Условия образования и развития селевых потоков. Сель

Селевые потоки состоят из больших масс разрушенных горных пород в рыхлом состоянии, которые накапливаются годами на дне ущелий и крутых склонах. Во время интенсивных ливнях или во время прорыва ледниковых озер расположенных выше образуются грязекаменные селевые потоки стекающиеся вниз, разрушая все на своем пути.
В горных районах обильное выпадение дождей или быстрое снеготаяние вызывает образование временных бурных потоков. Мощный поток, стекающий с крутых склонов, обладает громадной силой и увлекает за собой, подобно горным рекам, мелкие обломки пород, большие глыбы и валуны. Действуя захваченными обломками, как тараном, такой поток разрушает встреченные на пути выступы и неровности гор, увлекает их за собой и все более и более насыщается каменным материалом.

Далее поток захватывает верхние слои мелкообломочного материала и почв и постепенно из водного превращается в грязекаменный. Такой поток называется сель или силь. Временные грязекаменные потоки широко распространены на Кавказе и в Средней Азии. Содержание переносимого материала в селевых потоках очень велико и иногда превосходит содержание воды. Вырываясь из горного ущелья на равнину, сель быстро теряет скорость и расплывается по сравнительно большой площади в виде конуса выноса. Вода из грязекаменного потока фильтруется к его подошве, а перенесенный каменный материал осаждается, образуя конус выноса или сухую дельту.

Селевые потоки это смесь грунта, камней и воды с довольно высокой плотностью 1.2-1.9 т/м³, которая стекает по руслам различных горных рек и сухим долинам после ливней со скоростью до 6 м/с. При выходе из лога в местах где уклон уменьшается скорость селевого потока тоже уменьшается и образуется конус выноса .

Обломочная масса, принесенная таким потоком, состоит из почти неокатанных обломков и совершенно неотсортирована: среди крупных глыб и валунов находятся гравийно-песчано-глинистые частицы. Отложения конусов выноса селевых потоков называются пролювиальными или пролювием.Селевые потоки представляют большую опасность для населенных пунктов, расположенных в полосе их действия. Известный селевой поток 1921 г., вырвавшийся из горного ущелья вблизи г.Алма-Аты, снес все строения, находившиеся у подножья горы. Затем ворвался в город, обратив улицы в бушующие грязекаменные реки.

Дома срывались с фундаментов и уносились вместе с людьми.На город была вынесена масса каменного материала около 1,5 млн.т.

Рисунок-1. Разрушения населенных пунктов вызванные грязекаменными потоками

Возникают селевые потоки внезапно и действуют сравнительно не долго в течении несколько часов, но способны образовать значительные объемы грязекаменных материалов,смываемых за один сель. Селевой поток способен смывать и переносить с собой камни диаметром до 1.5 метра.Учитывая большую скорость селевого потока и объем переносимых камней защита городов и селений а также различных сооружений расположенных в зоне действия является большой проблемой.

Для решения таких проблем приходится воздвигать дорогостоящие и сложные сооружения как подпорные стены или плотины.В зависимости от того сколько воды содержат в себе грязекаменные потоки, селевой поток может двигаться как однородная вязкая масса или как турбулентный поток воды,камней и грязи. Поток увлекает за собой огромное число камней различного диаметра и смывает с поверхности в огромных объемах грунт. В селевом потоке мелкие камни перемещаются во взвешенном состоянии а более крупные передвигаются перекатываясь по дну тальвега.

Методы защиты строений от селевых потоков

Горные реки и селевые потоки способны переносить камни огромных размеров и в большом количестве, которые способны представлять угрозу не только различным сооружениям и коммуникациям таких как мосты, дороги но и расположенным недалеко городам. При неизбежности строительства в зоне образования селевых потоков принимают различные меры по защите сооружений от сели.

Например мосты строят с такими пролетами, которые не стесняют поток сели, при этом используют опоры одно столбчатого типа. Отверстия мостов существенно увеличивают, так как трудно угадать объемы селевых наносов, которые меняются в зависимости от количества осадков. Отверстия малых мостов быстро забиваются наносами и в таком случае сель переливается через мост и насыпь.

В целях защиты городов и крупных сооружений имеющих большую важность с верхней стороны горных склонов устраивают наносозадерживающие дамбы.Такие дамбы замедляют скорость селевого потока и вызывают отложения наносов. Дамбы строят двух типов: сплошные и прерывистые. Дамбы сплошного типа строят в случае когда ширина русла реки превышает 100 метров.

В таком случае необходимая длина дамбы зависит от ширины русла а также от крупности частиц которые селевые потоки откладывают. Длина дамбы в таком случае определяют по формуле:

L=b*B, где b это коэффициент стеснения русла дамбой, В-ширина русла.

Дамбы прерывистого типа строят когда ширина русла составляет до ста метров.В таком случае длину дамбы определяют по формуле а отверстие дамбы определяют в зависимости от пропуска нужного количества селевых наносов с заданной повторяемостью. В поперечном профиле такие дамбы строят с трапецеидальным сечением. Ширина дамбы поверху составляет от 0.5 до 2.0 метра в зависимости от крупности переносимых камней и интенсивности селевого потока.

Рисунок-2. Устройство перегораживающих стенок для борьбы с селевыми потоками

Мерой борьбы с селевыми потоками является, в первую очередь, восстановление растительного покрова с мощной корневой системой, а также устройство перегораживающих стенок (рисунок-2). В качестве противоселевого мероприятия можно применять устройство террас (рисунок-3).

Рисунок-3. Схема террасирования для борьбы с селевыми потоками

По террасированному склону селевой поток будет стекать от ступеньки к ступеньки, попадая в приготовленные для него канавы. В последнее время для борьбы с селевыми потоками применяют плотины, устраиваемые методомнаправленного взрыва. Так, например, такая плотина была создана в 1966 г. в урочище Медео в горах близ Альма-Аты. С помошью взрыва в плотину было уложено почти 2 млн.т скальной породы. Наряду с селевыми потоками существуют безрусловые потоки со склонов. Комплекс рыхлых образований, накапливающихся у подножья гор в результате смывания временными горными потоками обломочного материала, возникающего при выветривании слагающих эти горы коренных пород, называют пролювием.

Таблица-1. Сопоставление свойств, водно континентальных отложений

Пролювий характеризуется плохой сортированностью и слабой окатанностью обломков. Он образует конусы выноса которые могут сливаться в одну полосу, окаймляющую подошву гор.Различие в мощности, времени действия и направлении водных потоков определяет различие в свойствах отложенных ими пород.

Это различие наиболее наглядно видно из сопоставления, приведенного в таблицу-1. Из таблицы-1 видно, что при достаточно близком минералогическом и гранулометрическом составе различные типы отложений текучих поверхностных вод обладают различными свойствами.Это следует учитывать при проектировании и возведении сооружений.

Классификация селевых потоков

Изучение образования и действия селевых потоков позволило классифицировать их по ряду признаков. По исследованиям Е.К.Рабковой, можно различить селевые потоки связные, или структурные, турбулентно-текучие водокаменные и турбулентно-текучие грязекаменные. Структурные или связные селевые потоки образуются в горных зонах. В геологическом строении водосборного бассейна обязательно наличие глинистых пород и глин. Кроме того, присутствуют породы, способные давать осыпи и трудно измельчающиеся обломки: известняки, сланцы, кристаллические породы.

Объемная масса потока очень велика и составляет 1,9-1,6 т/м³. Глинистые фракции составляют не более 25-30 % от твердой части потока.Остальная часть состоит из песка, щебня, гравия и валунов.Вода входит в селевую массу как одна из составляющих. Для сохранения движения потока необходимо прямолинейное направление, без излучин. Такой поток движется как одно структурное целое и при остановке застывает, не распадаясь на составные части. Структурные потоки разрушают все встречающиеся на пути сооружения и другие препятствия по всей ширине движения. При уклонах 0,05-0,06 градусов на конусе выноса дно русла покрывается слоем застывшего селя.

Турбулентно-текучие водокаменные селевые потоки также образуются в горных зонах.Водосборная площадь таких потоков сложена интрузивными породами, а также известняками, песчаниками и хорошо сцементированными конгломератами.Возможно также наличие крупнообломочного материала: гравия, гальки, крупного песка.Присутствие глинистых пород не имеет существенного значения.Объемная масса селя в таких потоках равна 1,6-1,3 т/м3.Поток мало насыщен мелкоземом. Отдельные булыги и валуны достигают 1-2 м в окружности.Характер движения отдельных волн потока пульсационно-заторный.Наличие крупных обломков и заторного характера движения обусловливает большую разрушительную силу.На конусе выноса возможна некоторая сортировка выносимого материала.

Турбулентно-текучие грязекаменные селевые потоки образуются как в горной, так и в предгорной зонах.Для водосборной площади характерно преобладание мелкообломочного и обломочного материала, супесей и суглинков.Отмечается наличие большого количества щебня и гальки.Объемная масса селя сравнительно невелика и составляет 1,4-1,05 т/м³.Поток насыщен взвешенными мелкими фракциями и влекомыми по дну галечниками.

Отложение больших масс на конусе выноса приводит к переливу потока через ограждения, сопровождающемуся разрушением дорог, мостов и других сооружений. В отличие от структурных потоков разрушение происходит не путем удара, а подмывом. Характер движения потока беззаторный.На конусе выноса происходит некоторая сортировка влекомого материала по крупности.

Таблица-2. Основные типы селей и возможные причины возникновения

Основные типы селей и возможные причины возникновения

Классификация селей по гранулометрическому составу твердой составляющей:

1. Водокаменный-представляет собой смесь грязной воды с камнями больших размеров (скальные обломки, валуны и так далее) с объемным весом 1,1 –1,5 т/м³. Водокаменный поток образуется преимущественно в зоне плотных пород.

2. Грязевой — представляет собой смесь грязной воды с частицами глинистых и пылеватых грунтов в твердой фазе при незначительной концентрации камней. Объемный вес составляет от 1.5-2,0 т/м³.

3. Грязекаменный поток представляет собой смесь воды с частицами мелкозема и камней преимущественно небольшого размера. Объемный вес такого потока составляет 2,1–2,5 т/м³.

4.Водно-снежно-каменный состоит преимущественно из воды,снежной лавиной и камней разных размеров. Такой селевой поток является очень тяжелым а селевой удар достигает до 5–12 т/м².

Классификация селей по генезису:

1. Альпийский тип -для такого типа характерно сезонное быстрое таяние снега (Канада, США, Анды, Гималаи, Альпы)

2. Пустынный тип- встречается преимущественно в полузасушливых или в засушливых областях в которые происходят внезапные сильные проливные дожди.Чаще всего наблюдаются в таких районах как Аризона, Невада, Калифорния.

3. Лахары- представляют собой грязевые потоки вулканического происхождения возникающие на склонах вулканов после сильных проливных дождей.

По частоте схода различают следующие селевые потоки:

а) высокой активности (повторяются в течении 3-5 лет а может быть и чаще)

б) средней активности (повторяются в течении 6-15 лет)

с) низкой селевой активности (повторяются один раз в 16 лет).

По воздействию на сооружений:

1. Маломощные- создают небольшие размывы у основания, забивают водопропускные отверстия сооружений.

2. Среднемощные -создают сильные размывы у основания мостов и водопропускных сооружений,забивают отверстия водопропускных сооружений полностью.Могут также сносить бесфундаментные сооружения.

3. Мощный имеет большую силу разрушения.Может сносить мостовые фермы, опоры мостов и путепроводов а также разрушить дороги.

4.Катастрофический-разрушает полностью строения и участки дорог.

По источнику воды:

1. Дождевые -такие селевые потоки характерны для низкогорных и среднегорных селевых бассейнов которые не имеют ледникового питания. Условия формирования этих селевых потоков являются обильные осадки смывающие разрушенные горные породы со склонов.

2. Гляциальные -для них характерны низкогорные и среднегорные селевые бассейны не имеющие ледникового питания. Формируются за счет обильных осадков способные смыть продукты разрушения горных пород.

3. Вулканогенные- образуются преимущественно при землетрясениях.иногда в отдельных случаях образуются во время извержения вулкана.

4. Связанные селевые потоки -могут состоять из воды, песчаных и глинистых частиц грунтов. Селевой поток двигается как одно целое и не следует изгибам русла реки а переваливает через берега.В отдельных случаях может разрушить и выпрямлять русла рек.

5. Несвязанные потоки способны двигаться с большой скоростью при этом происходит постоянное обкатывание камней и истирание за счет частого соударения. поток как правило следует по руслу реки разрушая его местами и повторяя его изгибы.

По объему перенесенной твердой массы:

По основным факторам возникновения

1. Зонального проявления. Формируются за счет обильных осадков и носят зональный характер. Как правило сход селевых потоков происходит систематически по одним и тем же путям.

2. Регионального проявления. Формируются за счет геологических процессов. Как правило пути движения селевых потоков не постоянны а сход носит эпизодический характер.

3. Антропогенные. Происходят в результате хозяйственной деятельности человека.

Основными условиями развития селевых потоков являются:

1) большая площадь водосборного бассейна горной реки;

2) накопление на водосборной площади и в руслах водотоков достаточного количества рыхлых продуктов выветривания;

3) продолжительные обильные дожди после засушливого периода или бурное снеготаяние; реже - прорыв вод из естественных или искусственных водоемов (моренных озер, водохранилищ и др.).

Значительное влияние на образование селей может оказывать инженерно-хозяйственная деятельность человека, и в первую очередь оголение горных склонов путем хищнической вырубки лесов и уничтожения кустарников.

При инженерно-геологических изысканиях для строительства в селеопасных районах принято выделять (рис.26.6):

Зону формирования (питания) селей - верхнюю часть селевого бассейна, в пределах которой происходит накопление рыхлого материала;

Зону транзита (переноса) - `среднюю часть бассейна, где происходит движение селевого потока и его пополнение твердым материалом;

Зону отложения - нижнюю часть бассейна, в которой скорость движения селя резко уменьшается, транспортируемый материал отлагается в виде конусов выноса.

На начальных стадиях инженерно-геологических исследований необходимо установить степень опасности территории, намечаемой для строительного освоения. Ее оценивают по объему выноса материала после прохождения одного селевого потока (Г.И. Клио - рина, В.А. Осин и др., 1984). К первой степени опасности относят территории, где объемы выноса превышают 1 млн м3, ко второй - с объемами выноса от 0,5 до 1 млн м3 и к третьей - менее 0,5 млн м3.

Инженерно-геологические изыскания в селеопасных районах проводят в комплексе с инженерно-гидрометеорологическими изысканиями по согласованию с территориальной службой МПР России, ведущей мониторинг (наблюдение) селей в данном районе.

Сель, как и всякий паводок, связан в первую очередь с интенсивным стоком поверхностных (дождевых и талых) вод, которые размывают, смывают и переносят рыхлый материал, накапливающийся в водосборном бассейне горной реки, временного водотока или в какой-то их части. Известны примеры смешанного питания селевых паводков дождевыми и талыми водами. Наконец, селевые паводки возникают также при прорывах ледниковых (например, на р. Малой Алмаатинке в 1973 г.) и неледниковых озер и искусственных водоемов.

Как известно, водный баланс рек

Q =x- (z + u).

Так как селевые явления кратковременны и развиваются в горных, т.е. резкопересеченных, местностях, испарение г и инфильтрация и в пределах водосборных бассейнов по сравнению с количеством поступающих дождевых и талых вод х ничтожно малы. Следовательно, расход наводка Q должен определяться количеством дождевых и талых вод, поступающих в водосборный бассейн, скоростью и одновременностью их добегания до главного водотока, на котором формируется сель.

Скорость и одновременность добегания вод до главного водотока определяются размерами и формой водосборного бассейна и уклонами поверхности его рельефа. Величина расходов при прочих равных условиях будет зависеть от размера бассейна и интенсивности осадков.

В условиях несимметричного бассейна (Рис. IV-3, б ) поверхностный сток будет зарегулирован, в створе п паводок будет нарастать постепенно, он может быть более продолжительным, но по своей величине (при других равных условиях) меньше, чем в симметричном бассейне.

Следовательно, климатические и часто микроклиматические условия водного питания горных рек, определяющие интенсивность стока поверхностных вод гидрологические условия, являются первым и важнейшим фактором формирования селевых паводков.

Большая живая разрушительная сила селей возникает под влиянием гравитационных сил, которые обусловливают перемещение огромных водокаменных и грязекаменных масс с большими скоростями. Действие этих сил характеризует энергию рельефа и пропорционально превышению водосборного бассейна над базисом эрозии и величине уклонов поверхности его рельефа.

Следовательно, геоморфологические условия являются вторым непременным фактором формирования селей.

Наблюдения показывают, что долину наиболее селеопасных рек можно разделить на три части.

Верхняя часть (верховья реки), где долина расширена и по форме представляет собой полуцирк с крутыми (от 30-40 до 50-60°), участками отвесными склонами, покрытыми осыпями, каменными россыпями, со следами обвалов, разнообразных оползневых подвижек. Склоны часто расчленены глубокими промоинами, оврагами и логами, по которым со всех сторон стекают дождевые и талые воды, образующие основной поток. Это главная часть водосборного бассейна реки, здесь в основном и формируется селевый паводок. Площадь этой части водосбора может быть различной - от нескольких квадратных километров до многих десятков квадратных километров.

Средняя (транзитная) часть долины, представляющая собой каньон, ущелье или узкую с крутыми и высокими склонами часть долины. Уклон русла реки сохраняется большим - до 25-30°. Река и в межень здесь часто занимает всё днище долины, стекая одним потоком или несколькими среди нагромождений глыб, валунов и более мелкого обломочного материала. В паводок насыщение потока обломочным материалом частично происходит и здесь за счет размыва русла реки, склонов долины и накоплений в их основании.

Нижняя (приустьевая) часть долины, постепенно переходящая в предгорную равнину или межгорную впадину. Эта часть долины представляет собой главным образом область выноса и накопления пролювиального материала. Здесь уклоны продольного профиля долины резко выполаживаются и живая сила потока ослабевает.

Такое строение долин характерно не для всех селеопасных горных рек и временных потоков, хотя наблюдается часто.

Известны примеры, когда средняя (транзитная) часть имеет небольшое протяжение или почти отсутствует. В таких случаях в формировании селевого паводка участвует вся долина.

Главная водосборная часть долины горной реки может располагаться на различных абсолютных и относительных высотах.

Для высокогорных бассейнов, расположенных выше верхней границы распространения леса, т.е. на отметках примерно выше 2500 м, характерно широкое распространение продуктов физического (морозного) выветривания, разнообразных коллювиальных накоплений в виде каменных россыпей, гряд, а также ледниковых (преимущественно моренных) отложений. В таких бассейнах при формировании селей наряду с дождевыми водами существенную роль играют талые воды ледников и снежников, а также прорывы вод из ледниковых озер. Сели, формирующиеся в таких бассейнах, очень опасны, они характеризуются большими объемами, расходами и огромной разрушающей силой.

В среднегорных бассейнах, располагающихся обычно на отметках от 1000-1200 до 2000-2500 м, наполнение паводков твердыми обломками происходит за счет размыва и смыва разнообразных образований - накоплений обвалов, осыпей, оползней, делювия, элювия, аллювия, реже моренных и водно-ледниковых. Формирование селевых паводков в таких бассейнах происходит главным образом за счет дождей ливневого характера. Сели здесь также достаточно опасны.

В низкогорных бассейнах, располагающихся па отметках ниже 1000-1200 м, формирование селей происходит также главным образом за счет дождевых (ливневых) вод и самых разнообразных типов рыхлых образований - коллювиальных, делювиальных, элювиальных и аллювиальных. В составе этих отложений больше глинистых пород и глинистых примесей, так как здесь заметную Роль играют процессы химического выветривания. Поэтому в таких бассейнах часто формируются грязекаменные сели.

На состав селевой массы влияет не только господствующий тип выветривания в пределах бассейна, но и состав пород, слагающих бассейн. Если в строении горных массивов того или иного водосборного бассейна участвуют глинистые, карбонатно-глинистые, песчано-глинистые породы, рыхлый материал, образующийся при их разрушении также будет в той или иной степени глинистым. Соответственно и селевый поток будет грязекаменным или грязевым.

Объему выносов и расходы селевых паводков в пределах низкогорных бассейнов обычно меньше, чем в других.

Важнейшим условием, определяющим формирование именно селевых паводков, является накопление рыхлого обломочного и глинисто-обломочного материала в пределах водосборного бассейна или в какой-то его части, доступной для смыва и размыва поверхностными речными, а также дождевыми и талыми водами. Этот материал может быть самым разнообразным по происхождению: коллювиальным, делювиальным, элювиальным, аллювиальным, ледниковым и водно-ледниковым. По своему составу он может быть также самым разнородным и состоять из разных по размеру глыб, обломков, валунов, гальки, щебня, песка, дресвы и гравия, супесей и суглинков.

На состав рыхлого материала в пределах водо - сборного бассейна влияют также другие геологические процессы, принимающие участие в его образовании, такие как обвалы, осыпи, оползни, ледниковая и водно-ледниковая деятельность и др. Эти процессы на тех или иных участках водосборного бассейна создают очаги рыхлого материала, размываемого при паводках.

Важно заметить , что так как селевый поток возникает впезапно и развивается с большой скоростью ("лавинно"), то сносимый и размываемый им рыхлый материал в процессе переноса не успевает подвергаться сколько-нибудь заметной дифференциации и сортировке, хотя и продолжает разрушаться, дробиться, обрабатываться и т.д. Поэтому селевые потоки, как водокаменные, так и грязекаменные, характеризуются большой неоднородностью состава твердого материала, и это надо считать одной из характерных их особенностей. В зоне же выноса и накопления рыхлого материала, где скорости потока резко снижаются, дифференциация и сортировка приносимого им материала заметны и существенны.

Выше было отмечено, что в зависимости от высотного положения водосборного бассейна и, следовательно, его физико-географических условий изменяются тип и состав рыхлого материала. В высокогорных бассейнах благоприятны условия для накопления рыхлого обломочного материала. Наряду с этим здесь распространены моренные и водно-ледниковые отложения. В пределах средне - и низкогорных бассейнов наряду с накоплением рыхлого обломочного материала характерно развитие на склонах разнообразных глинистых делювиальных, элювиальных, оползпевых и других образований.

Из других геологических условий, влияющих па формирование селей, необходимо обратить внимание на тектонику района, древние тектонические движения обычно обусловливают тектоническую нарушенность и раздробленность горных пород, зоны нарушений, брекчирования, милонитизации и др. Все это в дальнейшем облегчает их размыв и пополнение паводков твердым материалом. Поэтому зоны и участки большой раздробленности горных пород также являются очагами накопления рыхлого материала для селей. Новейшие и современные тектонические движения, во-первых, обычно поддерживают контрастность рельефа, его энергию и тем самым постоянно влияют на живую силу паводков и, во-вторых, вызывают землетрясения и как следствие массовое образование обвалов, осыпей, оползней, лавин, роль которых в накоплении рыхлого материала в пределах водосбора уже была отмечена.

Несмотря на то что рыхлые образования, накапливающиеся в пределах водосборных бассейнов, играют большую роль в формировании селей, свойства их, так же как и свойства селевой массы, почти никем и нигде не изучались, хотя знание этих свойств представляет несомненный интерес. Имеются только достаточно многочисленные данные об их гранулометрическом составе. Из свойств, характеризующих селевую массу, имеются данные о ее плотности, которая определена косвенным путем - методом расчета возможного предельного насыщения селевых потоков твердым материалом. Свойства отдельных фаций пролювиальных отложений изучены детально, но они совсем не характеризуют рыхлые образования водосборов и селевую массу.

Таким образом, главнейшими условиями, от которых зависит образование селей, являются следующие.

1. Климатические и микроклиматические условия района, с которыми связано неравномерное распределение осадков, образование ливней, накопление снега и ледников и бурное их таяпие неопределенные летние периоды.

2. Геоморфологические условия, определяющие размеры и форму водосборных бассейнов, высотное их положение, уклоны поверхностей рельефа и строение долин горных рек и временных водотоков.

3. Геологические условия, определяющие накопление рыхлого материала в водосборных бассейнах или в некоторых их частях, развитие разнообразных геологических процессов (выветривание, гравитационные и др.), участвующих в образовании этого материала, а также древние, новейшие и современные тектонические движения.

4. Деятельность человека, вызывающая нарушение естественных природных равновесий на водосборах.

Причиной же селевых процессов, их движущей силой, являются паводки - интенсивный поверхностный сток в результате ливней, бурного таяния снега и ледников в горах, а иногда прорывы вод из естественных и искусственных водоемов.

Селевой поток

Селевой поток - внезапно формирующийся в руслах горных рек временный грязевой и грязекаменный поток с высоким содержанием (до 75%) горных пород, возни­кающий в результате интенсивных и продолжительных ливневых дождей, бур­ного таяния ледников или сезонного снежного покрова и других явлений.

Как правило, сели движутся отдельными волнами со скоростью до 10 м/с и бо­лее, перенося огромные объемы земли, гальки и крупных камней (до 3-4 м в попе­речнике и массой до 100-200 т). Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует «голову» селя (максимальная высота вала водогрязевого потока мо­жет достигать 25 м), длина русел селей – от нескольких десятков метров до несколь­ких десятков километров.

Се­левые потоки обладают большой разрушительной силой. В зоне транзита и остановки сель способен произвести большие разрушения или завалить сооружения селевой массой, толщина отложений которой может достигать нескольких метров.

Территория России отличается разнообразием условий и форм проявления селе­вой активности. Все селеопасные горные районы разделяются на две зоны – теплую и холодную.

В теплую зону входят умеренный и субтропический климатические пояса, в пределах которых сели образуются в виде водокаменных и грязекаменных потоков (происхождение большей части из них – ливневое).

Холодная зона охватывает селеопасные районы Субарктики и Арктики. Здесь в условиях дефицита тепла и вечной мерзлоты преимущественно распространены водоснежные селевые потоки.

Особенно активно селевые потоки формируются на Северном Кавказе вследст­вие негативной роли антропогенного фактора (уничтожение растительности, выра­ботка карьеров и др.).

По механизму образования и действия к селю близки оползни, снежные лавины, чаще всего представляющие собой движущиеся с большой скоростью вниз по склону горные породы или снежные массы.

Поражающие действия селевого потока:

v непосредственное ударное воздействие селевой массы на человека;

v обтурация дыхательных путей жидкой отравляющие, приводящей к механической асфиксии, аспирации массы тела;

v разрушения зданий, сооружений и других объектов, в которых могут находится люди;

v разрушения систем жизнеобеспечивания.

1. Инженерно-технические мероприятия по защите от селей и лавин.

Основные защитные мероприятия при селях. Для защиты населения при непосредственной угрозе и во время схода селевого потока необходимы следующие мероприятия:

v заблаговременная эвакуация населения транспортом;

v заблаговременная эвакуация населения пешим порядком;

v экстренная эвакуация населения;

v укрытие населения на верхних этажах зданий, сооружений, незатапливаемых участках местности;

v спасательные и другие неотложные работы;

v оказание экстренной и другой неотложной медицинской помощи.

Наиболее эффективным мероприятием по защите населения в условиях селевой опасности является предварительная эвакуация население за пределы опасной зоны. При своевременном и организованном проведении эвакуации можно спасти не только все население, но и личное имущество граждан, а также государственные материальные ценности. Необходимые условия успешной эвакуации – своевременное составление краткосрочных прогнозов (от нескольких часов до 1-3 суток) и оперативное их доведение службами республиканских и территориальных управлений гидрометеорологических и контроля природной среды до руководителей, принимающие решения.

При заблаговременной эвакуации население на автотранспорте либо пешим порядком покидает опасный район и направляется к местам временного размещения, которые выбирают вблизи мест постоянного проживания, например, в той части этого же населенного пункта, которая находится вне зоны возможного прохождения селевого потока. В качестве мест временного размещения могут использоваться пригородные для этой цели общественные здания и сооружения (санатории, дома отдыха, школы).

Ввиду того, что здания и сооружения, попадающие в зону прохождения селевого потока, как правило, полностью разрушаются, необходимо при проведении заблаговременной эвакуации предусмотреть возможность вывоза из опасной зоны личного имущества граждан.

Население должно находится в местах временного размещения до прохождения селевого потока либо до отмены штормового предупреждения.
При заблаговременной эвакуации автотранспортом население после оповещения собирает личные вещи и направляется к местам подачи автотранспорта. Если позволяет время, можно эвакуировать людей вместе с личным имуществом.

Смерч

Смерч - пред­ставляет собой огромный вихрь с вертикально направленной осью вращения, напоминающий по форме воронку с вытянутым кверху «хоботом».

Воздух в смерче вращается со скоростью нескольких десятков метров в секунду, подни­маясь одновременно по спирали на высоту до 800-1500 м. Смерч проходит 40-60 км, перемещаясь вместе с облаком, сопровождается грозой, ливнем, градом, способен произвести большие разрушения.

Смерчи образуются при неустойчивом состоянии атмосферы, когда воздух в ее нижних слоях очень теплый, а в верхних – холодный, при этом происходит мощное вертикальное движение воздушных масс. Внутри вихревого потока образуется низ­кое атмосферное давление, поэтому смерч втягивает в себя подобно гигантскому пы­лесосу пыль, воду и все предметы, встречающиеся на пути его движения, поднимая их высоко вверх и перенося на большие расстояния.

Циклон

Циклон – гигантский атмосферный вихрь, в котором давление убывает к центру, воздушные потоки циркулируют вокруг центра против часовой стрел­ки (в Северном полушарии) или по часовой – в Южном полушарии.

При циклоне преобладает пасмурная погода. Наибольшую опасность представ­ляют тропические циклоны со штормовыми и ураганными ветрами и силой движения воздуха соответственно 9 и 12 баллов по шкале Бофорта. Скорость ветра при силь­ном восходящем движении иногда достигает 70 м/с, а отдельные его порывы – 100 м/с, развивается плотная сплошная облачность с обильными ливневыми осадками (до 1000 мм в сутки и более) и грозами

Ураган

Ураган - это вихрь с огромной скоростью движения воздушных масс и низким атмосферным давлением воздуха в центральной части. Скорость дви­жения воздуха может превышать 120 м/с на территории диаметром 500-1000 км и высотой до 10-12 км.

Ураганы возникают в зонах соприкосновения теп­лых и холодных воздушных масс при наиболее выраженных контрастах темпе­ратуры и сопровождаются сильной облачностью, ливневыми дождями, гроза­ми и градом.

Наиболее часто ураганы возникают в регионах с тропическим климатом, где они имеют и наибольшую разрушительную силу. Мощные ураганы по разрушительной силе в ряде случаев могут быть приравнены к землетрясениям. В России наиболее вероятным регионом возникновения ураганов является тихоокеанское побережье. Вместе с тем ура­ганные ветры и сильные ливневые дожди нередко отмечаются в прибрежных районах арктических морей, морей Дальнего Востока, Черного моря, а также на территории рай­онов Поволжья и республик Северного Кавказа. При ураганах нередко в результате ин­тенсивного выпадения дождей возникают наводнения, что имело место в Приморском крае.

В результате ураганов разрушаются сооружения, возникают пожары, гибнут люди, огромное количество населения нуждается в оказании медицинской помощи.

Буря

Буря - очень сильный и продолжительный ветер, вызывающий большие разрушения на суше и волнение на море (шторм). В зависимости от времени года и вовлечения в поток воздуха различных частиц различают пыльные, бес­пыльные, снежные и шквальные бури,

Пыльные (песчаные) бури сопровождаются переносом большого количества частиц почвы и песка. Они возникают в пустынях, полупустынных и распаханных степях и способны перенести миллионы тонн пыли на сотни километров и засыпать территории площадью в несколько тысяч километров. В России граница распространения таких бурь идет через Саратовскую и Самар­скую области, города Уфу и Оренбург, предгорья Алтая.

Беспыльные бури характеризуются отсутствием вовлечения пыли в поток воз­духа и сравнительно меньшими масштабами разрушений и ущерба.

Снежные бури возникают зимой и перемещают по воздуху огромные массы снега. Продолжительность их от нескольких часов до нескольких суток. Имеют срав­нительно узкую полосу действия. Чаще бывают в Сибири.

Шквальные бури характеризуются почти внезапным началом, таким же быстрым окончанием, незначительной продолжительностью действия и огромной разрушительной силой

Сель (селевой поток) - бурный грязевый или грязекаменный поток, внезапно возникающий в руслах горных рек.

Непосредственными причинами зарождения селей являются сильные ливни, промыв перемычек водоемов, интенсивное таяние снега и льда, а также землетрясения и извержения вулканов. Возникновению способствуют и антропогенные факторы: вырубка лесов и деградация почвенного покрова на горных склонах, взрывы горных пород при прокладке дорог, вскрышные работы в карьерах, неправильная организация отвалов и повышенная загазованность воздуха, губительно действующая на почвенно-растительный покров.

Вероятность зарождения селей зависит от состава и строения горных пород, их способности к выветриванию, уровня антропогенного воздействия на район и степени его экологической деградации.

Под выветриванием понимается процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов. Интенсивность и скорость выветривания характеризуются природными процессами (атмосферные осадки, ветер, колебания температуры воздуха и др.).

Сель возникает при совпадении по времени ряда условий: определенного, достаточно большого запаса продуктов разрушения горных пород, значительного объема воды для сноса со склонов селевого бассейна обломочного материала и крутого водостока. К селевому бассейну относят горную территорию, охватывающую склоны, питающие сель продуктами разрушения горных пород, его истоки, все его русла, водосбор, а также район его воздействия.

Процессы возникновения и развития селей находятся в зависимости от таких характеристик селевых бассейнов, как высота истоков, селеактивность, а также геологическое строение и эрозированность горных пород. По высоте селевых потоков бассейны подразделяются на высокогорные (2,5 км), среднегорные (1,0-2,5 км) и низкогорные (до 1 км). Бассейны характеризуются и объемом селевого выноса. Чем выше исток, тем больший объем селевого выноса с 1 км 2 поверхности бассейна.

По селеактивности бассейны подразделяются на три группы:

1) сильноселеносные, отличаются интенсивным образованием и наличием рыхлообломочного материала; их селевая способность равна 15-35 тыс. м 3 выносов с 1 км 2 активной площади за один сель;

2) среднеселеносные, выделяются интенсивными процессами выветривания и эрозии; их селевая способность значительно ниже и имеет величину в пределах 5-15 тыс. м 3 ;

3) слабоселеносные, обладают менее интенсивным процессом выветривания и неразвитой гидрографической сетью с некоторой деформацией русла и склонов; их селевая способность составляет до 5 тыс.м 3 .

Процесс образования и развития селей проходит 3 этапа:

1. Накопление в руслах селевых бассейнов рыхлого материала за счет выветривания горных пород и горной эрозии.

2. Перемещение рыхлых горных материалов по горным руслам с повышенных участков в пониженные.

3. Сосредоточение селевых выносов в горных долинах.

Движение селя - это сплошной поток из грязи, камней и воды. Селевые потоки могут переносить отдельные обломки горных пород массой в 100-200 т и более. Передний фронт селевой волны образует "голову" селя, высота которой может достигать 25 м.

Продолжительность перемещения селей чаще всего равна 1-3 ч, реже - 8 ч и более. Структурный состав определяется содержанием твердого материала в объеме потока, на который приходится до 75%. Плотность селевой массы (объемный вес) колеблется в пределах 1,2-2 т/м 3 . Она зависит от структурного состава.

Повторяемость селей в разных селеопасных районах различна. В районах ливневого и снегового питания они могут повторяться несколько раз в течение года, но чаще - один раз в 2-4 года. Мощные - наблюдаются один раз в 10-12 лет и реже.

Сели подразделяются по составу переносимого материала, характеру движения и мощности (объему).

По составу различают потоки грязевые - смесь воды мелкозема и небольшое количество мелких камней; грязе-каменные - смесь воды, мелкозема, гравия, гальки и небольших камней; водо-каменные - смесь воды с крупными камнями.

По характеру движения бывают связные и несвязные селевые потоки. Первые состоят из смеси воды, глины, песка и представляют собой единое пластичное вещество. Подобный сель, как правило, не следует по изгибам, а спрямляет его. Второе - это смесь из воды, гравия, гальки и камней. Он несется по изгибам русла с большой скоростью, подвергая его разрушению.

По мощности (объему) сели подразделяются на катастрофические, мощные, средней и малой мощности. Катастрофические характеризуются выносом материала более 1 млн.м 3 . Они регистрируются на нашей планете, как правило, один раз в 30-50 лет. Мощные выносят материал объемом в 100 тыс.м 3 и более. Такие возникают редко.

При селях слабой мощности вынос материала наблюдается незначительный и составляет величину менее 10 тыс.м 3 . Они возникают ежегодно, иногда несколько раз в год.

Обвалы

Обвалы (горный обвал) - отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание с крутых и обрывистых склонов.

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на берегах морей и океанов, обрывах речных долин. Это результат ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил тяжести. Их образованию способствуют геологическое строение местности, -наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород.

Чаще всего (до 80%) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они возникают, в основном, при неправильном проведении работ при строительстве и горных разработках.

Характеризуются эти чрезвычайные ситуации мощностью обвального процесса (объемом падения горных масс) и масштабом проявления (вовлеченной в процесс площадью). По мощности обвального процесса их подразделяют на крупные (отрыв пород 10 млн. м 3), средние (до 10 млн. м 3) и мелкие (отрыв пород менее 10 млн.м 3). "Масштабы проявления обвалов позволяют определять их как огромные (100-200 га), средние (50-100 га), малые (5-50 га) и мелкие (менее 50 га). Кроме того, обвалы могут характеризоваться типом обрушения, который определяется крутизной склона скатывания обвальных масс.

Защита населения при угрозе и в ходе оползней, селей и обвалов. Население, проживающее в оползне-, селе- и обвалоопасных зонах, должно знать очаги, возможные направления и основные характеристики этих опасных явлений. На основе данных прогноза до людей заблаговременно доводится информация о выявленных оползневых, селевых, обвальных очагах и возможных зонах их действия, о периодах прохождения селевых потоков, а также о порядке подачи сигналов об угрозе возникновения данных чрезвычайных ситуаций.

При угрозе оползня, селя или обвала, и при наличии времени организуется заблаговременная эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества в безопасные места. Перед эвакуацией из дома или квартиры, в них необходимо сделать все, чтобы ослабить поражающие факторы стихийного бедствия, предотвратить возникновения вторичных факторов и облегчить впоследствии возможные раскопки и восстановления. Для этого все нужные для семьи вещи необходимо перенести со двора или балкона в дом, наиболее ценное имущество, которое нельзя взять с собой, укрыть от воздействия влаги и грязи. Двери, окна, вентиляционные и другие отверстия плотно закрыть. Электричество, газ, водопровод выключить. Легковоспламеняющиеся и ядовитые вещества удаляются из дома и, если возможно, захораниваются в отдаленных ямах или отдельностоящих погребах. Во всем остальном граждане действуют в соответствии с порядком, установленным при организации эвакуации.

Когда заблаговременное предупреждение об опасности отсутствует и жители предупреждены об угрозе лишь непосредственно перед наступлением стихийного бедствия или заметили его приближение сами, каждый из них, не заботясь об имуществе, экстренно и самостоятельно выбирается в безопасное место. При этом о чрезвычайной ситуации должны предупреждаться близкие, соседи, все встреченные по ходу люди.

Естественными безопасными путями для немедленной эвакуации являются склоны гор и возвышенностей, не подверженные оползневым процессам или же те, между которыми проходит селеопасное направление. При подъеме на безопасные склоны нельзя использовать долины, ущелья и выемки, поскольку в них могут образоваться побочные русла основного селевого потока. Во время эвакуации следует оказывать помощь больным, престарелым, инвалидам, детям, ослабевшим.

Случается так, что люди, жилые дома, другие сооружения оказываются на поверхности движущегося оползневого участка. Тогда, покинув помещения, надо передвинуться вверх и, действуя по обстановке, остерегаться при торможении оползня, оказывающихся с тыльной его части глыб, камней, обломков конструкций, земляного вала. Причем оползень может также принять на себя надвиг неподвижных пород, а при высокой его скорости возможен сильный толчок в момент остановки. Все это представляет большую опасность для находящихся на оползне людей.

После окончания оползня, селя или обвала людям, перед этим спешно покинувшим зону бедствия и переждавшим его в близлежащем безопасном месте (после того, как они убедятся в отсутствии повторной угрозы), следует вернуться в зону чрезвычайной ситуации для розыска пострадавших и оказания им помощи.

Последствия оползней, селей и обвалов. Оползни, сели, обвалы наносят большой ущерб народному хозяйству, природной среде, часто влекут за собой человеческие жертвы.

Основными поражающими факторами бедствий являются удары движущихся масс горных пород, а также заваливание или заливание ими свободного ранее пространства. В результате рушатся жилые дома, другие сооружения, под толщами пород оказываются целые населенные пункты, объекты народного хозяйства, сельскохозяйственные и лесные угодья. перекрываются русла рек и путепроводы, гибнут люди и животные, изменяется ландшафт.

Оползни, сели, обвалы - опаснейшие враги сельского хозяйства. Селевые потоки приводят к затоплению и завалам посевы сельскохозяйственных культур обломочными материалами на площадях в сотни и даже тысячи гектаров. Пахотные земли, расположенные ниже оползневых участков, часто заболачиваются. Все вышеперечисленное ведет не только к потере урожая, но и просто к выбыванию земель из сельскохозяйственного оборота.

Масштабы последствий оползней, селей, обвалов определяются:

Численностью населения, оказавшегося в зоне оползня;

Числом погибших, раненых и оставшихся без крова;

Количеством населенных пунктов, попавших в зону стихийного бедствия и объектов народного хозяйства, лечебно-оздоровительных и социально-культурных учреждений, оказавшихся разрушенными и поврежденными;

Площадью затопления или заваливания сельскохозяйственных угодий;

Количеством погибших сельскохозяйственных животных.

Вторичными последствиями этих стихийных бедствий являются чрезвычайные ситуации, связанные с разрушением технологически опасных объектов, а также прерыванием хозяйственной и вакационной деятельности.

На территории РФ оползни, сели и обвалы бывают в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, на острове Сахалин, Курильских островах, Кольском полуострове, а также по берегам крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофическим последствиям. Так, в 1982 году селевой поток протяженностью 6 м, шириной до 200 м обрушился на поселки Шивел и Аренда Читинской области. Были разрушены дома, автомобильные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, погибли люди и сельскохозяйственные животные. Экономический ущерб составил около 250 тыс. руб.

Усойский обвал (1911г.) на р. Мургаб на Памире объемом 2,2 млрд. м 3 образовал естественную плотину высотой 8500 м, возникло Сарезское озеро длиной в 56 км и глубиной до 500 м.

Оползень в Италии (1963 г.) объемом 240 млн. м 3 накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.

В Колумбии вслед за извержением вулкана Руш в 1985 г. возник гигантский сель, который, пройдя 40 км, захлестнул г. Армеро, где погибли 22 тыс. чел. и было уничтожено 4,5 тыс. жилых и административных зданий.

В 1989 г. в результате оползней в Чечено-Ингушетии в 82 населенных пунктах серьезные повреждения получили 2518 домов, 44 школы, 4 детских сада, 60 объектов здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.

Меры по предупреждению оползней, селей, обвалов и снижению ущерба. Профилактические мероприятия по защите от оползней, селей, обвалов подразделяются на пассивные и активные.

К первой группе относятся мероприятия организационно-хозяйственного и охранно-ограничительного характера: запрещение строительства в руслах селевых бассейнов промышленных предприятий, жилых зданий, железных и автомобильных дорог без надежных сооружений, оберегающих их от селевых потоков; ограничение в необходимых случаях движения железнодорожных поездов в зонах, примыкающих к оползневым или обвальным участкам; запрещение строительства на склонах прудов, водоемов, объектов с водопотреблением без выполнения мер, полностью исключающих утечку воды в грунт и т.д.

Ко второй группе относят активные мероприятия, проведение которых связано с возведением инженерных и гидротехнических сооружений.

Для предотвращения оползневых процессов служат подпорные стенки, контрбанкеты, свайные ряды и др. Наиболее эффективными противооползневыми сооружениями являются контрбанкеты. Они устраиваются у подошвы потенциального оползня и, создавая упор, препятствуют смещению грунта.

К группе активных мероприятий по снижению опасности возникновения оползней относятся и достаточно простые меры, не требующие для своего осуществления значительных затрат ресурсов, особенно в части расхода строительных материалов. Для уменьшения напряженного состояния откосов часто используется срезка земляных масс в верхней части и укладка их у подножия. Перехват подземных вод выше возможного оползня осуществляется устройством дренажной системы. Защита берегов и морей от оползней достигается завозом пляжного материала.

Для защиты от селей применяются гидротехнические сооружения. Они по характеру воздействия на селевые потоки подразделяются на:

Селерегулирующие;

Селеделительные;

Селезадерживающие;

Селетрансформирующие.

Среди селерегулирующих гидротехнических сооружений, в свою очередь, выделяются селепропускные (лотки, селедуки, селеотводы), селенаправляющие (дамбы, подпорные стенки), селесбрасывающие (запруды, пороги, перепады) и селеотбойные (полузапруды, шпоры, бумы). Все они сооружаются перед дамбами, опоясками и подпорными стенками.

Селеделительными гидротехническими сооружениями являются тросовые селерезы, селеоградители и щелевые запруды. Они устраиваются для задержания крупных частей обломочного материала и пропуска мелких частей селевого потока.

К селезадерживающим гидротехническим сооружениям относят плотины и котлованы.

Селетрансформирующие сооружения (водохранилища) используются для перевода селевого потока в паводок путем его пополнения водой из водохранилищ. Наряду с мерами предупредительного и защитного характера важную роль в профилактике возникновения этих стихийных бедствий и в снижении ущерба от них играют наблюдения за оползне-, селе- и обвалоопасными направлениями, предвестниками этих явлений, и прогнозирование возникновения оползней, селей и обвалов.

В результате чрезмерной концентрации промышленности в отдельных регионах, усложнение технологических процессов, использование значительного числа взрыво-, пожаро-, радиационно- и химически опасных веществ, износа оборудования наблюдается рост количества аварий и катастроф, увеличивается число человеческих жертв, возрастает материальный ущерб от чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Велики, также, социально-экономические последствия от чрезвычайных ситуаций природного характера.

Все это вынуждает повысить оперативность и надежность управления процессами как предупреждения, так и ликвидации последствий.

Нужна большая и планомерная работа, которую предполагается выполнить за несколько лет. Для этого разработана и утверждена специальная программа,

состоящая из подпрограмм, которая выполняется в два этапа.

Первый - 1993-1995 г.г. и второй - 1995-1997 г.г. В результате ее реализации появилась автоматизированная информационно-управляющая система предупреждений и действий в чрезвычайных ситуациях (АИУС РСЧС), которая будет сопрягаться с местными и региональными звеньями аналогичных систем.

Это позволит заранее предупреждать население, органы власти, предприятия, организации, учреждения и учебные заведения о возникно­вении чрезвычайных ситуаций и, следовательно, адекватно реагировать на складывающиеся условия. В конечном итоге в максимальной степени сократить потери в людях и материальных ценностях.

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.

Селевым потоком (селем) называют стремительные русловые потоки, состоящие из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающие в бассейнах небольших горных рек.

Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега и льда, прорыв водоемов, землетрясения, извержения вулканов. Несмотря на разнообразие причин, механизмы зарождения селей имеют много общего и могут быть сведены к трем главным типам: эрозионному, прорывному и обвально-оползневому.

При эрозионном механизме зарождения вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва селевого бассейна и затем - формирование селевой волны в русле.

При прорывном механизме зарождения водяная волна за счет интенсивного размыва и вовлечения в движение обломочных масс сразу превращается в селевую волну, но с изменчивой насыщенностью.

При обвально-оползневом механизме зарождения, когда происходит смыв массива водонасыщенных горных пород (включая снег и лед) насыщенность потока и селевая волна формируются одновременно (насыщенность сразу практически максимальна).

Селевые потоки бывают: водно-каменными; водно-песчаными и водно-пылеватыми; грязевыми; грязекаменными; водно-снежно-каменными.

Водно-каменный сель - такой поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал. Формируется в основном в зоне плотных пород.

Водно-песчаный - такой поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает в основном в зоне лессовидных и песчаных почв во время интенсивных ливней, смывающий огромное количество мелкозема.

Грязевой сель близок к водно-пылеватому. Формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава.

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твердой фазе глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока.

Водно-снежно-каменный сель - переходная стадия между собственно селью, в которой транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

Формирование селей обусловлено определенным сочетанием геологических, климатических и геоморфологических условий: наличием селеформирующих грунтов, источников интенсивного обводнения грунтов, а также геологических форм, способствующих образованию достаточно крутых склонов и русел.

Источниками питания селей твердыми составляющими являются ледниковые морены с рыхлым заполнением, рыхлообломочный материал осыпей, оползней, обвалов, смывов, русловые завалы и загромождения, образованные предыдущими селями, древесно-растительный материал. Источниками питания селей водой являются дожди и ливни, ледники и сезонный снежный покров, воды горных рек.

Наиболее часто образуются сели дождевого питания, основным условием формирования которых является количество осадков, способных вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечь их в движение (таблица 1.12).

Таблица 1.13

Условия формирования дождевых селей

Формирование селей происходит в селевых водосборах, наиболее распространенной формой которых в плане является грушевидная с водосборочной воронкой и веером ложбинных и долинных русел, переходящих в основное русло. Селевой водосбор включает три основные зоны, в которых формируются и протекают селевые процессы:

зона селеобразования (питания селей водой и твердой составляющей);

зона транзита (движение селевого потока);

зона разгрузки (массового отложения селевых выносов).

Площади селевых водосборов колеблются от 0,05 до нескольких десятков квадратных километров. Длина русел колеблется в пределах от 10-15 м (микросели) до нескольких десятков километров, а их крутизна в транзитной зоне колеблется от 25-30 (в верхней части) до 8-15 (в нижней части). При меньших уклонах начинается процесс отложения селевой массы. Полностью движение селя прекращается при крутизне 2-5.

Результат воздействия селевого потока на различные объекты зависит от его основных параметров: плотности, скорости, продвижения, высоты, ширины, расхода, объема, продолжительности, размеров включения и вязкости.

Плотность селевого потока зависит от состава и содержания твердой составляющей. Обычно она составляет не менее 100 кг. в одном кубическом метре воды, что при плотности породы 2,4-2,6 г/см 3 приводит к плотности селевых потоков примерно 1,07-1,1 г/см 3 . Как правило, плотность селевого потока колеблется в пределах 1,2-1,9 г/см 3 .

Скорость движения селевого потока в транзитных условиях (в зависимости от глубины потока, уклона русла и состава селевой массы) составляет от 2-3 до 7-8 м/с., а иногда и более. Максимальная скорость может превышать среднюю в 1,5-2 раза.

Высота селевого потока варьируется в значительных пределах и может составлять: для мощных и катастрофических селей 3-10 м, для маломощных - 1-2 м.

Ширина селевого потока зависит от ширины русла и в большинстве горных бассейнов на транзитных участках колеблется от 3-5 м. (узкие каньоны, горловины, глубоко врезанные русла небольших бассейнов) до 50-100 м.

Максимальный расход сели колеблется от нескольких десятков до 1000-1500 м 3 /с.

Объем селевых отложений (объем рыхлообломочной породы в естественном залегании, вынесенный из селевого очага и русла) определяет зону воздействия селя. Как правило, суммарный объем селевого выноса определяет тип селя и его разрушительное действие на сооружение. Для большинства селевых бассейнов России характерны сели малой и средней мощности.

Продолжительность селей колеблется от десятков минут до нескольких часов. Большинство зарегистрированных селей имели продолжительность 1-3 часа. Иногда сели могут проходить волнами по 10-30 минут с неселевыми промежутками между ними до нескольких десятков минут.

Максимальные размеры крупнообломочных включений характеризуются размерами отдельных глыб и валунов скальных и полускальных пород, и могут быть 3-4 м в поперечнике. Масса таких глыб может составлять до 300 т.

Вязкость связных селей колеблется от 3-4 пуаз (единица динамической вязкости (П). 1П=0,1 Нс/ м 3 =0,102 кгс) до нескольких десятков, а иногда и сотен пуаз. При значительной вязкости сель напоминает густой бетонный раствор. Вязкость при переходе от несвязного селя к связному примерно равна 2,5-4,0 пуаза.

Таким образом, диапазоны основных параметров селевых потоков следует принимать:

плотность - (1,2-1,9)10 3 кг/м 3 ;

вязкость - 4-20 пуаз;

скорость движения в транзитных условиях:

Для уклонов - 10-27 - 2,5-7,5 м/с;

Максимальна возможная - 14-16 м/с;

предельная крутизна прекращения движения - 2-5;

высота селевого потока: катастрофического до 10 м.;

мощного 3-5 м.;

среднего  2,5 м.;

маломощного  1,5 м;

ширина потока на транзитных участках - 5-70 м;

расход (диапазон) 30-800 м 3 /с, возможный максимум 2000 м 3 /с;

продолжительность 0,5-3 часа;

повторяемость 15-20 лет;

размер крупных включений 3-4 м;

масса включений 200-300 т.