Экзогенные ОПП. Сели Лавины. Классификация лавин. Противолавинные защитные мероприятия

По мощности выделяют три  группы селей:

• мощные с выносом подножия гор более 100 тыс. м³ (1 раз в 5-10 лет),
• средние – 10-100 тыс.м³ ( 1 раз в 2-3 года),
• слабые – менее 10 тыс.м³. Особо мощные, частота их 30-50 лет. Длительность селевого потока 1-3 часа, иногда 6-8 часов, реже 10 часов.

По генезису выделяют следующие  виды селей:

• Альпийский тип – быстрое сезонное таяние снега (США, Канада, Анды, Альпы, Гималаи)
• Потоки пустынного типа в засушливых и полузасушливых областях при внезапных обильных ливнях (Аризона, Невада, Калифорния)
• Лахары – вулканические грязевые потоки, возникающие после сильного дождя на склонах вулканах, недавно засыпанных мощными, находящимися еще в неустойчивом положении отложениями пыли и пепла.

По  составу переносимого твердого материала  селевые потоки принято различать  следующим образом:

• грязевые потоки. Смесь воды с мелкоземом при небольшой концентрации камней. й; попадаются и крупные камни, но их немного, они то выпадают из потока, то вновь Объемный вес 1,5—2,0 т/м ;
• грязекаменные потоки. Смесь воды, мелкозема, гальки, гравия, небольших камне начинают двигаться вместе с ним. Объемный вес 
  2,1—2,5 т/м³;
• водокаменные потоки. Смесь воды с преимущественно крупными камнями, в том числе с валунами и со скальными обломками. Объемный вес 1,1 —1,5 т/м³.

Карта селеопасных районов  на территории бывшего СССР представлена на рис 1.

Сели образуются в результате продолжительных ливней, бурного  таяния ледников и снега, обрушении  в русло большой массы рыхло - обломочного материала. Сели движутся, как правило отдельными валами со скоростью до 10 м/ с и более.

Для образования селя одних интенсивных  осадков недостаточно, необходима еще  и горная масса, которая вовлекается  в поток воды. Горная масса для селей образуется из продуктов разрушения горных пород. На ее образование уходит от 6 до 24 лет. Грязекаменные потоки проходят значительно реже, мелкие и наносовидные – несколько чаще. Главная причина разрушения горных пород заключается в резких внутрисуточных колебаниях температуры воздуха. Так, в летние месяцы в горных районах Туркмении и Армении суточная амплитуда колебаний температуры воздуха достигает 50—60° С. Это ведет к возникновению многочисленных трещин в породе и ее дроблению. Описанному процессу способствует периодическое замерзание и оттаивание воды, заполняющей трещины. Замерзшая вода, расширяясь в объеме, с огромной силой давит на стенки трещины. Кроме того, горные породы разрушаются за счет химического выветривания , а также за счет органического выветривания под воздействием микро- и макроорганизмов. В большинстве случаев причиной образования селей служат ливневые осадки, реже интенсивное таяние снега, а также прорывы моренных и завальных озер, обвалы, оползни, землетрясения. Впрочем, каждому горному району свойственна определенная статистика причин возникновения селей.Например, в целом для Кавказа причины возникновения селей распределяются следующим образом: дожди и ливни — 85 %, таяние вечных снегов — 6 %, сброс талых вод из мореных озер — 5%, прорывы завальных озер — 4%. А вот в 
Заилийском Алатау все наблюдавшиеся большие и огромные сели вызваны прорывом моренных и завальных озер.

В общих  чертах процесс формирования селя ливневого  происхождения протекает следующим  образом. Вначале вода заполняет  поры и трещины, одновременно устремляясь  вниз по уклону. При этом резко ослабевают силы сцепления между частицами, и рыхлая порода приходит в состояние  неустойчивого равновесия. Затем  вода начинает течь и по поверхности. 
Первыми приходят в движение мелкие частицы грунта, потом галька и щебень, наконец, камни и валуны. Процесс лавинообразно нарастает. Вся эта масса поступает в лог или русло и вовлекает в движение новые массы рыхлой горной породы. Если расход воду недостаточный, то сель как бы выдыхается. Мелкие частицы и небольшие камни уносятся водой вниз, крупные камни создают в русле самоотмостку. Остановка селевого потока может так же происходить в результате затухания скорости течения при уменьшении уклона реки. Какой- либо определенной повторяемости селей не наблюдается. Замечено, что образованию грязевых и грязекаменных потоков способствует предшествующая засушливая длительная погода. При этом на горных склонах накапливаются массы тонких глинистых и песчаных частиц. Они-то и смываются ливнем. 
Напротив, формированию воднокаменных потоков благоприятствует предшествующая дождливая погода. Ведь твердый материал для этих потоков в основном находится у подножия крутых склонов и в руслах рек и ручьев. В случае хорошей предшествующей увлажненности ослабевает связь камней друг с другом и с коренной породой.

Ливневые селевые потоки носят  эпизодический характер. В течение  ряда лет могут пройти десятки  значительных паводков, и только потом  в очень дождливый год случится сель. Бывает, что на реке сели наблюдаются  довольно часто. Ведь в любом сравнительно большом селевом бассейне есть много  селевых очагов, и ливни накрывают  то один, то другой очаг. Так, на р.Баксан три года подряд (1960—1962 гг.) проходили  мощные селевые потоки, каждый раз  оставляя в долине реки 100—200 тыс. м3 рыхлообломочного материала. В верхней  части бассейна Терека по рекам Тери-Дон, Гимра-Дон и другим в очень  дождливый 1953 г. прошел ряд мощных грязекаменных  и воднокаменных селевых потоков. Добавим также, что сели большей  частью, приурочены к вечерним и  ночным часам суток. Причина в  том, что сильный дневной прогрев  воздуха над равнинами приводит к бурному развитию восходящих воздушных  потоков и к образованию кучевых  облаков, затем ночью воздух охлаждается, и выпадают осадки. Иногда сель провоцируется  землетрясением. Яркий тому пример 10-балльное Хантское землетрясение  в июле 1949 г. в Средней Азии на стыке Зеравшанского и Алайского  хребтов. В разных местах бассейна реки Ярхич (правый приток Вахша) отмечались массовые оползни и обвалы, перегородившие на короткое время горные реки. Вследствие прохождения селя были уничтожены селения  Хант, Ярхичкала и другие селеопасны и районы действующих вулканов. Так, например, взрыв вулкана 
Безымянного на Камчатке 30 марта 1956 г. и оседание больших масс горячего пепла на склонах привело к бурному таянию снега. По реке Сухая Хапица прошел мощный селевой поток. О возможных масштабах подобного рода явления свидетельствует трагический случай, происшедший в Колумбии в конце ноября 
1985 г. Вследствие извержения вулкана Руис и последовавшего бурного снеготаяния со склонов гор в долины одновременно устремились десятки мощных селевых потоков. Под толщей грязи и камней оказался погребенным г. Армеро. 
В той или иной мере пострадали 200 000 человек, погибли и пропали без вести 
23 000 человек, полностью разрушено 4500 жилых домов. Общий материальный ущерб превысил 175 млн. долларов.

Понятно, что далеко не все случившиеся  сели оказываются зарегистрированными. Ведь многие из них происходят высоко в горах, где почти нет населения. О некоторых из них удается  судить по косвенным признакам. Например, утром 29 апреля 1962 г. на реке Пяндж у  поселка Чубек уровень воды внезапно понизился на 2 м. Как потом выяснилось при самолетном обследовании, на притоках Пянджа имели место сели. Пяндж  в трех местах оказался перегороженным конусами выноса. Уже днем плотины  разметало, остались лишь их следы.

Многим горным районам свойственно  преобладание того или иного вида селя по составу переносимой твердой  массы. Так, в Карпатах чаще всего  встречаются воднокаменные селевые  потоки сравнительно небольшой мощности. 
На Северном Кавказе проходят преимущественно грязекаменные потоки. С горных хребтов, окружающих Ферганскую долину в Средней Азии, спускаются, как правило, грязевые потоки.

Существенным является то, что сель в отличие от водного потока движется не непрерывно, а отдельными валами, то почти останавливаясь, то опять  ускоряя движение. Это происходит вследствие задержки селевой массы  в сужении русла, на крутых поворотах, в местах резкого уменьшения уклона. 
Если обычно скорость течения селевого потока составляет 2,5—4,0 м/с, то при прорывах заторов она иногда достигает 8—10 м/с; расход воды увеличивается в 
3—5 раз. Склонность селевого потока двигаться последовательными валами связана не только с заторами, но также с неодновременным поступлением воды и рыхлого материала из различных очагов, с обрушением породы со склонов и, наконец, с заклиниванием крупных валунов и скальных обломков в сужениях. 
Именно при прорывах заторов происходят самые значительные деформации русла. 
Порой основное русло становится неузнаваемым или оказывается полностью занесенным, и вырабатывается новое русло.

Приведем некоторые примеры  прохождения разрушительных селевых  потоков.

25 мая 1946 г. на реке Гедар  в районе г. Еревана прошел  исключительный селевой паводок... Наводнение началось в 20 час. 30 мин. по местному времени и  стремительной волной прокатилось  по улицам центральной и восточной  частей Еревана.

Прорвав правобережные укрепленные  валы, лавина камня и земли устремилась  на кварталы города, сметая и разрушая все на своем пути. Там, где путь потоку преграждали здания, он начисто  смывал их или, входя в здание с  одной стороны, не изменяя направления, выходил из противоположной стороны, увлекая все содержимое домов.

Смытые на улицах автомашины, деревья  и столбы вместе с базальтовыми глыбами  устремлялись во дворы и часто  застревали в подвалах домов. Стальные рельсы и балки разрушенных мостов искривились самым причудливым  образом; булыжный и асфальтовый  настил мостовых сдирался и уносился течением.

Своей внезапностью и быстротой  подъема волна вначале напоминала катящийся вал из воды и наносов, включая и огромные камни до 1,0—1,5 м в диаметре. По мере движения вдоль  улиц волна разбивалась и распластывалась, отлагая камни и более мелкие наносы в затапливаемых улицах и  дворах.

Паводок был вызван мощным ливневым дождем, выпавшим в этот день дважды 
— в середине дня и вечером. Дневной дождь с общей суммой осадков до 20 мм не вызвал паводка в реке Гедар, так как, по-видимому, полностью пошел на напитывание почвы. Второй ливневый дождь, наблюдавшийся после 20 час, выпал на почву, уже насыщенную предшествующим дождем. Он-то и вызвал селевой паводок, приведя в движение насыщенный водой делювий".

Высокогорное озеро Иссык с  чистой и прозрачной водой голубовато- зеленого цвета долгое время служило  излюбленным местом отдыха жителей  г. 
Алма-Ата. Сюда была проложена автомобильная дорога, на берегах построены гостиница, турбаза, пионерские лагеря. И вот в воскресный день 7 июля 1963 г. озеро перестало существовать. Тот памятный день выдался жарким, около полудня пошел дождик. Внезапно из-за поворота впадающей в озеро реки Иссык выкатился черный грязекаменный вал. Вслед за первым валом прошло еще несколько, но самым большим оказался третий вал. На озере возникли огромные волны, которые наносили каменной перемычке, образующей чашу озера, один удар за другим. В конце концов, перемычка высотой в 50 м была разрушена. 
Вода из озера бушующим потоком (с расходом до 1000 м3/с) ринулась вниз. 
Селем оказалась разрушена часть поселка Иссык в 10 км ниже озера. Селевой поток распластался ниже этого поселка в виде конуса выноса длиной 8 км и шириной 2 км. Как потом выяснила специально снаряженная экспедиция, у края ледника в долине реки Жирсай (правый приток реки Иссык) существовало глубокое мореное озеро. Предшествующие селю дни были жаркими. Ледник интенсивно таял. Мореное озеро переполнилось водой, и край морены обрушился. Сель доставил в озеро Иссык около 3 млн. м камней, грязи и леса.

Перенесемся далеко на восток. В 1971 г. с северного склона хребта Хамар- 
Дабин (южное Прибайкалье) спустились многочисленные селевые потоки. Их причиной послужили обильные ливневые дожди, которые прошли 24—25 июля. В движение была вовлечена не только рыхлая горная порода, но также почвенный слой и высокоствольные деревья. Оказались поврежденными железная дорога на участке Слюдянка-Танхой и автомобильная дорога между Иркутском и Читой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Лавины

3.1 Что такое  лавина?

Лавина – снежный обвал, масса снега на горных склонах, пришедших в движение, скользящее и низвергающиеся. Возникновения лавины возможны во всех горных районах, где устанавливается устойчивый снежный покров. Лавины движутся со средней скоростью 20-30 км/с. Для схода снежных лавин необходимы снежная масса и благоприятные климатические условия.

Перекристаллизация снега  – это испарение (сублимация), в  результате которого твердые кристаллы снега испаряются, переходят в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такое испарение происходит за счет разности температуры внутри снежной толщи. Кристалы снега, называемого глубинным инием, возникают в приземном слое и обладают ничтожным сцеплением. Образование такого слоя создает подвижный горизонт скольжения, по которому начинают свой путь будущие лавины.

Распространенность лавин  в бывшем СССР представлена на рис.2

Факторы лавинообразования:

• Соотношения крутизны и мощности снега
• Структура снега, метаморфизация снежного покрова
• Температурный режим внутри снежной толщи и метеорологические условия
• Микрорельеф подстилающей поверхности
• Землетрясения или другие сотрясения

 

3.2 классификация лавин

По морфологии пути:

• Осовы – соскользнувший широким фронтом снег (вне строго фиксированных русел). При этом вовлекается масса снега толщиной 30-40 см. Роль таких лавин незначительна
• Лотковые лавины – течение и перекатывание снежных масс по строго фиксированному руслу. Конусы выноса таких лавин состоят из снега, пермешанного с обломочным материалом. При движении лавин по ровной или слегка наклоненной поверхности происходит выпахивание аллювия создаются гряды, а внизу – бугры высотой 2-3 м.
• Прыгающие лавины – свободное падение снежных масс при наличии отвесных стен на их пути. 

По морфологии лавиносбора  различают следующие лавины:

• Эрозионный врез
• Денудационная воронка
• Деформированный кар

По типу состояния снега:

• Сухой метельный снег
• Старый влажный метельный снег
• Мокрый фирновый снег

Мокрые лавины состоят  из плотного и вязкого (мокрого) снега. 1м³ весит 400-600 кг., скорость лавины 10-20 м/с, воздушной волны не, давление 200 т/м² (пробивает капитальное здание).

Скорость сухой лавины – 100 м/с , давление 40-100 т/м². Возникает сильная воздушная волна.

 

3.3 Противолавинные  защитные мероприятия