მდ. ვარაზისხევის მიწისქვეშა კოლექტორის მდებარეობის სქემა

2016 წელს კავკასიის გარემოსდაცვითი არასამთავრობო ორგანიზაციების ქსელმა (CENN) პროფესორ ჭიჭიკო ჯანელიძის რედაქტორობით (ექსპერტთა ჯგუფი: მელანო ტყაბლაძე, რევაზ გეთიაშვილი, გიორგი გაფრინდაშვილი) გამოსცა ნარკვევი „თბილისის ბუნებრივი კატასტროფები“. მდინარე ვარაზისხევის შესახებ ნარკვევში შემდეგი ინფორმაციაა მოცემული: 14


„მშენებარე მრავალსართულიანი სახლებიდან ზემოთ, 100-120მ დაშორებით, მდ. ვარაზისხევის ძირი ჩაკეტილია კლდოვან სუბსტრატზე გათხრილი საძირკვლებიდან ამოღებული ათეული ათასობით მ3 მოცულობის ნაშალი მასალის მძლავრი ჯებირით. აღნიშნული ჯებირი აუცილებლად გამოიწვევს ძლიერი თავსხმა წვიმების დროს წარმოქმნილი ნიაღვრების შეტბორვას. ასეთ შემთხვევაში შესაძლებელია ჯებირის უეცარი გარღვევა და მის ქვემოთ განლაგებული საცხოვრებელი სახლების ნგრევა-დაზიანება. ჯებირის ქვეშ მოწყობილი 2.6 მ დიამეტრის წყალგამტარი გვირაბი ნიაღვრების მოვარდნის შემთხვევაში თავისუფლად ამოიქოლება ნაშალი მასალით და წყალს ვერ გაატარებს.“ ილიას სახელმწიფო უნივერსიტეტის დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებათა ინსტიტუტმა და სეისმური მონიტორინგის ეროვნულმა ცენტრმა გადაწყვიტა გაეკეთებინა კომპიუტერული მოდელირება თუ რა მოხდება იმ შემთხვევაში თუ ზემოთ აღნიშნული კატასტროფული მოვლენები განვითარდა. ვინაიდან ბუნებრივი მოვლენების მოდელირების სიზუსტე საკმაოდ ბევრ პარამეტრზეა დამოკიდებული, ამიტომ მოდელირებისთვის შეირჩა ამერიკის შეერთებული შტატების სამხედრო-საინჟინრო ძალების (United States Army Corps of Engineers) მიერ შემუშავებული პროგრამული უზრუნველყოფა HEC-RAS. აღნიშნული პროგრამა საშუალებას იძლევა მდინარის 2D მოდელირება განხორციელდეს როგორც მოსული ნალექების მიხედვით, ისე მდინარეზე არსებული სადამკვირვებლო სადგურებიდან მიღებული ემპირიული მონაცემებით. HEC-RAS-სთვის აუცილებელი დამხმარე ფაილები მომზადდა გეოსაინფორმაციო სისტემა QGIS-ის საშუალებით, ხოლო დანაკვირვები მასალების წინასწარი კალკულაცია - საოფისე პროგრამებით.

მოდელირების სცენარი ბუნებრივი მოვლენების მოდელირება კომპლექსური ამოცანაა. მოდელირების სიზუსტეს განსაზღვრავს არსებულ რეალობასთან მაქსიმალურად მიახლოებული საწყისი მონაცემები და პროგრამული პაკეტის ალგორითმი. მოდელირებისას სასურველია გამოვიყენოთ დანაკვირვები მოვლენის სცენარი. რა თქმა უნდა ჩვენი დაშვება არ გამორიცხავს, რომ პროცესებმა შესაძლებელია შედარებით უფრო მასშტაბური სახე მიიღოს ან შედარებით ნაკლები ეფექტი იქონიოს გარემოზე გამომდინარე პროცესის განვითარების საწყისილი პარამეტრებისა. მაგალითისათვის: მდინარის აუზში წყალდიდობის სიდიდე დამოკიდებულია მოსულ ნალექზე, გრუნტის იმ მომენტისათვის არსებულ კონდიციაზე, თოვლის ან მყინვარის დნობაზე (ასეთის არსებობის შემთხვევაში) და სხვა. თუ კონკრეტულ გარემოში არ გავქვს ისტორიული მონაცემები კატასტროფის სცენარისა, ჩვენ ვადგენთ ჰიპოთეტურ სცენარს, რომელიც უნდა ეფუძნებოდეს რეალურ პარამეტრებს. კვლევის მიზანი იყო ვარაზისხევში, წყალმოვარდნის შემთხვევაში პროცესების განვითარების 15


ასახვა, რომელიც თავისთავად პროგნოზული სცენარია. პროცესის პარამეტრების განსაზღვრა დაეფუძნა მდინარე ვარაზისხევის შესახებ უკვე არსებულ კველევებსა და მოსაზრებებს და ასევე ჩვენი ინსტიტუტის მიერ წარმოებულ უახლეს გეოლოგიურ და გეოფიზიკურ კვლევას. ერთ-ერთ პირველ პარამეტრად შეგვიძლია განვიხილოთ CENN-ის ზემოთ მითითებული ნარკვევი, სადაც ნათქვამია რომ თავსხმა წვიმის დროს მდ. ვარაზისხევზე, ნინო ჟვანიას ქუჩასთან არსებული კოლექტორი შესაძლოა ნატანმა მასალამ ამოქოლოს და გამოიწვიოს შეტბორვა. მეორე საწყის პარამეტრად განვიხილეთ შპს „გეოტექსერვისის“ მიერ 2014 წელს შესრულებული „ქ. თბილისში კეკელიძის ქუჩის მიმდებარედ ნაკვეთი #3/36-ში მდებარე ტერიტორიის სამშენებლო მოედნის საინჟინრო-გეოლოგიური კვლევა“, სადაც ატმოსფერული ნალექების საშუალო წლიურ რაოდენობად მოცემულია 560მმ, თუმცა მაქსიმალურ დღეღამურ მაჩვენებლად შესაძლებელია ნალექის რაოდენობამ მიაღწიოს 147მმ-ს (ჩვენთვის უცნობია რა მონაცემს ეყრდნობოდა ეს მაჩვენებელი). ჩვენ ინსტიტუტის მიერ 2015 წლის ვერეს მეწყრის კვლევისას დადგინდა, რომ თბილისიდან (ვარაზისხევიდან) დასავლეთით, პირდაპირი ხაზით 7კმ-ში, 13 ივნისის ღამეს მეწყრის მოწყვეტის ზონაში მოსული ატმ. ნალექების ჯამური რაოდენობა შეადგენდა 156 მმ-ს. ჩვენს და შპს „გეოტექსერვისის“ მონაცემებს ადასტურებს გარემოს ეროვნული სააგენტოს „2015 წლის 13-14 ივნისს მდ. ვერეს აუზში განვითარებული კატასტროფით გამოწვეული მდგომარეობის წინასწარი შეფასების“ დოკუმენტიც, სადაც ნათქვამია, რომ მიუხედავად იმისა რომ იმ ღამეს თბილისში ვაშლიჯვრის მეტეო სადგურმა 41მმ ნალექი დააფიქსირა, ვარაუდობენ რომ მეწყრის ადგილას მოსული წვიმა 100მმ-ზე მეტი უნდა ყოფილიყო. აღნიშნულ მონაცემებზე დაყრდნობით ვფიქრობთ, რომ ჩვენი მონაცემი (156მმ) საკმაოდ ზუსტია, მითუმეტეს რომ ჩვენს მიერ ნალექების დათვლა განხორციელდა NASA-ს სატელიტების და პროგრამა TRMM-ის მონაცემებზე დაყრდნობით. მესამე დასაყრდენი წყარო ჩვენივე კვლევაა, რომელიც 2018 წელს განხორციელდა მდ. ვარაზისხევის ხეობის ზედა წელში, რა დროსაც გამოვლინდა რამდენიმე არსებული პროგრესირებადი მეწყერი; მეწყრული პროცესის განვითარების პოტენციალის მქონე ფერდები და ასევე 2015 წლის ვერეს კატასტროფის გამომწვევი ფაქტორების მსგავსად დაფიქსირდა გეოლოგიური შრეების და ფერდის თანხვედრილი მიმართულებით დახრა, რაც გაცილებით უფრო ხელსაყრელ პირობებს ქმნის მეწყერსაშიში პროცესის ტრიგერირებისათვის. სხვადასხვა წყაროდან მოძიებულმა და შემოწმებულმა მონაცემებმა ცხადყო, რომ მდინარე ვარაზისხევის ხეობის ზედა წელი ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრით წააგავს მდინარე ვერეს ხეობის იმ არეალს სადაც 2015 წლის 13 ივნისს მოსული 156მმ ნალექის შედეგად გააქტიურდა მეწყრული პროცესები, კერძოდ: მდ. ვერეს ხეობის მარჯვენა შენაკადი, სადაც 2015 წელს მეწყრული პროცესი განვითარდა, გეოლოგიური და გეომორფოლოგიური კუთხით გარკვეულ წილად მდ. ვარაზისხევის კალაპოტის მსგავსია: ორივე ხევი მდებარეობს მთაწმინდის ქედის ჩრდილოეთ ფერდზე 16


(დაფერდება ~300), რომელიც სტრუქტურულ გეოლოგიურად წარმოადგენს თაბორის ანტიკლინის ჩრდილოეთ ფრთას. მათი ფერდობები თითქმის იდენტური დახრილობით ხასიათდება (~300), რაც თავისთავად განაპირობებს ფერდობის მორფოლოგიას; აღნიშნული ორი ხევის ფერდობზე, თაბორის ანტიკლინს ჩრდილო ფრთაზე დაიკვირვება სტრუქტურული გართულება, ფლექსურების სახით, რაც ართულებს ფერდობის მდგრადობას; ლითოლოგიური მსგავსება - ორივე ხეობის ფერდები აგებულია ქვიშაქვების და თიხიანი ქანების მორიგეობით. აქედან გამომდინარე ვარაზისხევის მოსალოდნელი წყალმოვარდნის მოდელირება გადაწყდა ვერეს 13 ივნისის სცენარით, კერძოდ: 2015 წლის მაისიდან მოყოლებული 13 ივნისამდე მდ. ვარაზისხევის ხეობაში ხშირად ფიქსირდება ატმოსფერული ნალექი, 13 ივნისამდე ერთი კვირით ადრე ნალექი მცირე წყალმოვარდნის ფორმირებასაც იწვევს, მაგრამ ეს ჟვანიას ქუჩასთან არსებულ კოლექტორს არ უქმნის დიდ პრობლემებს, რადგან მისი გამტარუნარიანობა საკმარისია. თუმცა მუდმივი წვიმის გამო ნიადაგი ხდება წყალგაჯერებული, კერძოდ ის იმდენადაა გაჟღენთილი წყლით, რომ მასში წყლის ჩაჟონვის რესურსი მინიმალურია. წყლით გაჯერებული გრუნტი ვეღარ უზრუნველყოფს მოსული ნალექის ნიადაგში დროებით შეკავებას და შედეგად ზედაპირული ჩამონადენი, ხეობის ტოპოგრაფიაზე დამოკიდებული სიჩქარით მალევე ხვდება მდინარის კალაპოტში, რაც იწვევს მდინარეში წყლის მოცულობის სწრაფ მატებას.

ფიგურა 6: მეწყრული პროცესის ილუსტრაცია (წყარო: LTU Lib და S. Hill)

17


ვინაიდან წვიმის წყალი გრუნტში ღრმადაა ჩაჟონილი ის აღწევს წყალგაუმტარ ფენამდე სადაც გროვდება და შედეგად გრუნტსა და ქანს შორის შემაკავშირებელი ძალა მცირდება და იქმნება მეწყერსაშიში პირობები, რა დროსაც მეწყრის დაძვრა შესაძლებელია ინტენსიური წვიმის ან უბრალოდ გრავიტაციული მიზიდულობის შედეგად. 2015 წლის 13 ივნისის 21:45 საათზე წვიმის ინტენსივობა 21მმ-ს აღწევს და შემდგომი მაქსიმუმ 1 საათის განმავლობაში ჯერ 33მმ და შემდეგ 38მმ ხდება. მოდელირების სცენარის მიხედვით ნინო ჟვანიას ქუჩასთან არსებული მდინარის კოლექტორიდან დასავლეთით დაახლოებით 1კმ-ში, 21:45 საათზე მდინარის მარცხენა ფერდიდან იძვრება მეწყერი რომლის მასალა (ბუჩქები, ტალახი, ქვები) ჩადის მდინარეში და მას შემდეგ რაც კოლექტორთან მოხვდება, კოლექტორი ვერ ახერხებს მასალის გატარებას, იჭედება და იწყება წლის დაგროვება ზუსტად ისე, როგორც CENN-ის ნარკვევშია მოცემული. მდინარე ვარაზისხევზე აღნიშნული სცენარით განვითარებული წყალმოვარდნის 2D ჰიდრავლიკური მოდელირება შესაძლებელი გახდა მას შემდეგ რაც მოხდა საწყისი მონაცემების წინასწარი გადათვლა და დამუშავება.

ფიგურა 7: 2015 წლის 13-14 ივნისის ნალექის კუმულაციური რაოდენობის კორელაცია მეწყრის დაძვრასთან

18


რელიეფი მდინარის 2D ჰიდრავლიკური მოდელირების უმნიშვნელოვანესი კომპონენტია რელიეფი. 2014 წლის მარტში განხორციელდა თბილისის აერო LIDAR-ული გადაღება რაც გულისხმობს საკმაოდ მაღალი სიზუსტით და რეზოლუციით დედამიწის ზედაპირის ლაზერულ აგეგმვას. შესაბამისად მოდელირება განხორციელებულია 2014 წლის მარტში არსებული რელიეფის მდგომარეობის მიხედვით. გადაღებულ მასალაში მონაცემების შემცველი წერტილების სიმჭიდროვე შეადგენდა ყოველ კვადრატულ მეტრზე 1 ან 2 წერტილს, მათგან მიღებული ციფრული სასიმაღლო მოდელის (ანუ თბილისის ციფრული რელიეფის) პიქსელის ზომა კი 1 მეტრს შეადგენს. მასალას გააჩნია WGS 84 UTM 38 საკოორდინატო სისტემა. მონაცემები დაამუშავა შპს „გეოგრაფიკმა“ და შექმნა საკმაოდ მაღალი ხარისხის და 1 მეტრიანი რეზოლუციის თბილისის რელიეფის მოდელი (რელიეფზე არსებული შენობების და სხვა ობიექტების გარეშე). ვინაიდან ჩვენი მოდელირება გულისხმობს იმის დადგენას თუ წყალმოვარდნის შედეგად დაძრული წყლის ნაკადი რომელ ტერიტორიებს დატბორავს და რა ნაგებობებს შეეხება, ამიტომ LIDAR-ის Point Cloud-ის ანუ პირველადი მონაცემების საფუძველზე შევქმენით თბილისის ციფრული ზედაპირის (და არა მხოლოდ რელიეფის) მოდელი, რომელზეც ასახული რელიეფი მასზე მდებარე ნაგებობებით. თუმცა ამ მოდელსაც ქონდა პრობლემები, რადგან კეკელიძის ქუჩის ზემოთ ბარნოვის ქუჩის ხიდს მოდელი აღიქვამდა როგორც ბარიერს რადგან თვითმფრინავიდან არ ჩანს რომ ხიდის ქვეშ სიცარიელეა სადაც წყლის ნაკადს შეუძლია გავლა. პრობლემა იყო საავტომობილო გზის ერთი მხრიდან მეორემდე გადაჭიმული გაზის მილები, კორპუსებს შორის გაჭიმული კაბელები და ა.შ. ამიტომ მოდელირებაში გამოყენებამდე რელიეფის მოდელს ჩაუტარდა დეტალური კორექცია რადგან მსგავსი დაბრკოლებები მოხსნილიყო. დამატებით, ვინაიდან 2014 წელს ჯერ არ არსებობდა ჟვანიას ქუჩის რამდენიმე კორპუსი, მათი ჩამატება რელიეფში მოხდა ხელოვნურად.

ფიგურა 8: ბარნოვის ხიდი კორექტირებამდე და კორექტირების შემდეგ

ამგვარად მომზადებული ციფრული სასიმაღლო მოდელი ჩავდეთ HEC-RAS-ში, სადაც პროგრამის სპეციფიკიდან გამომდინარე პიქსელებით წარმოდგენილი სასიმაღლო მოდელი გარდაიქმნა ბადით წარმოდგენილ სასიმაღლო მოდელად. ვინაიდან მოდელირებასთან დაკავშირებული საკმაოდ დიდ კომპიუტერულ რესურსს მოითხოვს, ამიტომ ბადის ყველაზე 19


დიდი áƒŁáƒŻáƒ áƒ”áƒ“áƒ˜áƒĄ ფáƒ?რთáƒ?ბი 8.84 მ2, ყველáƒ?ზე პáƒ?áƒ˘áƒ?რáƒ? áƒŁáƒŻáƒ áƒ”áƒ“áƒ˜áƒĄ - 3.06მ2, ჎áƒ?ლáƒ? áƒĄáƒ?áƒ¨áƒŁáƒ?ლáƒ? 4.01 მ2-იáƒ?. áƒ?áƒŚáƒœáƒ˜áƒ¨áƒœáƒŁáƒš მáƒ?ნáƒ?áƒŞáƒ”áƒ›áƒ–áƒ”áƒ? დáƒ?მáƒ?áƒ™áƒ˜áƒ“áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜ რáƒ?მდენáƒ?დ áƒ“áƒ”áƒ˘áƒ?áƒšáƒŁáƒ áƒ?დ áƒ?áƒĄáƒ?჎áƒ?áƒ•áƒĄ მáƒ?დელირებáƒ? áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ნáƒ?კáƒ?áƒ“áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŚáƒ áƒ›áƒ”áƒĄ, გáƒ?დáƒ?áƒ?áƒ“áƒ’áƒ˜áƒšáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?áƒ áƒ”áƒĄ დáƒ? დáƒ?áƒ˘áƒ‘áƒ?რილ áƒ?რეáƒ?áƒšáƒ”áƒ‘áƒĄ.

áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜ მდინáƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ ნáƒ?კáƒ?დი áƒ—áƒ•áƒ˜áƒ—áƒ áƒ”áƒ’áƒŁáƒšáƒ˜áƒ áƒ”áƒ‘áƒ?დი áƒ‘áƒŁáƒœáƒ”áƒ‘áƒ áƒ˜áƒ•áƒ˜ áƒ?áƒ‘áƒ˜áƒ”áƒĽáƒ˘áƒ˜áƒ?, რáƒ?áƒ›áƒ”áƒšáƒ¨áƒ˜áƒŞ áƒĄáƒ˜áƒŚáƒ áƒ›áƒ” დáƒ? áƒ“áƒ˜áƒœáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რე დáƒ?მáƒ?áƒ™áƒ˜áƒ“áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜áƒ? áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ჎áƒ?áƒ áƒŻáƒ–áƒ”, კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒ’áƒ?ნეზე, დáƒ?჎რილáƒ?ბáƒ?ზე დáƒ? áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ”áƒ–áƒ”. áƒ?áƒœáƒŁ áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ”áƒĄ áƒ¨áƒ”áƒŁáƒŤáƒšáƒ˜áƒ? áƒ“áƒ˜áƒœáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რეზე დáƒ? კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ გáƒ?áƒ›áƒ˘áƒ?áƒ áƒŁáƒœáƒ?რიáƒ?ნáƒ?ბáƒ?ზე გáƒ?áƒ•áƒšáƒ”áƒœáƒ˜áƒĄ მáƒ?჎დენáƒ? დáƒ? გáƒ?ნპირáƒ?áƒ‘áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜áƒ? კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒĽáƒ•áƒ”áƒ¤áƒ”áƒœáƒ˜áƒšáƒ˜ ზედáƒ?áƒžáƒ˜áƒ áƒ˜áƒĄ რáƒ?áƒ?ბით. მáƒ?áƒ“áƒ”áƒšáƒ˜áƒ áƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄáƒ?áƒĄ áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ჎áƒ?áƒ áƒŻáƒ˜ დáƒ?თვლილიáƒ? ჎ეáƒ?ბáƒ?ში, კáƒ?áƒšáƒ”áƒĽáƒ˘áƒ?რიდáƒ?ნ ზემáƒ?თ მáƒ?áƒĄáƒŁáƒšáƒ˜ áƒ?áƒ˘áƒ›áƒ?áƒĄáƒ¤áƒ”áƒ áƒŁáƒšáƒ˜ ნáƒ?áƒšáƒ”áƒĽáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ რáƒ?áƒ?დენáƒ?áƒ‘áƒ˜áƒĄ, ჎áƒ?áƒœáƒ’áƒ áƒŤáƒšáƒ˜áƒ•áƒ?áƒ‘áƒ˜áƒĄáƒ? დáƒ? áƒŹáƒ§áƒ?ლშემკრები ფáƒ?რთáƒ?áƒ‘áƒ˜áƒĄ გáƒ?თვáƒ?áƒšáƒ˜áƒĄáƒŹáƒ˜áƒœáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒ—; ჎áƒ?ლáƒ?, კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒ’áƒ?áƒœáƒ”áƒĄ დáƒ? დáƒ?჎რილáƒ?ბáƒ?áƒĄ პრáƒ?გრáƒ?მáƒ? áƒ˜áƒŚáƒ”áƒ‘áƒĄ áƒŞáƒ˜áƒ¤áƒ áƒŁáƒšáƒ˜ áƒĄáƒ?áƒĄáƒ˜áƒ›áƒ?áƒŚáƒšáƒ? მáƒ?დელიდáƒ?ნ. áƒ¨áƒ”áƒ–áƒ˜áƒĄ ფáƒ?áƒ áƒ›áƒŁáƒšáƒ˜áƒĄ მი჎ედვით v= đ??śâˆšâ„ŽáƒĄáƒ?შ đ??ź, áƒĄáƒ?დáƒ?áƒŞ v áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ნáƒ?კáƒ?áƒ“áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ?áƒ¨áƒŁáƒ?ლáƒ? áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რეáƒ?, I áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ზედáƒ?áƒžáƒ˜áƒ áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ?áƒ¨áƒŁáƒ?ლáƒ? დáƒ?჎რილáƒ?ბáƒ?, ჎áƒ?ლáƒ? C áƒ¨áƒ”áƒ–áƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜áƒ?, რáƒ?áƒ›áƒ”áƒšáƒ˜áƒŞ გáƒ?áƒœáƒ˜áƒĄáƒ?áƒ–áƒŚáƒ•áƒ áƒ”áƒ‘áƒ? მáƒ?áƒœáƒ˜áƒœáƒ’áƒ˜áƒĄ ფáƒ?áƒ áƒ›áƒŁáƒšáƒ˜áƒ—: đ??ś=

háƒĄáƒ?შ , đ?‘›

áƒĄáƒ?დáƒ?áƒŞ n áƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜, áƒ?áƒ˜áƒŚáƒ”áƒ‘áƒ? áƒ¨áƒ”áƒĄáƒ?ბáƒ?áƒ›áƒ˜áƒĄáƒ˜ áƒŞáƒŽáƒ áƒ˜áƒšáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒ“áƒ?ნ დáƒ? დáƒ?მáƒ?áƒ™áƒ˜áƒ“áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜áƒ? კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒ˘áƒ˜áƒžáƒ–áƒ” (ზáƒ?გáƒ?დი ჰიდრáƒ?ლáƒ?გიáƒ?, 2011). დáƒ? კიდევ ერთი, მდინáƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ ჎áƒ?áƒ áƒŻáƒ˜ ითვლებáƒ? შემდეგი ფáƒ?áƒ áƒ›áƒŁáƒšáƒ˜áƒ—: đ?‘„ = đ??´đ?‘‰áƒĄáƒ?შ, áƒĄáƒ?დáƒ?áƒŞ Q áƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ მდინáƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ ჎áƒ?áƒ áƒŻáƒ˜ (მ3/áƒŹáƒ›), A - áƒŞáƒ?áƒŞáƒŽáƒ?ლი áƒ™áƒ•áƒ”áƒ—áƒ˜áƒĄ ფáƒ?რთáƒ?ბი (მ2) დáƒ? VáƒĄáƒ?შ áƒ?áƒ áƒ˜áƒĄ ნáƒ?კáƒ?áƒ“áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ?áƒ¨áƒŁáƒ?ლáƒ? áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რე (მ/áƒŹáƒ›2). áƒ?მრიგáƒ?დ, გáƒ?áƒœáƒĄáƒŽáƒ•áƒ?áƒ•áƒ”áƒ‘áƒŁáƒš კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ”áƒ‘áƒ¨áƒ˜ მდინáƒ?áƒ áƒ”áƒĄ გáƒ?áƒ?჊ნიáƒ? გáƒ?áƒœáƒĄáƒŽáƒ•áƒ?áƒ•áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜ áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜ დáƒ? მáƒ?áƒĄáƒ–áƒ”áƒ? დáƒ?მáƒ?áƒ™áƒ˜áƒ“áƒ”áƒ‘áƒŁáƒšáƒ˜ áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ნáƒ?კáƒ?áƒ“áƒ˜áƒĄ გáƒ?დáƒ?áƒ?áƒ“áƒ’áƒ˜áƒšáƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რე დáƒ? áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ჎áƒ?áƒ áƒŻáƒ˜. áƒ?áƒĄáƒ”áƒ•áƒ” áƒ¨áƒ”áƒ–áƒ˜áƒĄ ფáƒ?áƒ áƒ›áƒŁáƒšáƒ˜áƒ“áƒ?ნ ჊áƒ?áƒœáƒĄ, რáƒ?მ რáƒ?áƒŞ áƒŁáƒ¤áƒ áƒ? დიდიáƒ? კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŚáƒ áƒ›áƒ” დáƒ? áƒŹáƒ§áƒšáƒ˜áƒĄ ზედáƒ?áƒžáƒ˜áƒ áƒ˜áƒĄ áƒĽáƒ?ნáƒ?ბი, კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ”áƒ?ბáƒ? áƒ›áƒŞáƒ˜áƒ áƒ“áƒ”áƒ‘áƒ? დáƒ? იმáƒ?áƒ˘áƒ”áƒ‘áƒĄ ნáƒ?კáƒ?áƒ“áƒ˜áƒĄ áƒĄáƒ˜áƒŠáƒĽáƒ?რე. გáƒ?მáƒ?მდინáƒ?რე ჰიდრáƒ?áƒ•áƒšáƒ˜áƒ™áƒŁáƒ  მáƒ?დელირებáƒ?ში áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜áƒĄ áƒ?მ჎ელáƒ? მნიშვნელáƒ?áƒ‘áƒ˜áƒĄáƒ?, მდინáƒ?რე ვáƒ?რáƒ?áƒ–áƒ˜áƒĄáƒŽáƒ”áƒ•áƒ˜áƒĄ კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ˜ დáƒ? ჭáƒ?ლáƒ? დáƒ?ვყáƒ?ვით áƒĄáƒŽáƒ•áƒ?დáƒ?áƒĄáƒŽáƒ•áƒ? ზáƒ?ნებáƒ?დ, რáƒ?áƒ›áƒšáƒ”áƒ‘áƒĄáƒ?áƒŞ მიენიჭáƒ?თ მáƒ?áƒ—áƒ—áƒ•áƒ˜áƒĄ áƒ¨áƒ”áƒĄáƒ?ბáƒ?áƒ›áƒ˜áƒĄáƒ˜ áƒ˜áƒœáƒ“áƒ˜áƒ•áƒ˜áƒ“áƒŁáƒ?áƒšáƒŁáƒ áƒ˜ áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜. კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ”áƒ‘áƒ˜áƒĄ áƒŹáƒ§áƒ?რáƒ?დ გáƒ?მáƒ?ვიყენეთ HEC RAS River Analyses System Hydraulic Reference Manual-áƒ˜áƒĄ მე-5 გáƒ?მáƒ?áƒŞáƒ”áƒ›áƒ?ში მáƒ?áƒŞáƒ”áƒ›áƒŁáƒšáƒ˜ მáƒ?áƒœáƒ˜áƒœáƒ’áƒ˜áƒĄ n კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜áƒĄ (áƒĄáƒ˜áƒ›áƒĽáƒ˜áƒĄáƒ˜áƒĄ კáƒ?áƒ”áƒ¤áƒ˜áƒŞáƒ˜áƒ”áƒœáƒ˘áƒ˜) áƒŞáƒŽáƒ áƒ˜áƒšáƒ”áƒ‘áƒ˜. კáƒ?ლáƒ?პáƒ?áƒ˘áƒ¨áƒ˜ გáƒ?მáƒ?იყáƒ? (áƒĄáƒ?თáƒ?ვიდáƒ?ნ áƒ¨áƒ”áƒĄáƒ?რთáƒ?ვáƒ?მდე) áƒ‘áƒŁáƒŠáƒĽáƒœáƒ?რი, áƒ?áƒĄáƒ¤áƒ?áƒšáƒ˘áƒ˜ დáƒ? 20


ქვაფენილი. ვერეს ხეობის ახალი გზიდან ლაგუნა ვერესკენ გვერდებზე მეჩხერი ტყე და ბალახი და ბოლოს ასფალტი.

მოპრიალებული ბეტონი,

ფიგურა 9: სიმქისის კოეფიციენტის ზონები და მნიშვნელობები

მდინარის ხარჯი მდინარის ხარჯი არის მდინარის კალაპოტში ერთეულოვან დროში გავლილი წყლის მოცულობა. გამომდინარე იქედან რომ ვარაზისხევი წარმოადგენს დროებით ნაკადს (და არა მუდმივმოქმედ მდინარეს) და მასზე არასდროს ყოფილა სადამკვირვებლო ჰიდროლოგიური პუნქტი, არ მოგვეპოვება მდინარის ჰიდროლოგიური რეჟიმის და კონკრეტულად ხარჯების შესახებ დეტალური ინფორმაცია. ამიტომ გამოვიყენეთ 2015 წლის 20:30 საათიდან 14 ივნისის 05:30 მოსული ნალექების რაოდენობა (რომელიც თავის მხრივ მივიღეთ NASA-ს კოსმოსური პროგრამა TRMM-ის დამუშავების შედეგად). აღნიშნული მონაცემების მიხედვით 20:30 საათიდან 23:30 საათამდე შუალედში ჯამში მოვიდა 100მმ ნალექი (შემდეგ საათებში ჯამში დაემატა 55-58მმ). NASA-ს სატელიტური მონაცემების დამუშავების შედეგად მიღებული ნალექების განაწილების ნახვა შესაძლებელია შემდეგ ბმულზე გადასვლით https://youtu.be/sXIjAjqVQxE ან QR კოდის დასკანერებით

21


მიღებული მონაცემი თითქმის ზუსტად ასახავს გარემოს ეროვნული სააგენტოს მიერ ვერეს ხეობისთვის ნავარაუდევ ნალექიანობას რომელზეც ზემოთ ვისაუბრეთ. ვინაიდან ჩვენი მონაცემი წარმოადგენს სამი საათის ნაერთს და არ ჩანს ამ სამი საათის განმავლობაში ინტენსივობა როგორ იყო განაწილებული, ამიტომ გამოვიყენეთ გარემოს ეროვნული სააგენტოს ვაშლიჯვრის მეტეოროლოგიური სადგურის მიერ იმავე პერიოდისთვის დაფიქსირებული ნალექების ინტენსივობის მონაცემები და მათი პროპორციების მიხედვით გადავანაწილეთ ჩვენი მონაცემი. ცალკე მოხდა მდ. ვარაზისხევის წყალშემკრები აუზის ფართობის გადათვლა ჟვანიას ქუჩასთან არსებული კოლექტორიდან ზემოთ. წყალშემკრები აუზის ფართობის და ნალექების შესახებ ინფორმაციის ზედდებით მივიღეთ მდინარეში წყლის ხარჯის შესახებ ინფორმაცია, იმ დაშვებით რომ გაჯერებული გრუნტის გამო მოსული წვიმის თითქმის სრული მოცულობა მალევე ხვდებოდა კალაპოტში. განხორციელებული კალკულაციების შედეგად დადგინდა რომ მდინარე ვარაზისხევის ხარჯი 2015 წლის 13 ივნისის 21:45 საათიდან 14 ივნისის 01:00 საათამდე კოლექტორთან მერყეობდა 5.4 მ3/წმ-დან 25.9 მ3/წმ-მდე.

მოდელირების ზოგადი პარამეტრები მოდელირების სცენარის მიხედვით მდ. ვარაზისხევში მეწყერი ჩამოწვა 2015 წლის 13 ივნისის 21:45 წუთზე, ეს დრო არის აღებული ათვლის წერტილად. მოდელირებისას კალკულაციები განხორციელდა ყოველ 0.5 წამიანი შუალედისთვის, რომელთა საფუძველზეც ვიზუალიზაციისთვის გამოსახულებები შეიქმნა ყოველ 1 წამიანი პერიოდისთვის. მოდელირება სრულდება 14 ივნისის 01:00 საათზე.

მდ. ვარაზისხევის ჰიპოტეტური წყალმოვარდნის მოდელირების შედეგები 21:45:00 - ინტენსიური წვიმის გამო ჩამოწვა მეწყერი; 21:51:40 - მეწყრის პირველმა ნაკადმა მიაღწია კოლექტორამდე, ჩახერგა და დაიწყო შეტბორვა; 21:56:07 - წყლის დონემ მიაღწია 9.1 მეტრს და დაიწყო ჯებირიდან გამოსვლა; 21:57:52 - წყლის 0.2 მეტრი სიღრმის ნაკადმა მიაღწია პირველივე საცხოვრებელ კორპუსამდე; 21:58:12 - წყლის ნაკადი პირველივე კორპუსების ეზოებამდე აღწევს და სიჩქარე 1-2 მ/წ-დან იზრდება 10-11 მ/წმ-მდე, ეზოებში წყლის დონე 0.5 მეტრიან ნიშნულზეა;

22


22:06:34 - წყლის ნაკადი აღწევს თსუ-ის პირველი კორპუსის წინ ქვაფენილის დასაწყისამდე; 22:08:20 - ნაკადი ვერეს ხეობის ახალ გზაზე გადადის; 22:09:01 - წყალმოვარდნის ტალღა შევიდა გმირთა მოედანზე; 22:13:20 - წყალმოვარდნის ტალღა აღწევს მტკვრის მარჯვენა სანაპირომდე.

ფიგურა 10: წყალმოვარდნის ნაკადის პირველი კონტაქტი საცხოვრებელ კორპუსთან

შეჯამებისთვის აღსანიშნია, რომ მოდელირების სცენარის მიხედვით კოლექტორიდან 1 კმ-ში ჩამოწოლილმა მეწყრულმა მასალამ კოლექტორის შეგუბება დაიწყო 6 წუთსა და 40 წამში. შეგუბებიდან დაახლოებით 5 წუთში კოლექტორის მიდამოები გაავსო და წყალმა დაიწყო გადმოსვლა. მეწყრის ჩამოწოლიდან არაუგვიანეს 15 წუთში (დაახლოებით 12-13 წუთში) პირველივე კორპუსებთან სტიქიამ დამანგრეველი სახე მიიღო რადგან კორპუსების ეზოებში დაფიქსირდა რამდენიმე მ/წმ სიჩქარით მოძრავი დაახლოებით 0.5 მეტრი სიმაღლის წყლის ნაკადი. სტიქიის დაწყებიდან 21 წუთზე ცოტა მეტ დროში წყალმოვარდნის ტალღამ ჭავჭავაძის ქუჩამდე მიაღწია. 24 წუთში ვერეს ხეობის გზის მონაკვეთი დატბორა და რამდენიმე წამში გმირთა მოედნამდეც ჩავიდა. წყალმოვარდნის ტალღას დასჭირდა დაახლოებით 30 წუთი რათა მტკვრის მარჯვენა სანაპიროდან (ლაგუნა ვერეს მიმდებარე ტერიტორია) მტკვარს შეერთებოდა.

23


ფიგურა 11: წყალმოვარდნის ნაკადის სიჩქარეები (მ/წმ) საცხოვრებელი კორპუსების ეზოებში

მდინარე ვარაზისხევის წყალმოვარდნის მოდელირების ვიდეო შეგიძლიათ იხილოთ ბმულზე გადასვლით https://youtu.be/A0LSngtH0rI ან QR კოდის დასკანერებით

24


მოდელირების ვალიდაცია ვინაიდან მდინარე ვარაზისხევზე ჩვენი მოდელირებული სცენარის მსგავსი მოვლენა არასოდეს დაფიქსირებულა, შედეგების ვალიდაციისთვის გამოვიყენეთ ვერეს ხეობაში 2015 წლის 13-14 ივნისს მომხდარი წყალმოვარდნა. 13-14 ივნისის წყალმოვარდნის შემდეგ გარემოს ეროვნულმა სააგენტომ განახორციელა ვერეს ხეობის აგეგმვა, სადაც გამოყო დატბორილი არეალები და მონიშნა წყლის მაქსიმალური გავრცელების ზონები. ამიტომ ვარაზისხევის მოდელირებისას გამოყენებული დამუშავებული რელიეფით, იგივე ნალექებით, ვერეს ხეობისთვის იგივე მეთოდოლოგიით დათვლილი წყლის ხარჯებით (სვანიძის გვირაბთან) და ვერეს ხეობაზე მორგებული სიმქისის კოეფიციენტებით განვახორციელეთ ვარაზისხევის ზუსტად იდენტური მოდელირება. განსხვავება იყო მხოლოდ ციფრული რელიეფის ბადე - რადგან ვერეს წყალშემკრები აუზი არის გაცილებით უფრო დიდი ვიდრე ვარაზისხევის, ვერეს შემთხვეაში კომპიუტერული რესურსების შეზღუდვების გამო გამოვიყენეთ 100% უფრო დიდი ზომის ბადის უჯრედები. მოდელირების შედეგად ვერეს წყალმოვარდნის მიერ დატბორილი ტერიტორიების არეალი უმეტესწილად დაემთხვა გარემოს ეროვნული სააგენტოს მიერ საველე აგეგმვით მოხაზულ რეგიონებს, რაც იმაზე მიანიშნებს რომ მოდელი გამართულად მუშაობს. შესაბამისად ვარაზისხევის წყალმოვარდნის მოდელირებაც ვალიდურია, რადგან ვერე და ვარაზისხევი იდენტური მოდელებით იქნა გადათვლილი. ვერეს წყალმოვარდნის მოდელირების ვიდეო შეგიძლიათ იხილოთ ბმულზე გადასვლით https://youtu.be/mN5aAb2k5uU ან QR კოდის დასკანერებით

ფიგურა 12:მოდელირებული დატბორვის არეალის (ცისფერი) შედარება გარემოს ეროვნული სააგენტოს მიერ აგეგმილ მონაცემთან (ვარდისფერი)

25


დასკვნა ჟვანიას ქუჩაზე მიმდინარე მშენებლობების შედეგად მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა და მარცხენა ფერდობებზე მიმდინარეობს ინტენსიური სამშენებლო სამუშაოები. ხდება ამგები ქანების მოჭრა-მოსწორება, როგორც უშუალოდ მდინარის კალაპოტში ასევე მის ფერდობებზე. ზემოთ განხილული გეოლოგიური თავისებურებებიდან გამომდინარე მდ. ვარაზისხევის მარცხენა ფერდობი მეწრული რისკის მატარებელი არაა, აქ შესაძლებელია მხოლოდ განვითარდეს ქვათაცვენა, რის გამოც სასურველია სამშენებლო კომპანიებმა ფერდობის სპეციალური დაცვითი სამუშაოები აწარმოონ. მდ. ვარაზისხევის კალაპოტის მიმდებარე ტერიტორიაზე მიმდინარე მშენებლობებზე სავარაუდოა წყალმოვარდნა და ღვარცოფული პროცესების განვითარება, რადგან მდინარე ამ მონაკვეთში მოქცეულია მილში, რის გამოც შესაძლებელია მისი ჩახერგვა მეწყრული პროცესების განვითარების შემთხვევაში. საკვლევი ტერიტორიის ფარგლებში ყველაზე დიდი რისკის შემცველად მიგვაჩნია მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ფერდობი, განსაკუთრებით Hilltop Green-ის და მის სიახლოვეს არსებული მშენებარე შენობების სამხრეთით მდებარე ფერდი (მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ფერდი). მშენებლობის გამო ფერდობზე მოჭრილია ამგები ქანების გარკვეული მონაკვეთი, რის გამოც მის ზემოთ მდებარე ქანებს გამოცლილი აქვს ბუნებრივი საყრდენი და შესაბამისად, ძლიერი წვიმის ან მიწისძვრის შემთხვევაში მათი გრავიტაციულად დაძვრის ალბათობა იზრდება. მსგავსი პროცესის კარგი მაგალითია მდ. ვარაზისხევის ზემო წელში, მარჯვენა ფერდობზე 6500 მ2 ფართობზე ჩამომეწყრილი ანალოგიური გეოლოგიური მახასიათებლების მასალა, მიზეზი სავარაუდოდ მდინარის მიერ გამოწვეული ეროზიაა; კაკაბაძის ქუჩაზე მომხდარი კატასტროფა, ასევე მსგავსი გეოლოგიური მოვლენის შედეგია; მდ. ვერეს კატასტროფაც (2015 წ.) სწორედ ამ ტიპის მეწყრულ პროცესს მოჰყვა. აღნიშნულის თავიდან ასაცილებლად, აუცილებლად მიგვაჩნია მოცემულ ტერიტორიაზე შემდგომი განაშენიანება მოხდეს დეტალური გეოლოგიური კვლევების შედეგების შესაბამისად; მაქსიმალურად შეიზღუდოს მშენებლობა მდ. ვარაზისხევის მარჯვენა ფერდობზე; სამომავლოდ მოხდეს ფერდობის შესწავლა და მონიტორინგი მეწყრული პროცესების თავიდან აცილების მიზნით; ამ ეტაპისთვის აშენებული შენობების დასაცავად მოეწყოს სპეციალური, ფერდობის გასამაგრებელი, საინჟინრო ნაგებობები. გეოლოგიური საფრთხეების პარალელურად აღსანიშნავია ჰიდროლოგიური საფრთხეებიც, რაც როგორც ჰიდრავლიკურმა მოდელირებამ გვიჩვენა საკმაოდ სერიოზული საკითხია. უხვი ნალექისას მდ. ვარაზისხევის კოლექტორის ამოქოლვის შემთხვევაში მოსახლეობის უსაფრთხო ადგილას გადასაყვანად შესაბამის ორგანოებს რამდენიმე წუთი ექნებათ. ამიტომ გადამწყვეტი როლი ენიჭება ხეობაში მიმდინარე პროცესების მუდმივ რეჟიმში მონიტორინგს (იგულისხმება როგორც ფერდობების სტაბილურობის, ისე წყლის ნაკადის მონიტორინგის სისტემები) და გართულების შემთხვევაში შესაბამისი სამოქმედო გეგმების არსებობას.

26

Profile for Institute of Earth Sciences and NSMC

ვარაზისხევის კვლევის ანგარიში  

მდ. ვარაზისხევის ხეობის ზედა ნაწილის ზოგადი გეოლოგიური, გეოფიზიკური და ჰიდრავლიკური კვლევის ანგარიში

ვარაზისხევის კვლევის ანგარიში  

მდ. ვარაზისხევის ხეობის ზედა ნაწილის ზოგადი გეოლოგიური, გეოფიზიკური და ჰიდრავლიკური კვლევის ანგარიში

Profile for ies.nsmc
Advertisement