Причины возникновения селя. Что такое сель и чем опасен селевой поток

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.

Сель (селевый поток) - это бурный грязевый или грязекаменный поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек. Характеризуется резким подъемом уровня воды, волновым движением, кратковременностью действия (в среднем от одного до трех часов), значительным эрозионно-аккумулятивным разрушительным эффектом.

Селевые потоки создают угрозу населенным пунктам, железным и автомобильным дорогам и другим сооружениям, находящимся на их пути.

Непосредственными причинами зарождения селей служат ливни, интенсивное таяние снега, прорыв водоемов, реже землетрясения, извержения вулканов.

Все сели по механизму зарождения подразделяются на три типа: эрозионный, прорывной и обвально-оползневый.

При эрозионном вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва прилегающего грунта, и затем уже формируется селевая волна.

Прорывной характеризуется интенсивным процессом накопления воды, одновременно размываются горные породы, наступает предел, и происходит прорыв водоема (озера, внутри ледниковой емкости, водохранилища). Селевая масса устремляется вниз по склону или руслу реки.

При обвально-оползневом происходит срыв массы водонасыщенных горных пород (включая снег и лед). Насыщенность потока в этом случае близка к максимальной.

Каждому горному району свойственны свои причины возникновения селей. Например, на Кавказе они происходят главным образом в результате дождей и ливней (85%).

В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились техногенные факторы: нарушение правил и норм работы горнодобывающих предприятий, взрывы при прокладке дорог и строительстве других сооружений, порубки леса, неправильное ведение сельхозработ и нарушение почвенно-растительного покрова.

При движении сель представляет собой сплошной поток грязи, камней и воды. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 м образует “голову” селя. Максимальная высота вала водо-грязевого потока иногда достигает 25 м.

В России до 20 % территории находится в селеопасных зонах. Особенно активно селевые потоки формируются в Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Дагестане, в районе Новороссийска, Саяно-Байкальской области, зоне трассы Байкало-Амурской магистрали, на Камчатке, в пределах Станового и Верхоянского хребтов. Они также происходят в некоторых районах Приморья, Кольского полуострова и на Урале. Еще в 1966 г. на территории СССР было зарегистрировано более 5 тыс. селевых бассейнов. В настоящее время их количество возросло.

На основе главных факторов возникновения сели классифицируются следующим образом:

Сели зонального проявления . Главным фактором формирования являются климатические условия (осадки). Носят они зональный характер. Сход происходит систематически. Пути движения относительно постоянны;

Сели регионального проявления . Главный фактор формирования – геологические процессы. Сход происходит эпизодически, а пути движения непостоянны;

Сели антропогенные . Это результат хозяйственной деятельности человека. Происходят в местах наибольшей нагрузки на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход – эпизодический.

Ниже приведены еще несколько классификаций селей по различным признакам (табл. 6, 7).

Таблица 6

Классификация селей на основе первопричин возникновения

Классификация селей по мощности (по перенесенной твердой массе):

1. Мощные (сильной мощности), с выносом более 100 тыс.м3 материалов. Бывают один раз в 5–10 лет.

2. Средней мощности, с выносом от 10 до 100 тыс.м3 материалов. Бывают один раз в 2-3 года.

3. Слабой мощности (маломощные), с выносом менее 10 тыс.м3 материалов. Бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Таблица 7

Классификация селей по объему единовременных выносов

Классификация селевых бассейнов по повторяемости селей характеризует интенсивность развития или селеактивность. По частоте схода селей можно выделить три группы селевых бассейнов:

– высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3–5 лет и чаще);

– средней селевой активности (с повторяемостью один раз в 6–15 лет);

– низкой селевой активности (с повторяемостью один раз в 16 лет и реже).

Классифицируются сели также и по их воздействию на сооружения:

1. Маломощный – небольшие размывы, частичная забивка отверстий

водопропускных сооружений.

2. Среднемощный – сильные размывы, полная забивка отверстий, повреждение и снос бесфундаментных строений.

3. Мощный – большая разрушительная сила, снос мостовых ферм, разрушение опор мостов, каменных строений, дорог.

4. Катастрофический – полное разрушение строений, участков дорог вместе с полотном и сооружениями, погребение сооружений под наносами.

Иногда применяется классификация бассейнов по высоте истоков селевых потоков:

– высокогорные истоки лежат выше 2500 м, объем выносов с 1 км2 составляет 15-25 тыс.м3 за один сель;

– среднегорные истоки лежат в пределах 1000–2500 м, объем выносов с 1 км2 составляет
5–15 тыс.м3 за один сель;

– низкогорные истоки лежат ниже 1000 м, объем выносов с 1 км2 менее 5 тыс.м3 за один сель.

Классификация

По высотному положению

По геоморфологическому строению бассейнов

По причинам возникновения

По степени насыщенности наносами и их фракционному составу

Грязевые сели

Грязекаменые сели

Водокаменные (наносоводные) сели

Возникновение

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.

Характеристики

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 .

Селевые потоки

Селевые потоки сходящие с вулканов называют лахарами .

Средняя скорость движения селевых потоков 2-4 м/с, достигая 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.

Связные

К связным относят грязекаменные потоки , в которых вода практически не отделяется от твердой части. Они обладают большим объёмным весом (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. Объёмный вес водокаменных селей 1,2-1,5 т/м3.

В селевом бассейне выделяют следующие зоны:

1. Зона зарождения (питания)
2. Зона транзита
3. Зона аккумуляции.

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 твердого 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 пролювия, 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.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Селевой поток" в других словарях:

- (сель) стремительный русловой поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек. С.п. характеризуется резким подъемом уровня, пульсационным (волновым) движением, кратковременностью… …

селевой поток - Обладающий большой разрушительной силой грязевый или грязекаменный бурный поток, внезапно возникающий в горах вследствие прорыва воды, накопленной в результате сильных ливней, интенсивного снеготаяния, прорыва озер или подвижек пульсирующих… … Словарь по географии

Сель (от араб, сайль бурный поток), бурный, внезапно возникающий паводок преим. в бассейнах горных рек, несущий большое кол во грязевых или грязекам. наносов. С. п. возникают в результате ливней или бурного снеготаяния; обладают большой разрушит … Большой энциклопедический политехнический словарь

селевой поток, сель - mudflow, debris flow СЕЛЕВОЙ ПОТОК, СЕЛЬ стремительный русловой поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек. С.п. характеризуется резким подъемом уровня, пульсационным (волновым)… …

сель (селевой поток) - Горный русловой поток, состоящий из смеси воды в связном (связана монодисперсными пылевато глинистыми частицами) или несвязном состоянии, обломков горных пород, остатков деревьев (при их наличии на пути движения селя). Примечание Наиболее часто … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

селевой очаг - mudflow original site СЕЛЕВОЙ ОЧАГ участок селевого бассейна, обычно в верховьях, где происходит зарождение селевого потока. При эрозионном и прорывном механизме зарождения с.о. фиксируется местом формирования селевой волны в русле, ниже которого … Селевые явления. Терминологический словарь

селевой бассейн - mudflow basin СЕЛЕВОЙ БАССЕЙН водосборный бассейн, в пределах которого формируются селевые потоки, а движение их происходит по главному руслу. С.б. служат водосборы мелких и средних водотоков (временных и постоянных) площадью от 1–2 до 100–200… … Селевые явления. Терминологический словарь

СЕЛЬ, я, м. Бурный грязе каменный поток, возникающий в горах во время сильных дождей или таяния снегов. С гор сошёл с. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Участок селевого бассейна, обычно в верховьях, где происходит зарождение селевого потока. При эрозионном и прорывном механизме зарождения О.с. фиксируется место формирования селевой волны в русле, ниже которого присутствуют непрерывные следы… … Словарь черезвычайных ситуаций

водоснежный поток - Селевой поток, представленный смесью снега с водой, а также обломками горных пород. Syn.: снежный сель … Словарь по географии

Действия населения при оползнях

Подготовка к оползню:

· изучение информации о возможных местах и границах оползней;

· изучение сигналов оповещения об угрозе возникновения оползня и порядка действия при подаче сигнала;

· при появлении признаков оползня (заклинивания дверей и окон, трещины в зданиях, просачивание воды на склонах) сообщение в пост оползневой станции.

Действия при оползне:

· после сигнала об угрозе оползня отключение электроприборов, газовых приборов и воды;

· подготовка к эвакуации;

· при слабой скорости оползня (метры в месяц) перенесение строений на неопасное место, вывоз мебели и ценных вещей;

· при скорости более 1 м в сутки эвакуация с документами, ценными вещами, продуктами;

· при попадании в завал - движение к краю оползневых масс;

· при невозможности освобождения - подача сигнала людям, находящимся вне завала;

· откапывание пострадавших.

Действия после смещения оползня:

· в уцелевших строениях проверка линий электроснабжения, водопровода, газоснабжения;

· при отсутствии повреждений помощь спасателям в извлечении пострадавших;

· самопомощь и доврачебная помощь пострадавшим;

· следование указаниям спасателей.

Сель , силь (от араб. сайль - бурный поток), внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъёмом уровня и высоким (от 10-15 до 75%) содержанием твёрдого материала (продуктов разрушения горных пород).

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.

Средняя скорость движения селевых потоков 2-4 м/с, достигая 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.

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.

Для образования селевых потоков необходимо наличие:

· достаточного количества продуктов разрушения горных пород на склонах бассейна;

· достаточного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслам;

· крутого уклона склонов и водотока.

Основным условием возникновения селей является такое количество дождевых осадков, которое способно вызвать смыв продуктов разрушения горных пород и вовлечение их в движение.

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 залесенные 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 100м и более; площади водосборов селевых врезов могут достигать более 60км². 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 0,7км² и редко больше.

Вид селевого потока определяется составом селеобразующих пород . Селевые потоки бывают: водно-каменными, водно-песчаными и водно-пылеватыми; грязевыми, грязекаменными или каменно-грязевыми; водно-снежно-каменными.

Водно-каменный сель – поток, в составе которого преобладает крупнообломочный материал с преимущественно крупными камнями, в том числе с валунами и со скальными обломками (объемный вес потока 1,1–1,5 т/м 3). Формируется в основном в зоне плотных пород.

Водно-песчаный и водно-пылеватый сель – поток, в котором преобладает песчаный и пылеватый материал. Возникает, в основном, в зоне лессовидных и песочных почв во время интенсивных ливней, смывающих огромное количество мелкозёма.

Грязевой сель близок по своему виду к водно-пылеватому, формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава и представляет собой смесь воды и мелкозема при небольшой концентрации камня (объемный вес потока 1,5–2,0 т/м 3).

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твёрдой фазе (галька, гравий, небольшие камни) глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока (объемный вес потока 2,1–2,5 т/м 3).

Каменно-грязевой сель содержит преимущественно крупнообломочный материала, по сравнению с грязевой составляющей.

Водно-снежно-каменный сель – переходный материал между собственно селем, в котором транспортирующей средой является вода, и снежной лавиной.

Селевые потоки подразделяются по характеру их движения в русле на связные и несвязные . Связные потоки состоят из смеси воды, глинистых и песчаных частиц. Раствор имеет свойства пластичного вещества. Поток как бы представляет единое целое. В отличие от водного потока он не следует изгибам русла, а разрушает и выпрямляет их или переваливает через препятствие. Несвязные (текущие ) потоки движутся с большой скоростью. Отмечается постоянное соударение камней, их обкатывание и истирание. Поток следует изгибам русла, подвергая его разрушению в разных местах.

Сели классифицируются и по объему перенесенной твердой массы или, иначе говоря, по мощности, и делятся на три группы:

· мощные (сильной мощности) – с выносом к подножью гор более 100 тыс. м 3 материалов, бывают один раз в 5–10 лет;

· средней мощности – с выносом от 10 до 100 тыс. м 3 материалов, бывают один раз в 2–3 года;

· слабой мощности (маломощные) – с выносом менее 100 тыс. м 3 материалов, бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Нередко выделяют весьма мощные (исключительно сильной мощности) селевые потоки, с выносом более 1 млн м 3 обломочных материалов; бывают раз в 30–50 лет.

Также сели можно классифицировать по причине возникновения (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Классификация на основе первопричин возникновения селей

Опасность селей не только в их разрушительной силе, но и во внезапности их появления. Под внезапностью возникновения селевого потока следует иметь в виду невозможность предопределить заранее дату прохождения селя. Повторяемость селей для разных селеопасных районов различна. Например, в Забайкалье мощные селевые потоки формируются через 5–6 лет. В бассейнах ливневого и снегового питания, где имеется постоянный запас рыхлообломочного материала для питания селей, сели повторяются часто (один раз в 2–4 года, иногда несколько раз в течение года) и связаны с периодами выпадения значительных осадков. Мощные селевые потоки (выносят 2–4 млн м 3 обломочного материала) повторяются относительно редко – один раз в 30–50 лет.

Поражающее действие селевого потока:

· непосредственное ударное воздействие селевой массы на человека;

· обтюрация дыхательных путей жидкой составляющей, приводящей к механической асфиксии, аспирации массы селя;

· разрушение зданий, сооружений и других объектов, в которых могут находиться люди;

· разрушение систем жизнеобеспечения.

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.