Перечислите зоны селевого бассейна

Перечислите зоны селевого бассейна

Сель (в гидрологии от араб. ‎‎сайль — «бурный поток») — поток с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород (до 50—60% объёма потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек, как правило, ливневыми осадками или бурным таянием снегов. Сель — нечто среднее между жидкой и твёрдой массой. Это явление кратковременное (обычно оно длится 1—3 ч), характерное для малых водотоков длиной до 25—30 км и с площадью водосбора до 50—100 км².

Характеристики

Скорость движения селевых потоков — в среднем 2—4 м/с, иногда 4—6 м/с, что обуславливает их большое разрушительное действие. На своем пути потоки прокладывают глубокие русла, которые в обычное время бывают сухими или содержат небольшие ручьи. Материал селей откладывается в предгорных равнинах. Сели характеризуются продвижением его лобовой части в форме вала из воды и наносов или чаще наличием ряда последовательно смещающихся валов. Прохождение селя сопровождается значительными переформированиями русла.

Причины возникновения

Сель возникает в результате интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния ледников или сезонного снегового покрова, а также вследствие обрушения в русло больших количеств рыхлообломочного материала (при уклонах местности не менее 0,08—0,10). Решающим фактором возникновения может послужить вырубка лесов в горной местности — корни деревьев держат верхнюю часть почвы, что предотвращает возникновение селевого потока. Иногда сели возникают в бассейнах небольших горных рек и сухих логов со значительными (не менее 0,10) уклонами тальвега и при наличии больших скоплений продуктов выветривания. По механизму зарождения различают эрозийные, прорывные и обвально-оползневые сели.

Места возникновения

Потенциальный селевой очаг — участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели. Селевые очаги делятся на селевые врезы, рытвины и очаги рассредоточенного селеобразования. Селевой рытвиной называют линейное морфологическое образование, прорезающее скальные, задернованные или лесные склоны, сложенные обычно незначительной по толщине корой выветривания. Селевые рытвины отличаются небольшой протяженностью (редко превышают 500-600 м) и глубиной (редко более 10 м). Угол дна рытвин обычно более 15°.

Селевой врез представляет собой мощное морфологическое образование, выработанное в толще древних моренных отложений и чаще всего приуроченное к резким перегибам склона. Кроме древне-моренных образований селевые врезы могут формироваться на аккумулятивном, вулканогенном, оползневом, обвальном рельефе. Селевые врезы по своим размерам значительно превосходят селевые рытвины, а их продольные профили более плавные, чем у селевых рытвин. Максимальные глубины селевых врезов достигают 100 м и более; площади водосборов селевых врезов могут достигать более 60 км². Объем грунта, выносимый из селевого вреза за один сель, может достигать 6 млн м³.

Под очагом рассредоточенного селеобразования понимают участок крутых (35-55°) обнажений, сильно разрушенных горных пород, имеющих густую и разветвленную сеть борозд, в которых интенсивно накапливаются продукты выветривания горных пород и происходит формирование микроселей, объединяющихся затем в едином селевом русле. Они приурочены, как правило, к активным тектоническим разломам, а их появление обусловлено крупными землетрясениями. Площади селевых очагов достигают 0,7 км² и редко больше.

Классификация

Сейсмосели. В результате землетрясений отколовшиеся фрагменты ледников или горных пород могут преградить путь рекам, образовывая очень неустойчивые плотины. При разрушении такой плотины вода из нее сбрасывается не постепенно а моментально, что способствует накоплению потоком большой кинетической энергии.

Лахары. Лахары — селевые потоки вулканического происхождения. В результате выброса лавы или схода пирокластических потоков происходит быстрое таяние снежного покрова и ледников на склонах вулкана, а образовавшаяся вода смешивается с пеплом и горными породами. При извержении Везувия 79 года, под пеплом которого были похоронены Помпеи, город Геркуланум завалило трёхметровым слоем грязекаменной массы, принесённой лахаром. При раскопках обнаружено, что селевой панцирь Геркуланума значительно более плотный, чем пепловый слой Помпей.

Связные. К связным относят грязекаменные потоки, в которых вода практически не отделяется от твёрдой части. Они обладают большим объёмом (до 1,5—2,0 т/м³) и большой разрушительной силой. К несвязным относят водокаменные потоки. Вода переносит обломочный материал и по мере уменьшения скорости откладывает его в русле или в области конуса выноса на предгорной равнине.

В селевом бассейне выделяют следующие зоны:

Зона зарождения (питания)

По степени насыщенности наносами и их фракционному составу

Грязевые сели — смесь воды с мелкозёмом при небольшой концентрации камней, объёмный вес у=1,5—2 т/м³

Грязекаменные сели — смесь воды, гальки, гравия, небольших камней, у=2,1—2,5 т/м³

Водокаменные (наносоводные) сели — смесь воды с преимущественно крупными камнями, у=1,1—1,5 т/м³

Борьба с селями

Сели могут производить огромные разрушения. Борьба с селями ведется преимущественно путём закрепления почвенного и растительного покрова, строительства специальных гидротехнических сооружений. Для борьбы с селями проводят профилактические меры и строительство инженерных сооружений. Применение тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна. Профилактические меры принимают для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса. Наиболее радикальным средством является лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Здесь же целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

В руслах селей наибольший эффект дают запруды. Эти сооружения из камня и бетона, установленные поперек русла, задерживают сель и отбирают у него часть твёрдого материала. Полузапруды отжимают поток к берегу, который менее подвержен разрыву. Селеулавливатели применяют в виде котлованов и бассейнов, закладываемых на пути движения потоков; строят берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя. Эффективны направляющие дамбы и селехранилища. Дамбы направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие.

На участках населённых пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения, устраивают отводные каналы, направляющие дамбы, русло рек забирают в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока. Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

Источник

Что такое сель и чем опасен селевой поток?

Сель – это поток камней, минеральных частиц и обломков горной породы, спускающийся с возвышенностей вследствие бурного таяния снега или продолжительных ливней. В просторечии сель называют «грязевой поток». И действительно: стремительно сходящая со склонов масса представляет собой как будто разжиженную грязь.

Сель выглядит как сплошной поток грязи вперемешку с камнями, с выраженным передним фронтом волны, который может достигать в высоту от пяти до пятнадцати метров (так называемая «голова» селя). Известны случаи, когда вал селевого потока достигал в высоту до 25 метров.

Селевой поток – явление кратковременное, оно возникает внезапно, преимущественно в бассейнах горных рек, и длится не дольше трех часов. По данным ученых, это явление характерно для коротких водотоков, длина которых не превышает 30 км, а площадь водосбора составляет до 100 кв. км.

Минеральные частицы составляют до 60% от плотности потока. Сель – явление опасное не только для природы, но и для человека: оказавшись на пути грозного потока, люди в полном смысле этого слова рискуют своей жизнью.

Как бороться с селями?

Частично предотвратить селевые потоки помогает фиксирование и укрепление почвы и растительного покрова, конструирование специальных гидротехнических сооружений. В зависимости от предполагаемой зоны селевого бассейна выбирают тот или иной способ защиты. Такие меры помогают либо вовсе предотвратить возникновение потока, либо существенно его ослабить.

Так, на потенциально опасных склонах гор высаживают деревья, стволы которых способны рассечь плотный поток на несколько мелких и снизить опасность для сельскохозяйственных угодий. Именно поэтому в районах водосбора вырубка лесов и распахивание земель запрещены.

Склоны укрепляют земляными валами, террасированием, обустройством водоотводящих нагорных каналов. Поперек русла селевого потока устраивают запруду из бетона и камня – это задерживает частицы потока и одновременно «отодвигает» его к краям русла, ослабляя мощность селя. К числу эффективных инженерных сооружений относят селеулавливатели – котлованы и бассейны на пути предполагаемого потока.

Дамбы, селехранилища, отводные каналы, подпорные стенки помогают направить селевой поток по нужному вектору ослабить его мощь. В местах, где под склонами гор проложены дороги, обустраивают каменные лотки, по которым селевой поток направляется под трассу или проходит над ней, не разрушая самой дороги.

Какими бывают сели?

По механизму возникновения сели делят на три основных типа: эрозионный, прорывной, обвально-оползневый. В первом случае сначала размывается грунт, водный поток насыщается обломками и минеральными частицами, после чего формируется сама селевая волна. Второй тип – когда вода накапливается одновременно с размывом горной породы, а по достижении предела водоем прорывается, и селевой поток устремляется вниз со склонов или вдоль по руслу. Обвально-оползневой тип – самый опасный: происходит резкий срыв огромной массы воды и горной породы.

Сели также подразделяют на зональные (систематические, вследствие выпадения осадков, с постоянными путями движения), региональные (происходят эпизодически из-за геологических процессов, пути движения непостоянны) и антропогенные (случаются из-за деятельности человека).

Классифицируют сели и по мощности потока: мощные переносят до 100 тысяч кубических метров твердой массы; сели средней мощности способны вынести от 10 до 100 тысяч кубометров; слабые сели выносят менее 10 тысяч кубометров твердых частиц.

По воздействию селевых потоков на сооружения сели классифицируют на маломощные, средней мощности, мощные и катастрофические. Первые оставляют после себя лишь небольшие размывы; вторые полностью забивают водопропускные отверстия сооружений и сильно размывают почву, могут снести строения, возведенные без фундамента. Третьи имеют большой разрушительный потенциал, сносят мосты и дороги. Наконец, четвертые полностью сметают все на своем пути, включая дороги и здания, погребая их обломки под наносным слоем грязи.

Почему возникают сели?

Сели являются следствием погодных факторов (дождей, снегопадов), а также катаклизмов – например, землетрясений. Причинами могут быть и техногенные факторы: нарушения при проведении горнодобывающих работ, прокладке трасс, вырубке леса. Ученые приняли классификацию селей, в зависимости от типа их происхождения.

Чаще всего причиной становится дождь, размывающий склоны и приводящий к оползням. К образованию селя может привести интенсивное таяние снега (это свойственно в первую очередь субарктическим зонам), таяние льда (характерно для высокогорных районов), извержение вулкана (тает снег, прорываются кратерные озера).

К селям может привести сильное землетрясение (так называемый сейсмогенный фактор) или разрушение озерной плотины. Деятельность человека относят к антропогенным факторам прямого и непрямого воздействия.

По утверждениям ученых, для каждого горного района Земли характерны свои причины и условия возникновения селей. В районе Кавказа в 85% случаев к селям приводят дожди. В целом же на селеопасные районы приходится около 20% всей территории Российской Федерации.

Активнее всего ведут себя сели в Северной Осетии, Кабардино-Балкарии, Дагестане, в районе озера Байкал и Саянского хребта, на Камчатке и в районах Приморья, на Кольском полуострове и в районе Уральского хребта. Исследователи насчитывали в бывшем СССР до пяти тысяч селевых бассейнов. Эти бассейны условно делят на несколько групп:

– Бассейны высокой селевой активности, где селевые потоки сходят каждые три-пять лет.

– Бассейны средней активности со сходом селей один раз в шесть-пятнадцать дет.

– Бассейны с низкой селевой активностью, где потоки фиксируют не чаще раза в полтора десятилетия.

Селевой поток движется волнообразно, вынося с собой сотни тысяч кубометров вязкой грязевой массы. Отдельные обломки горной породы могут достигать четырех метров в диаметре. Встречая препятствие, сель легко проходит через него, набирая дополнительную плотность и силу.

Скорость передвижения потока может составлять до 15 километров в час, причем с момента возникновения селевого потока до времени его спуска в предгорья может пройти не больше двадцати минут.

Источник

Р и с . 86. Зоны селевого бассейна:

Селевые потоки подраз­деляют на связные и несвяз­ные. К связным относят гря-if каменные потоки, в которых вода практически не отделяется от твердой ча­сти. Они обладают огромной разрушительной силой. Несвязные сели иначе называют водокаменными. Вода переносит обломочный материал п по мере уменьшения скорости откладывает в русле или в области конуса выноса.

Селевые потоки обычны для гор Алтая, Кавказа, Урала и т. д. При инженерно-геологических изысканиях для строительства объектов не­обходимо выявлять районы, где возможно появление селей. В селевом бассейне выделяют следующие зоны:

площадь водосбора (область питания),

возможный путь движения (канал стока),

• область, где происходит отложение каменного материала с обра-юнанием конуса выноса (рис. 86).

При определении селеопасных направлений следует учитывать ношожность появления селей в районах, где они раньше не возникали. Чаще всего это связано с вырубкой горных лесов. Начиная с XIX в. количество таких районов значительно возросло.

Каждое селеопасное направление изучается. Определяют количе-■ i пенные показатели селевых потоков—скорость движения, плот­ность массы и ударную силу. Плотность показывает насыщенность селя чайного участка твердым материалом, а ударная Сила дает представле­ние о количестве воды и твердого материала, проходящих каждую > скунду через данное сечение русла.

Борьбу с селями проводят по нескольким направлениям:

организационно-хозяйственные мероприятия: прогнозирование

селей, оповещение населения об опасности; недопущение в пределах селеопасных русел строительства дорог, зданий, водозаборов;

агротехнические и лесомелиоративные мероприятия: правильное использование горных склонов; сохранение дернового слоя на пастби­щах; устранение пересыхания верхнего слоя почвы; недопущение поверхностей эрозии почв при осадках; регулирование пастбищного хозяйства; лесопосадки на склонах;

строительство специальных гидротехнических сооружений (на­пример, см. табл. 34) и террасирование склонов.

Селерегулируюшие сооружения позволяют пропускать сель в обход защищаемого сооружения, над или под ним (под оросительным кана­лом), селенаправляющие сооружения устраивают для пропуска селя вдоль защищаемого объекта; селеотстойные — перед сооружениями защитными дамбами и подпорными стенками.

Специальные гидротехнические сооружения для защиты территорий от селей (по ю.П. Правдивцу, 1998)

Селерегулируюшие: селепропускные, се­ленаправляющие, селесбрасывающие и се­леотстойные

Селеспуски, селеотводы, дамбы, подпор­ные стенки, запруды, пороги, перепады, каналы

Селезадерживаюшие: глухие, с отверсти­ями

Селетрансформирующие (направленные на разжижение селя)

Полузалруды, буны. шпоры, селезагра-дители, тросовые селерезы, щелевые запру­ды

Плотины, котлованы, обваловании, плошны с отверстиями

Каналы и трубопроводы из водохрани­лищ

Селеделительные сооружения позволяют задерживать крупные и пропускать мелкие фракции селевого потока. Их используют как временные защитные сооружения и делают в виде металлических заанкеренных сеток из толстого троса. Глухие селезадерживающие сооружения задерживают сель полностью и образуют железобетонные селехранилища. Плотины с отверстиями задерживают крупные камни и превращают поток в водный.

Селетрансформирующие сооружения позволяют при помощи по­дачи воды из водохранилища по трубам или каналам разжижать сель.

Снежные лавины. Это обрушение больших масс снега с крутых склонов гор. На высоких горных хребтах постоянно накапливается снег, образуя нависающие над склонами большие карнизы. Под дей ствием собственной тяжести масса снега находится в весьма неустой­чивом состоянии. В определенный момент от перегрузки, порыва ветра и даже от звукового колебания воздуха огромная масса снега приходи г в движение и обрушивается вниз по склону (рис. 87). 320

Лавины образуются при достаточном снегонакоплении на безлес­ных склонах крутизной 15° и более; при уклонах более 50° снег семпается и лавины не образуются. Считается, что ровный травянистый i клон протяженностью 100—500 м и уклоне 30 D —40 ° (а иногда и 20 «) ■шляется оптимальным для формирования лавин.

Снежные лавины бывают сухие и мокрые. Если на снежную повер-мюсть, покрытую образовавшейся после оттепели коркой льда, дожит-

ся новая масса рыхлого снега, которая в силу определенных причин соскальзывает вниз, то это дает сухую лавину. Обрушение сопровож­дается огромным облаком снега. Мокрые лавины возникают в период оттепели. Вода проникает под снег и вызывает обрушение.

Скорость движения сухих лавин достигает от 100 до 400 км/ч, Движение мокрых лавин более медленное —20—50 км/ч. Снежные лавины по мере движения вниз захватывают новые массы снега, атакже различный обломочный материал. Лавины на своем пути сносят леса, разрушают здания и сооружения, засыпают жилые поселки многомет­ровой толшей снега. Сила удара снежных лавин может достигать 60 т/м ! .

Лавины перед собой образуют воздушную волну, которая, в свою очередь, обладает большой разрушительной силой.

По характеру движения лавины подразделяют на осовые, лотковые и прыгающие. Снежные осовы (или снежные оползни) наблюдаются на склонах южной экспозиции и представляют собой сползание снгга на сравнительно большой площади склона. Осовы надвигаются на долины широким фронтом. Лотковые лавины двигаются по опреде­ленным ложбинам сравнительно узкой полосой. У подошвы склонов они создают снежные накопления, после таяния которых на месте остается разнообразный обломочный материал, остатки деревьев. Пры­гающей называют снежнуюлавину, которая при своем движении падает с обрыва в долину.

В нашей стране снежные лавины возникают в горах Кавказа, Алтая, Кольского полуострова и в других районах. История знает мною примеров лавин катастрофического характера. Так. снежная лавина л 1812 г. запрудила Дарьяльское ущелье. Обвал из снега и льда остановил течение Терека на 3 дня, уничтожил 14 км Военио Грузинской дороги. В мае 1970 г. в Перу с горы Уаскарак сошла лавина объемом 50 млн. м’, прошла она 15 км со скоростью 320 км/ч и уничтожила г. Юнгай, н котором из 20 тысяч жителей уцелело лишь несколько сотен. В марте 1910 г. в Каскадных горах (штат Вашингтон, США) лавина сбросила и ущелье пассажирский поезд (погибло 100 человек).

Лавина, сошедшая в 1966 г. в бассейне р. Хелино (Алтай), уничто­жила лес на площади 40 га. Зафиксированы случаи (Приэльбрусьс. Кавказ), когда уничтожался лес с диаметром сосен в 90 см.

При инженерно-геологических изысканиях определяют лавиноо­пасные районы и направления, устанавливают пути и границы движе­ния лавин. Область действия воздушной волны определяют расчетом. В настоящее время строители могут руководствоваться картой, mi которую нанесены все лавиноопасные районы России. Для изучения лавин оборудованы наблюдательные станции.

Там, где снежные лавины представляют опасность ддя зданий и сооружений, с ними активно борются. Способы зашиты разнообразны и зависят от особенностей местности и характера движения давни,

Большое внимание уделяется мерам предупреждения. Чтобы снег не соскальзывал, склоны террасируют, производят посадку леса, ставят подпорные стенки. В лавиноопасных местах не допускают опасного скопления снега, периодически его обрушивают взрывопатронами или обстрелом из орудий.

В населенных пунктах организуют инженерную защиту. Для отвода лавин строят отбойные и направляющие стенки, устраивают специаль­ные дамбы и стены для прикрытия зданий от удара снежных масс. Дороги на склонах перекрывают каменными или железобетонными галереями, что обеспечивает надежное и безопасное движение транс­порта.

Источник