1. Геологическая часть
1.1 Географо-экономическая характеристика
Изучаемая территория расположена в области сочленения трех крупных орографических структур – гор Кузнецкого Алатау, Батеневского кряжа и Чебаково-Балахтинской впадины Минусинского межгорного прогиба. Абсолютные высоты поверхности района над уровнем океана колеблются от 352 м (оз. Шира) до 1427 м (голец Подоблачный в районе рудника Коммунар) и их отметки возрастают с востока на запад. Морфологические черты указанных выше орографических структур резко различны.
Кузнецкий Алатау характеризуется глубокорасчлененной поверхностью и имеет черты типичной горной страны. В осевой, наиболее приподнятой его части, местами господствует альпийский рельеф, сменяющийся последовательно высоко-, средне- и низко горным рельефом в направлении к Минусинской межгорной впадине. В центральной части Кузнецкого Алатау, в его гольцовой зоне, основные черты рельефа определились морозным выветриванием, нивацией, солифлюкцией, экзарационной и аккумулятивной деятельностью горных ледников. Формирование современного рельефа горнотаежной и, отчасти, лесостепной зон обязано в основном деятельности поверхностных вод. В удалении от осевой части Кузнецкого Алатау в преобразовании строения поверхности заметную роль сыграли селевые процессы. Естественно, что оформление современного рельефа Кузнецкого Алатау происходило в тесной связи с воздыманием этого крупного блока земной коры.
Главными формами рельефа Кузнецкого Алатау являются долины и водораздельные хребты. В гольцовой части широко распространены кары, ледниковые цирки, троги, уступы морозного выветривания, эквипленные поверхности, морены, а водоразделы изобилуют острогребневыми и пикообразными останцами.В горнотаежной зоне долины замкнутые, реже полуоткрытые, V-образные, местами трапециевидные. Ближе к межгорной впадине они сменяются открытыми долинами с широким слабо вогнутым дном.
В восточной части Кузнецкого Алатау и на его отрогах ярко выражена ярусность рельефа. Например, в пределах Батеневского кряжа отчетливо выражены три яруса рельефа: с гипсометрическими отметками в интервале от 950 до 1050 м, от 750 до 950 и от 600 до 750 м. В более высокогорной зоне можно различить дополнительно еще несколько ярусов.
Межгорные котловины характеризуются более низким в среднем гипсометрическим уровнем поверхности, широким распространением куэст, котловин выдувания, молодых аккумулятивных и денудационных равнинных поверхностей, развитием мелкосопочника.
Оформление современного облика поверхности котловин, как и обособление самой Минусинской впадины, обязано в основном тектоническим процессам, а также деятельности ветра и временных поверхностных вод.
По всей территории ярко выражены процессы селективного выветривания и денудации, а также отмечается четкая зависимость морфологии поверхности от геологического строения.
Густота речной сети весьма неравномерна – сильно убывает в направлении от гольцовой зоны к котловине. Если в гольцовой и предгольцовых зонах практически по всем долинам наблюдаются водотоки, то в степной зоне почти все долины лишены постоянных поверхностных водотоков.
Самым крупным водотоком района является р. Белый Июс, берущая свое начало со склонов горы Верхний Зуб. Сливаясь вблизи ж.д. станции Копьево с р. Черный Июс характеризуется весьма неустойчивым расходом воды. В пределах Кузнецкого Алатау она имеет черты типичной горной реки, но в Чебаково-Балахтинской котловине обретает характер равнинного водотока. В верхнем течении в р.Белый Июс впадает большое число сравнительно крупных притоков (Пихтерек, Тюхтерек, Караташ и др.)
В степной зоне количество рек незначительно, и они имеют небольшие размеры. Например, р. Карыш, которая берет свое начало вблизи ж.д. станции Сон, неоднократно скрывается под землю, затем через воклюзы появляется вновь на поверхности и впадает в оз. Иткуль. Подобным же образом ведет себя сравнительно короткая речка Сохочул.
В гольцовой зоне питание рек осуществляется в основном за счет таяния снега и льда, в таежной - за счет дождевых и талых вод, а в степной зоне - за счет дождевых вод. При этом в степной зоне атмосферные осадки, выпадающие в виде ливней, быстро скатываются по поверхности, вызывая сели и непомерное «вздутие» речек.
Описываемая территория богата озерными водоемами и болотами различного типа. Озера изобилуют в гольцовой и степной зонах. В горно-таежной зоне, в ее подзоне, прилегающей к гольцовой, озерных водоемов практически нет. Озера в гольцвой и предгольцовой зонах либо экзарационные, либо моренно-подпрудные, воды ультрапресные и практически не содержат растворенных солей.
Озера степной и горной лесостепи сформировались в дефляционных котловинах. Наиболее крупные озера (Беле, Шира, Иткуль и др.) образовались в котловинах выдувания, оформившихся на месте синклинальных структур. Много мелких озер образовалось на молодых поверхностях денудационного выравнивания, сформировавшихся на выходах гранитоидных тел (оз. Доможаково и др.). В горной лесостепи и частично в таежной зоне озера располагаются на выровненных водораздельных пространствах всех трех ранее упомянутых ярусов рельефа. К таким "возвышенным" озерам относятся озера Игерколь, Шерлаки, Дикое, Заводское, Буланкуль и др. Котловины этих озер имеют, главным образом, дефляционное происхождение и, наряду с другими факторами, свидетельствуют об аридном климате изучаемой территории в весьма недалеком прошлом.
Воды многих бессточных или слабопроточных озер степной зоны соленые и горько-соленые. При этом наиболее засоленными являются воды озер, котловины которых выработаны в красноцветных песчаниках верхнего и в вулканогенных толщах нижнего девона (озера Шира, Матарак, Шунет, Беле, Утичьи и др.).
Болота представлены верховыми (возвышенными), низинными и промежуточными типами и различны по своему происхождению.
Болота на эквипленных поверхностях голъцовой зоны большей частью моховые, а их формирование обусловлено большим количеством атмосферных осадков, близостью водонепроницаемых коренных пород и слабой водонепроницаемостью покрова рыхлых отложений, изобилующих глинистыми частицами. В поле развития моренного ландшафта большая часть болот образовалась за счет зарастания моренно-подпрудных озер. Они обычно моховые. На плоских водоразделах горно-таежной и горно-лесостепной зон болота сформировались при зарастании озер в дефляционных котловинах или на пологих участках в силу тех же причин, что и на эквипленных поверхностях. Преобладают травянистые болота, но также есть много моховых.
Условия образования болот на склонах более разнообразны. Здесь избыточное увлажнение почв имеет место при изменении крутизны склонов, при смене (вниз по склону) состава и строения делювиального покрова в сторону его меньшей водопроницаемости при закупоривании понор в карстовых воронках и ложбинках и др.
В степной зоне распространены лишь низинные болота. Здесь заболочены ложа почти всех крупных долин рек Карыш, Сон, Туим, Тюрим И др. Большим распространением в степной зоне пользуются болота, образовавшиеся вследствие зарастания озерных водоемов (Марекульское и Марченгашское болота). Эти болота преимущественно травяные, осоковые и камышовые.
На большей части территории господствует резко континентальный климат. Лето здесь непродолжительное и жаркое. В степной зоне в июльские солнечные и безветренные дни каменистые и песчаные грунты нагреваются до +500С, а температура воздуха доходит до +35-370С. Зато летние ночи в ясную погоду прохладные, температура воздуха иногда снижается до 00С , а в первой половине июня бывают и заморозки. Зимы продолжительные и сравнительно холодные. На курорте «Озеро Шира» средняя месячная температура июля + 18.80с, января – -18.90С. Наиболее высокая температура (+37 С) регистрировалась на курорте «Озеро Шира» в июле-августе, наиболее низкая (-490с) на ж.д. станции Шира в январе. Среднегодовая температура курорта «Озеро Шира»- 00С, пос. Коммунар - -0.10С , ж.д. станции Шира - -0.50с. Годовая амплитуда колебаний температуры достигает 85°С, суточная - 30°С. На температуру влияет не только высота над уровнем моря, но и разнообразие форм рельефа.
Атмосферные осадки в степной и лесостепной зонах выпадают, главным образом, в летнее время, в гольцовой и горнотаежной зонах-преимущественно осенью и в первой половине зимы.
Общее годовое количество атмосферных осадков сильно уменьшается в направлении от гольцовой зоны к степной: пос. Коммунар - 807 мм, пос. Бе- ренжак - 435 мм, Малая Сыя - 395 мм, пос. Туим - 353 мм, ж.д. станция Шира - 312 мм, курорт «Озеро Шира» -283 мм, Черное озеро - 266 мм.
В конце июня, в июле, реже, начале августа в степной и лесостепной зонах атмосферные осадки часто выпадают в виде ливней с очень крупным градом (градины до 100 г весом). С ливнями связано образование селей. Во второй половине августа и в сентябре осадки обычно выпадают в виде затяжных моросящих дождей .
Снежный покров в степной зоне маломощный. При этом значительное количество снега испаряется и большие площади оказываются бесснежными всю зиму. В лесостепной зоне снежный покров больше и устойчивее, увеличиваясь в таежной и гoльцовой зонах.
Основными факторами, определяющими климат исследуемой территории, являются циклонные ветры, которые двигаются к Минусинской котловине с юго-запада и несут с собой влагу. На своем пути они встречают приподнятую часть хребта Кузнецкого Алатау. Атмосферные потоки, поднимаясь над вершиной хребта, вступают в зону более низких температур. При этом относительная влажность повышается, наступает интенсивная конденсация атмосферной влаги и выпадают осадки. Перевалив через хребет, воздушные потоки опускаются и переходят в зону более высоких температур. Соответственно понижается относительная влажность воздушных потоков. Господствующие ветры превращаются здесь в фены: потоки воздуха, сильно обедненные влагой в горной области, опускаются вниз и выступают в качестве осушающего фактора.