O ходе подземных работ.

В первый же выход (в “новый” или верхний забой) после первого же буха стала видна большая камера. Еще 2 буха (больше для безопасности, камни нависали) - и пролезли в камеру диаметром 3 метра. Воздух уходит вверх. Воды гораздо больше, чем в лагерном ручье. Копать вниз можно, но очень опасно (2 выхода все же на это потратили), прошли между висящими камнями метров 6 по вертикали. Наверх по воде и воздуху - просто нельзя, свешиваются, иногда загибаясь, отщепы и тонкие плиты. Единственно, что можно - заложить мешок чего-нибудь могучего и бухнуть, чтобы все осыпалось.

Вообще по воде обычно таких неустойчивых завалов не бывает, не приходилось видеть. Вывод - вода там течет недавно, размывая примерно 3-х метровый прослой дробленой породы между зеркалами скольжения.

Потом пещера была углублена на 20 метров (с 341 до 361м): на старом дне, разбив глыбу, вышли в неширокий практически вертикальный ход с водой из лагерного ручья. Дно - расширение до 2м, вода уходит в рыхлый завал из небольших камней, вбок на несколько метров - щель, внизу которой глина (-361м, самая нижняя точка пещеры), ощутимый ток воздуха отсутствует. Копались внизу 2 выхода, безрезультатно.

В “старом” забое стали работать в самом конце экспедиции, сделали 3 выхода. Копали прямо вверх, и в последний выход вдруг пошли мелкие слегка сцементированные камушки (не иначе, как вынесло потоком воды). Пролезли в зальчик (“Зал Погибшей надежды”), из него еще метра 4 вверх, воздух также идет вверх, но снова надо копать, хотя и уже делать это попроще да и отваливать недалеко. Стало понятно, что весь низ пещеры - это пересечение разломов (по одному заложена вся верхняя часть пещеры, по другому – “старый” забой).

План системы Каньон-Самохват (190kb)

...

После экспедиции стало очевидно, что известная на настоящее время часть пещеры идет по разлому и имеет 5 независимых практически вертикальных водотоков (Каньон, Самохват и 3 ручья в придонной части). Где-то далеко внизу по этой трещине должен быть уже солидный водоток, но вниз не дует, значит там где-то все завалено. Воздух идет на середине трещины на большой высоте от воды. По нему мы и пытаемся пройти.
...

Теперь о температурном режиме, давлении и циркуляции воздуха.

Летом 1992г. я делал оценку расхода воздуха на входе в Самохват – стучал головешкой по стене и смотрел, с какой скоростью летят искры. В результате такого высоконаучного измерения на Самохвате получилось примерно 0,7 м³/c, а расход в Каньоне я оценил, сравнивая с Самохватом, в 5 м³/c.

Сейчас у нас благодаря Володе Соломенцеву был анемометр-крыльчатка, и мы могли произвести точные измерения. Максимальная измеренная скорость ветра в пещере оказалась равной 1.5-1.6 м/c. Причем воспринимается в пещере это как очень сильный ветер, буквально сдувает, крыльчатка вращается как сумасшедшая. В пещерах я видел ветер того же порядка, сильнее пожалуй не видел. То есть в пещерах, за исключением совсем уж экзотических случаев, ветра сильнее 1.5-2м/с не бывает.

Когда ветер начинает шуметь? Как показали измерения, примерно при 0.4-0.5 м/с. Это позволяет оценить расход, даже не имея никаких приборов (конечно, будет еще определенная зависимость уровня шума от профиля хода).

А.Дегтярев и В.Соломенцев поставили интересный эксперимент, постепенно перекрывая мешками вход в пещеру Самохват и измеряя при этом сечение отверстия и скорость ветра. Сначала расход остается почти неизменным за счет повышения скорости потока. Когда сопротивление этого отверстия становится того же порядка, что и сопротивление всей пещеры, расход начинает ощутимо уменьшаться. Надо конечно подумать, как все это обсчитывать, но получается, что можно экспериментально мерить сопротивление всей пещеры. (Как в электрической сети поставили переменное сопротивление – пока оно маленькое, на ток в сети оно не влияет, когда же становится больше сопротивления всей цепи – ток определяется исключительно им.)

Расход на входе в Самохват оказался равным 0,4-0,45 м³/с. Расход на входe в Обвальный зал на -220м был порядка кубометра в секунду (точно измерить там нельзя, потому что под потолком зала есть еще одна большая дырка). На узости (где была зафиксирована максимальная скорость потока) расход был 0.5м³/с.
Естественно, расход должен достаточно сильно меняться с изменением температуры. И летом расход может быть большим, потому что перепад температур между поверхностью и пещерой больше.

N точки	Расход в минуту на ед. площади G0, л/дм2мин	S, м2	v, м/с	Общий расход G, м3/с
А.Макаров, 2.02.05
1	74 77 77	0.62	0.13
	85 88 82	1.69	0.14	0.41
	63 72 71	0.80	0.11
3	281 271 258	0.36	0.45	0.16
7	965 905 975	0.28	1.6	0.44
А.Дегтярев, В.Соломенцев
вход в Самохват				0,124 (tпов=-1С)
				0,113 (tпов=+2С)
“Новый” забой				0,1
“Старый” забой				0,028

Здесь скорость v(м/с)= G₀ (л/дм²мин)/600, расход G(м³/с) =v(м/с)S(м²).

Температура. Летом 1992г. термометр показывал в пещере 3.5 градуса (и в Ветерке, и в Самохвате), хотя, возможно, он был не очень точным.
В этот раз профиль температуры на участке -220-320м измерил Андрей Макаров. На входе в квазигоризонтальную часть температура была 2.6, в районе ПБЛ – 4, внизу на последнем колодце было 4.3 градуса. Так что с точки зрения микроклимата вся пройденная часть пещеры является привходовой частью.

Теперь что касается использования часов с функцией измерения давления для измерения глубины пещеры. Непосредственно измеряются температура и давление.
Зная температуру и давление, часы высчитывают высоту над уровнем моря по некоторой формуле, которая может быть различная для различных моделей часов.

k	время	давление p, мбар	давление pb, мбар	t,C	t',C	H',м	h,м	H, м
9	17.09,20.11	912,916	913	4.0			846	843
1	17.55,18.12	907,908	913,912	2.6			904	904
2	18.31	908	912	2.5	0.7	905	895	899
3		908	912					902
4	19.12	912	912	3.5	2.8	875	860	877
5	19.35	913	912	3.5	-0.6	860	855	862
6	19.50	914	912	3.7	3.7	850	846	858
7	20.11	914	913		-0.4	860		856
8	20.22	915	913	3.4	2.5	850	839	848
9	20.11	916	914	4.0			830	843
10	21.09	917	914	4.0	4.0	825	820	832
11	20.54	917	914	4.3	8.8	840	820	823

Здесь t – температура по ртутному термометру, t' – температура по термометру, встроенному в наручные часы, H' – высота н.у.м. по часам, h – посчитанная по давлению, H – по полуинструментальной съемке, p_b – давление на базе (точка 9) в это же время. Измерения проводил Андрей Макаров, часы Casio ... , 02.02.05.

Расчет высоты по давлению проводился по формуле

h_k-h₁=18400(1+(1/273) (t₁+t_k)/2) (1+0,378 (7/p₁)) lg(p_k/p₁),

где h₁, t₁, p₁ и h_k, t_k, p_k – высота, температура и давление в точках 1 и k соответственно. Второй множитель позволяет учитывать температуру, третий – влажность воздуха, см. Баронивелирование в пещерах.. На базовой точке в лагере (k=9) давление p_b в ходе измерений менялось незначительно (на 1 мбар).

Результаты измерений лишний раз подтверждают (см. точку 11), что надо снимать показания давления, а не высоты. А затем считать самим. На 81м полуинструментального перепада получилось 84м по часам. Если мерить 2 раза (туда и обратно), то получается почти точно (см. точки 1 и 9). Типичная ошибка составляла до 15м, что в общем соотносится с точностью встроенного в часы барометра, составляющей около 8-9м в пересчете на высоту. К сожалению, эта точность не позволяла использовать их для выяснения влияния наличия узостей с сильным ветром на измерение глубины. Для этого надо использовать более точные приборы.

Более того, обращает на себя внимание существенная разница в показаниях в разное время в точке 9 часов, которые носили с собой, при неизменном давлении на контрольных часах. Это указывает на то, что показания некоторых моделей часов при переноске могут изменяться, в то время как реально давление не меняется.

А.Ш.: Зеркала скольжения там точно есть. И видно, что Самохват идет в точности по этому разлому практически от самого верха до дна, и это примерно 300 метров по глубине.

Е.С.: С одной стороны, разломы формируют пещеру, по ним просачивается вода, но с другой стороны, делают ее непроходимой для человека, по ним накапливается обломочный и глинистый материал.

А.Ш.: Воздух проходит, правда, верхом, или точнее, вверх-вниз через завалы… Кстати, в зале Погибшей надежды, в который вышли в последний день, мы, похоже, попали на перпендикулярный разлом (тоже хорошо видно зеркало), по пересечению которого с нашим и заложена перекрытая завалами донная часть пещеры.

Вопрос:
- Ветер дул все время в одном направлении или в разных? Менялось ли направление во время вашего пребывания в пещере?

- Сила ветра менялась, хотя и не очень значительно, что, очевидно, связано с изменением погоды на поверхности. Но направление циркуляции не менялось. Что, кстати, косвенно говорит о том, что воздух выдувает из входа, расположенного гораздо выше (по крайней мере на 300-400 метров) имеющихся двух – например, из Снежной. Ведь днем было довольно тепло, на уровне Самохвата за несколько дней снег почти стаял. А если бы второй вход был расположен не с очень большим превышением, такое потепление могло привести к обращению циркуляции.