Селевые потоки образуются в результате. Самые разрушительные селевые потоки в мире в гг

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

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.

Сель (селевый поток) -- 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 грех 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.

Классификация селей

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

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

Прорывной характеризуется интенсивным процессом накопления воды, одновременно размываются горные породы, наступает предел и происходит прорыв водоема (озера, внутриледниковой 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 сельскохозяйственных работ 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 водогрязевого потока иногда достигает 25 м.

Классификация селей на основе причин возникновения приведена в табл. 2.4.

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 тысяч селевых бассейнов. В настоящее время их количество возросло.

Таблица 3. Классификация селей на основе первопричин возникновения

	Первопричины	Распространение и зарождение
1. Дождевой	Ливни, затяжные дожди	Самый массовый на Земле тип селей образуется в результате размыва склонов и появления оползней
2. Снеговой	Интенсивное снеготаяние	Происходит в горах Субарктики. Связано со срывом и переувлажнением снежных масс
3. Ледниковый	Интенсивное таяние снега и льда	В высокогорных районах. Зарождение связано с прорывом талых ледниковых вод
4. Вулканогенный	Извержения вулканов	В районах действующих вулканов. Самые крупные. Вследствие бурного снеготаяния и прорыва кратерных озер
5. Сейсмогенный	Сильные землетрясения	В районах высокой сейсмичности. Срыв грунтовых масс со склонов
б. Лимногенный	Образование озерных плотин	В высокогорных районах. Разрушение плотин
7. Антропогенный прямого воздействия	Скопление техногенных пород. Некачественные земляные плотины	На участках складирования отвалов. Размыв и сползание техногенных пород. Разрушение плотин
8. Антропогенный косвенного воздействия	Нарушение почвенно- растительного покрова	На участках сведения лесов, лугов. Размыв склонов и русел

На основе главных факторов возникновения сели классифицируются следующим образом: зонального проявления -- главным фактором формирования являются климатические условия (осадки). Носят они зональный характер. Сход происходит систематически. Пути движения относительно постоянны; регионального проявления (главный фактор формирования -- геологические процессы). Сход происходит эпизодически, и пути движения непостоянны; антропогенные -- это результат хозяйственной деятельности человека. Происходят там, где наибольшая нагрузка на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход- эпизодический.

Классификация по мощности (по перенесенной твердой массе):

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

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

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

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

высокой селевой активности (с повторяемостью один раз в 3-5 лег 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:

Маломощный -- небольшие размывы, частичная забивка отверстий водопропускных сооружений.

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

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

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 выноса 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.

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

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин. Они происходят в результате ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил тяжести. Образованию обвалов способствуют: геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород. Чаще всего (до 80 %) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они образуются в основном при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.

Обвалы характеризуются мощностью обвального процесса (объемом падения горных масс) и масштабом проявления (вовлечение в процесс площади).

По мощности обвального процесса обвалы подразделяют на крупные (отрыв пород 10 млн м3), средние (до 10 млн м3) и мелкие (отрыв пород менее 10 млн м3).

По масштабу проявления обвалы подразделяются на огромные (100- 200 га), средние (50-100 га), малые (5-50 га) и мелкие (менее 5 га).

Кроме того, обвалы могут характеризоваться типом обрушения, которые определяются крутизной склона скатывания обвальных масс.

Оползни, сели, обвалы наносят большой ущерб народному хозяйству, природной среде, приводят к человеческим жертвам.

Основными поражающими факторами оползней, селей и обвалов являются удары движущихся масс горных пород, а также заваливание и заливание этими массами свободного ранее пространства. В результате происходит разрушение зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов экономики, сельскохозяйственных и лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, гибель людей и животных, изменение ландшафта.

Оползни, сели и обвалы па территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа, Урала, Восточной Сибири, Приморья, острова Сахалин, Курильских островов, Кольского полуострова, а также по берегам крупных рек.

Часто оползни приводят к масштабным катастрофическим последствиям. Так, оползень в Италии в 1963 г. объемом 240 млн м3накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.

В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км, шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. В результате были разрушены дома, автомобильные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, а также погибли люди и сельскохозяйственные животные. Экономический ущерб от этого селя составил около 250 тыс. рублей.

В 1989 г. оползни в Чечено-Ингушетии повлекли за собой повреждения в 82 населенных пунктах 2518 домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"

Кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов

Реферат

на тему: "Селевые потоки"

Выполнил:

студент группы ПЗ-119

Малико Елена

Проверил:

Проф. Передельский Л.В.

Ростов-на-Дону 2013г.

Глава 1. Общие сведения

1.1 Понятие сели

1.2 Генетическая классификация селевых явлений

Глава 2. Условия образования и развития селевых потоков

Глава 3. Селевые катастрофы

Глава 4. Защита территории и сооружений от селевых потоков

4.1 Профилактические меры

4.2 Инженерная защита

Список литературы

Глава 1. Общие сведения

1.1 Понятие сели

Сели (от араб, "сайль" - бурный поток) - это внезапные кратковременные горные потоки, состоящие из смеси твердого материала и воды. Сели возникают в результате обильных и продолжительных ливней, в период бурного таяния снегов и ледников, а также при прорыве плотин, запруд и т.д.

Сели - грозное явление природы, часто имеющее катастрофический характер. Огромная масса воды устремляется вниз по ущельям, смывая и захватывая по дороге элювий и делювий. В результате водный поток обогащается твердым материалом и превращается в грязекаменный поток.

В зоне действия селей существует постоянная угроза разрушения мостов, плотин, трубопроводов, зданий и сооружений в населенных пунктах, завала "грязекаменной массой многолетних насаждений, посевов и т.д. Районы, подверженные селям, называют селе - опасными.

Хорошо известен громадный селевой поток 8 июля 1921 г., внезапно вырвавшийся из горного ущелья на р. Малая Алмаатинка вблизи г. Алма-Ата и обрушившийся на город. Более 200 строений были сорваны с фундаментов и разрушены, погибло около 400 человек. На площадь города селем было вынесено 1,5 млн т грязекаменного материала.

Сели распространены во всех горных районах мира, кроме Антарктиды. В России к селеопасным районам относится 25% всей ее территории (Северный Кавказ - Кабардино-Балкария, Дагестан, Северная Осетия; Кольский полуостров, Саяны, Прибайкалье, Камчатка и др.). Классические районы распространения селей на территории СНГ - горные районы Средней Азии, Закавказья и Казахстана.

Характерными особенностями селей, помимо внезапности и кратковременности действия, являются пульсирующий характер движения (из-за образующихся заторов), очень большая скорость движения (до 10 м/с), высокая эродирующая и ударно-разрушительная способность, обусловленная наличием твердого материала. Объем отдельных глыб, увлеченных селевым потоком, может достигать более 60 м3, масса около 150 т, а энергия давления селя на препятствие - от 5 до 12 т на 1 м2.

Большое разрушительное воздействие селевых потоков обусловлено большими скоростями движения и наличием в них обломков горных пород. На своем пути сели часто прокладывают глубокие русла, которые в обычное время бывают сухими или содержат небольшие ручьи. Материал селей откладывается в предгорных равнинах. Полезные площади оказываются погребенными под толщей грязи, песка и камней.

Если принять эти свойства в качестве руководящих, к селевым или селеподобным явлениям помимо собственно селевых следует отнести потоки, в которых твердая составляющая представлена снегом и льдом, а также специфические потоки, формирующиеся в субаквальной среде. Опираясь на систематизацию основных типов селевых и селеподобных потоков с учетом среды проявления, вещественного состава и параметров. Выделены четыре группы потоков.

Собственно селевые - грязе- и водокаменные потоки, селевые паводки .

Параселевые, включающие водоснежные и водоледяные потоки . Твердая составляющая в них представлена почти исключительно снегом и льдом. Они отличаются от собственно селевых потоков значительно меньшей плотностью и слабой эрозионно-аккумулятивной деятельностью.

. Ультраселевые потоки : гигантские по масштабам (носят характер геологических катастроф), уникальны по условиям формирования.

. Квазиселевые потоки - селеподобные явления на дне морей и океанов, известные как мутьевые потоки. Масштабы их превосходят масштабы ультраселевых потоков на суше, а движение продолжается и на практически плоской поверхности абиссальных равнин. Включают два типа потоков - высокой и низкой плотности.

Рисунок 1. Дождевой сель.

.2 Генетическая классификация селевых явлений

Классы	Главный фактор формирования	Основные особенности распространения и режима		Причина и механизм зарождения
I. Сели зонального проявления	климатический (изменчивость гидрометеорологических элементов)	распространение повсеместное и носит зональный характер; сход селей систематический; пути схода относительно постоянны	1) дождевой	ливни и затяжные дожди, вызывающие размыв склонов и русла, оползни
			2) снеговой	интенсивное снеготаяние, вызывающее сдвиг переувлажненных снежных или грунтовых масс, прорыв снежных плотин
			3) ледниковый	интенсивное таяние снега и льда, вызывающее прорыв скоплений талых ледниковых вод, обрушение морен и льда
П. Сели регионального проявления	геологический (активные эндогенные процессы)	распространение ограничено областями наибольшей тектонической активности; сход селей эпизодический; пути схода не постоянны	4) вулканогенный	взрывные извержения вулканов, сопровождающиеся спуском кратерных озер, бурным снеготаянием и др.
			5) сейсмо - генный	землетрясения силой 8 баллов и выше, вызывающие срыв грунтовых масс со склонов
			6) лимно - генный	разрушение естественных озерных плотин, сопровождающееся размывом русла прорывной волной
Ш. Сели антропогенные	Хозяйственная деятельность (нарушение устойчивости горных ландшафтов)	Развиваются в об-ластях наибольшей хозяйственной нагрузки на горный ландшафт; частота схода повышена по сравнению с естественным фоном, реже носит эпизодический характер; характерно возникновение новых селевых бассейнов	7) антропогенный (техногенный)	складирование отвалов горных выработок на крутых склонах и их последующий размыв; сооружение некачественных земляных плотин и их разрушение и др.
			8) природ - но-антропогенный	сведение лесов и деградация луговой растительности вследствие нерациональной эксплуатации территории, развязывающие эрозионные и селевые процессы

2.1 Дождевой сель - один из генетических типов селей, образующийся в следствие ливней и длительных дождей. Механизм зарождения д. с. в большинстве случаев относится к эрозионному типу:

2.2 Снеговой сель - один из генетических типов селей, возникновение которого обусловлено процессами накопления и таяния снежного покрова и снежников.

Выделяются два вида с. с. - водоснежные потоки и снежниковые сели. Первый служит главным типом селевых явлений среднегорий субарктической зоны. Снежниковые сели распространены как в Субарктике, так и в альпийском и субнивальном поясах высокогорий умеренной зоны. Наиболее частый механизм их зарождения - прорыв временных запруд, образуемых русловыми и лавинными снежниками в сужениях долин. Такие прорывы формируют, как правило, водокаменные потоки или селевые паводки ; наиболее характерны для Субарктики. Второй, более редкий механизм зарождения снежниковых селей связан с накоплением (преимущественно путем лавинного сноса и выветривания) на уступах продольного профиля денудационных врезов и русел рыхлообломочной массы, которая при переувлажнении способна к самоистечению; при этом формируются грязекаменные потоки . Этот тип селей встречается в высокогорьях умеренной зоны. Главным импульсом, обеспечивающим сход с. с., служит интенсивное снеготаяние, иногда с участием дождей. Период схода с. с. в субарктической зоне приходится на весну, в высокогорьях умеренной зоны - на лето. По объему селевых выносов с. с относятся к группе средних.

2.3 Ледниковый сель - один из генетических типов селей, формирование которого связано с нарушением устойчивости ледниково-моренных комплексов, а жидкая составляющая образуется преимущественно за счет талых ледниковых вод.

Возникновение л. с. вызывается прорывом ледниково-подпрудных озер и внутриледниковых ёмкостей, а также оползанием или срывом моренных и ледяных масс.

По составу селевой массы л. с. могут быть водокаменными, грязекаменными, водоледяными.

Л. с. наиболее мощные сели высокогорий; зоны распространения их окаймляют области современного горного оледенения. Активизация л. с. характерна для этапа деградации оледенения, особенно для его начальных стадий.

Син.: гляциальный сель.

2.4 Вулканогенный сель - один из генетических типов селевых явлений , причиной образования которого служит извержение вулкана преимущественно взрывного типа. Механизм зарождения в. с. связан со спуском кратерных озер, с интенсивным таянием снега и льда и др.

В. с. - самые мощные среди всех типов селей суши (см. Ультраселевые потоки ). Длина их пути достигает 300 км, объем перемещенных обломочных масс - 500 млн/м³, толщина отложений 20 м.В. с. отличаются непостоянством пути схода; участвуют в формировании вулканогеннопролювиальных вулканов.В. с. - один из основных источников опасности при извержении вулканов.

2.5 Сейсмогенный сель - один из генетических типов селей, который вызывается землетрясением силой 8 баллов и выше. Зарождение с. с. связано со срывом грунтовых масс со склонов, иногда - с выбросом воды из горных озер. Вызванные землетрясением оплывины могут трансформироваться в селевой поток непосредственно, оползни и обвалы создают временные плотины, прорыв которых служит толчком для возникновения селя.С. с. - редкий тип селевых явлений , свойственный областям с высокой сейсмической активностью.

2.6 Лимногенный сель - один из генетических типов селей, возникновение которого связано с размывом естественных озерных плотин и спуском части или всего объема воды горного озера. Прорыво-опасные озера относятся к подпрудному (завальному) типу; они образуются в результате подпруживания реки обвалами, оползнями, потоками лавы, древними моренами ледников, конусами выноса боковых притоков. Подобные типы озер существуют сотни-первые тысячи лет и прорыв их подготавливается длительными процессами эволюции озерной плотины, включая суффозию и др.

Л. с. - редкий тип селей, характерный для высокогорий, активных в сейсмическом отношении.

К л. с. не относится также часть дождевых и снеговых типов селей, в формировании которых участвуют прорывы мелких эфемерных подпрудных озер в руслах рек; существование их ограничивается часами, реже - сутками.

2.7 Антропогенный сель - один из генетических типов селей, образование которых прямо связано с последствиями хозяйственной деятельности, кардинально изменяющими условия среды.

Очагами зарождения а. с. чаще всего служат отвалы и водохранилища; первые обеспечивают твердую составляющую селей, вторые - жидкую составляющую при прорыве. Повторяемость а. с. повышена по сравнению с повторяемостью селей природного генезиса, реже носит эпизодический характер; распространение локальное, включает и равнинные территории.

2.8 Природно-антропогенный сель - один из генетических типов селей, условия формирования которых связаны с ситуацией, при которой последствия хозяйственной деятельности служат толчком для изменения хода природных процессов и последующего развития селевых явлений. Как правило, причиной формирования п. - а. с. служат сведения лесов, деградация луговой растительности в горах вследствие перевыпаса, распашка крутых склонов; это приводит к усилению эрозии, возрастанию стока наносов, а затем к развитию селевых процессов . П-а. с. характеризуются высокой повторяемость . и низкой плотностью (часто господствуют селевые паводки ), обилием склоновых селевых бассейнов . Распространение п. - а. с. носит региональный характер, охватывая как территории, пережившие промышленную революцию, так и области древних цивилизаций.

Глава 2. Условия образования и развития селевых потоков

Основными условиями развития селевых потоков являются:

) большая площадь водосборного бассейна горной реки;

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

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

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

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

Как известно, водный баланс рек

Q = x - (z + u ).

Следовательно, геоморфологические условия являются вторым непременным фактором формирования селей.

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

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

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

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

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

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.

Деятельность человека, вызывающая нарушение естественных природных равновесий на водосборах.

Глава 3. Селевые катастрофы

Известно много селевых катастроф. Так, например, в ночь с 17 по 18 августа 1891 г. в Тироле волна селевого потока из ущелья Австрийских Альп достигла высоты 18 м, в результате чего обширная территория в короткое время была покрыта толстым слоем грязекаменного материала. Неоднократно страдал от селей один из крупнейших городов на Тихоокеанском побережье США - Лос-Анджелес (25 января 1914 г., 1 января 1934 г. и 1 марта 1938 г.). Сель 1938 г. здесь вынес с гор грязекаменную массу объемом более 11 млн. м8 при среднем расходе 2000 м8/сек и причинил колоссальные убытки, погибло более 200 человек.

июля 1921 г., после сильного ливня в горах Заилийского Алатау на г. Алма-Ату обрушился грязекаменный сель, проходящий волнами через каждые 30-60 сек. Он принес в город более 3,5. млн. м* твердого материала. В створе Медео его расход составил 1--1,5 млн. м3.

За последние десятилетия многочисленные селевые явления наблюдались в горных районах Средней Азии, на Кавказе, в Крыму, в Карпатах, в Забайкалье.

Из зарубежных примеров наиболее известны селевые катастрофы 1970 г. в Перу, в результате которых погибло более 60 тыс. человек и 800 тыс. осталось без крова. Было разрушено несколько городов.

Рисунок 3 Паспорт селезащитной плотины Медеу

Рисунок 4 Поперечный и продольный разрезы плотины. Медеу

июля 1973 г. в 17 ч 55 мин местного времени в результате прорыва моренных озер в верховьях бассейна образовался сель, который устремился по троговой долине Мынжилки в русло Малой Алмаатинки.

Сформировавшийся грязекаменный поток за 2 ч заполнил емкость перед плотиной Медео и принес 4 млн. м3 селевых отложений. Максимальный расход селевого потока достигал 2-3 тыс. м*/сек, средний - 500 м*/сек.

Вечером 16 июля по руслу Малой Алмаатинки прошли еще две селевые волны. 18 июля до нижней точки гребня плотины осталось около 0 м. Это, а также возможность повторных селей создавало угрозу перелива через плотину и требовало принятия срочных мер. Правительственная комиссия в качестве первоочередных мер рекомендовала:

а) откачку воды и взвесей, скопившихся перед плотиной;

б) васыпку горной массой пазухи в левом примыкании плотины, оставленной для устройства селесброса;

в) организацию регулярных наблюдений ва плотиной и за ледниковыми озерами;

г) недопущение наполнения ледниковых озер;

д) своевременный сброс из них воды в случае появления тенденции такого наполнения.

Первые две рекомендации позволили быстро получить дополнительную емкость для аккумулирования массы объемом до 4 млн. м9, т.е. того же объема, что и сель, прошедший 15 июля 1973 г. Таким образом, селезащитная плотина в урочище Медео позволила полностью аккумулировать массы селевого потока, надежно защитить расположенный ниже ущелья г. Алма-Ату и предотвратить катастрофу.

В результате ливневых дождей, на территории Черноморского побережья произошло несколько происшествий.

августа, на участок федеральной трассы М-27 Джубга - Сочи сошел сель. Из-за обильных осадков селевой поток перекрыл дорогу на Агойском перевале.

Глава 4. Защита территории и сооружений от селевых потоков

Защита территории и сооружений от селевых потоков является сложной задачей. Она может быть решена лишь при комплексном подходе, т.е. при сочетании как инженерных (активных), так и профилактических мер. В противном случае возможно образование мощных селевых потоков и многочисленные разрушения.

4.1 Профилактические меры

К профилактическим относят меры, предупреждающие формирование селей или ослабляющие их действие в самом начале развития. В перечень этих мер входят:

· прекращение вырубки лесов на селеопасных горных склонах,

· лесонасаждения и посадка кустарников,

· ограничение выпаса скота,

· заблаговременные спуски существующих водоемов (моренных и ледниковых озер),

· террасирование горных склонов,

· регулирование поверхностного стока

и другие лесомелиоративные и агротехнические мероприятия.

4.2 Инженерная защита

Для инженерной защиты территории, зданий и сооружений от селевых потоков применяют селезадерживающие, селепропускные, селенаправляющие и стабилизирующие сооружения и мероприятия (СНиП 22-02-2003).

Их проектируют и возводят для задержания селевого потока в верхнем бьефе и для образования селехранилищ, пропуска селевых потоков через объект или в обход него, направления селевого потока через объект или в обход него, направления селевого потока в селепропускное сооружение, прекращения движения селевого потока или его ослабления (каскад запруд, подпорные стенки, дренажные устройства и др.).

4.2.1 Выдержка из СНиП 22-02-2003

Вид сооружения и мероприятия	Назначение сооружения, мероприятия и условия их применения
I Селезадерживающие
Плотины бетонные, железобетонные, из каменной кладки: водосбросные, сквозные. Плотины из грунтовых материалов (глухие)	Задержание селевого потока в верхнем бьефе. Образование селехранилищ
II Селепропускные
Каналы. Селеспуски	Пропуск селевых потоков через объект или в обход него
III Селенаправляющие
Направляющие и ограждающие дамбы. Шпоры	Направление селевого потока в селепропускное сооружение
IV Стабилизирующие
Каскады запруд. Подпорные стены. Дренажные устройства. Террасирование склонов. Агролесомелиорация	Прекращение движения селевого потока или ослабление его динамических характеристик
V Селепредотвращающие
Плотины для регулирования селеобразующего паводка. Водосбросы на озерных перемычках	Предотвращение селеобразующих паводков
VI Организационно-технические Организация службы наблюдения и оповещения	Прогноз образования селевых потоков

4.2.1.1 Селезадерживающие сооружения

6.10 Селезадерживающие плотины, разрушение которых угрожает катастрофическими последствиями, необходимо проверять на воздействие селя, вызванного паводком, с вероятностью превышения 0,01 %. При этом проектом следует предусматривать устройство поверхностных селесбросных сооружений, обеспечивающих сброс избыточного (по сравнению с расчетным) объема селевого потока или повышение отметки гребня плотины, обеспечивающее аккумуляцию всего объема селевого потока.

6.11 При проектировании селезадерживающих плотин следует предусматривать водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока реки, а также сброса водной составляющей наносоводных селей. При этом сбросной расход не должен превышать критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа плотины.

6.12 Селезадерживающие плотины следует проектировать, как правило, без противофильтрационных устройств и без затворов на водопропускных сооружениях. Для аккумуляции селей допускается предусматривать плотины сквозной конструкции. Нагрузки на сквозные плотины следует принимать как на глухие.

6.13 Возвышение гребня глухих селезадерживающих плотин из грунтовых материалов над уровнем, соответствующим расчетному объему селехранилища, следует принимать не менее высоты последнего селевого вала, определяемой при максимальном расчетном расходе селя и среднем угле наклона, равном углу наклона участка перед селехранилищем. При этом для грязекаменных селей высота селевого вала у плотины принимается равной глубине селя у входа в селехранилище.

.2.1.2 Селепропускные сооружения

6.14 Основными видами селепропускных сооружений являются:

каналы - для пропуска селевых потоков через населенные пункты, промышленные предприятия и другие объекты, позволяющие в одном уровне с ними пропустить селевой поток через объект или в обход его;

селеспуски - для пропуска селевых потоков через линейные объекты (автомобильные и железные дороги, каналы, газопроводы, нефтепроводы и др.).

Примечание - Применение труб для пропуска селевых потоков не допускается.

6.15 Применение селепропускных сооружений для пропуска грязекаменных селей допускается лишь при продольном уклоне сооружения не менее 0,10.

6.16 Размеры селепропускных сооружений с входными и выходными участками, а также отводящего тракта следует назначать из условия обеспечения необходимой транспортирующей способности потока, при этом:

уклон дна сооружений необходимо принимать не менее среднего уклона подходного участка селевого русла, длина которого принимается равной не менее двадцати ширин селевого потока;

ширина сооружений, как правило, принимается равной средней ширине селевого потока на подходном участке селевого русла;

продольную ось селепропускного сооружения необходимо совмещать с динамической осью селевого потока; при необходимости поворота сооружения угол между осями должен приниматься не более 8°;

возвышение стен (перекрытий) селепропускных сооружений над максимальным уровнем селевого потока следует принимать равным 0,2Н mах, где H mах - максимальная глубина селевого потока, но не менее 1 м - для лотков и не менее 0,5 м - для каналов.

6.17 Входной участок селепропускных сооружений рекомендуется ориентировать в плане таким образом, чтобы угол установки сопрягающих стенок по отношению к оси главного русла не превышал 11°.

селевой поток инженерная защита

Рисунок 5 Селепропускное сооружение на ПК 5+80. Плато Роза Хутор. Краснодарский край.

4.2.1.3 Селенаправляющие сооружения

6.18 Селенаправляющие сооружения надлежит предусматривать для направления потока в селепропускные сооружения, отвода селевого потока от защищаемого объекта или предотвращения подмыва защищаемой территории.

6.19 Углы поворота направляющих дамб в плане следует принимать, как правило, в соответствии с требованиями 6.17 <#"648513.files/image013.gif">

.2.1.4 Стабилизирующие сооружения

6.22 Проектирование склоновых стабилизирующих сооружений (подпорных стен и дренажных устройств) следует осуществлять в соответствии с требованиями раздела <#"648513.files/image014.gif">

.2.1.5 Селепредотвращающие сооружения

6.30 Плотины применяют в условиях, когда очаг образования дождевого или гляциального селя находится ниже очага формирования селеобразующего паводка и между этими участками рельеф позволяет создать регулирующую емкость. Плотина должна быть оборудована выпуском воды, обеспечивающим автоматическое опорожнение регулирующей емкости с расходом, не превышающим селеобразующий, а также катастрофическим водосбросом.

Требуемую вместимость регулирующей емкости следует определять объемом паводка с вероятностью превышения 1 % за вычетом объемов, сбрасываемых в нижний бьеф в период аккумуляции этого паводка.

6.31 Водосбросы следует осуществлять для предотвращения прорыва озер. Тип водосброса (траншейный, сифонный, туннельный и др.) определяется строительными условиями и характером озерной перемычки.

Водосбросы следует рассчитывать на расход с вероятностью превышения 2 %.

На участках населенных 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.

Наиболее надежное средство для защиты населенных пунктов и территории от возможных селевых потоков - высокие массивные дамбы и плотины, перегораживающие русла горных рек. Примером может служить плотина высотой 115 м, возведенная в 1971 г. на Малой Алмаатинке в урочище Медео. Плотина была создана из местных каменных материалов способом направленного взрыва с последующим наращиванием взорванного материала в виде насыпи. С ее помощью в 1973 г. был задержан катастрофический сель объемом до 4,0 млн м3 грязекаменной массы и до 1,5 млн м3 паводковой воды. Тем самым г. Алма-Ата был спасен от больших разрушений и человеческих жертв.

Необходимо подчеркнуть, что борьба с селевыми потоками - один из важнейших вопросов охраны и рационального использования геологической среды. Проектирование и строительство противоселевых сооружений без должного учета особенностей этого опасного геологического процесса и без прогноза его возможных негативных последствий могут оказаться не только неэффективными, но и нанести существенный вред окружающей природной среде.

Список литературы

1. Л.В. Передельский, О.Е. Приходченко "Инженерная геология".

2. В.П. Ананьев, Л.В. Передельский "Инженерная геология и гидрогеология".

В.П. Ананьев, А.В. Потапов "Инженерная геология"

А.И. Арцев "Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования для водоснабжения и водоотведения".

В.Ф. Перов "Селевые явления. Терминологический словарь"

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.

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.

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

	Первопричины	Распространение и зарождение
Дождевой	Ливни, затяжные дожди	Самый массовый на Земле тип солей. Образуется в результате размыва склонов и появления оползней
Снеговой	Интенсивное снеготаяние	Происходят в горах Субарктики. Связаны со срывом и переувлажнением снежных масс
Ледниковый	Интенсивное таяние снега и льда	В высокогорных районах. Зарождение связано с прорывом талых ледниковых вод
Вулканогенный	Извержения вулканов	В районах действующих вулканов. Самые крупные. Вследствие бурного снеготаяния прорыва кратерных озер
Сейсмогенный	Сильные землетрясения	В районах высокой сейсмичности. Срыв грунтовых масс со склонов
Лимногенный*	Образование озерных плотин	В высокогорных районах. Разрушение плотин
Антропогенный прямого воздействия	Скопление техногенных пород. Некачественные земляные плотины	На участках складирования отвалов. Размыв и сползание техногенных пород. Разрушение плотин
Антропогенный косвенного воздействия	Нарушение почвенного растительного покрова	На участках сведения лесов, лугов. Размыв склонов и русел

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.