Сель - это разрушительный поток. Что такое сель, и как спастись от этого явления

Селевой очаг - участок селевого русла или селевого бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таблица 1.13

Условия формирования дождевых селей

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

зона селеобразования (питания селей водой и твердой составляющей);

зона транзита (движение селевого потока);

зона разгрузки (массового отложения селевых выносов).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Таким образом, диапазоны основных параметров селевых потоков следует принимать:

плотность - (1,2-1,9)10 3 кг/м 3 ;

вязкость - 4-20 пуаз;

скорость движения в транзитных условиях:

Для уклонов - 10-27 - 2,5-7,5 м/с;

Максимальна возможная - 14-16 м/с;

предельная крутизна прекращения движения - 2-5;

высота селевого потока: катастрофического до 10 м.;

мощного 3-5 м.;

среднего  2,5 м.;

маломощного  1,5 м;

ширина потока на транзитных участках - 5-70 м;

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

продолжительность 0,5-3 часа;

повторяемость 15-20 лет;

размер крупных включений 3-4 м;

масса включений 200-300 т.

Селевые потоки, или сели, широко распространены в большинстве горных районов мира. Сели разрушают населенные пункты, предприятия, железные и автомобильные дороги, линии связи и электропередач, уничтожают сады и виноградники, наносят большой ущерб другим сельскохозяйственным угодьям. Многочисленны случаи катастроф, сопровождавшихся человеческими жертвами. Страх, внушаемый селями, настолько велик, что жители гор называют их "черной смертью". Ежегодные убытки от селей составляют в СССР до 100 млн. руб. в год.

Учитывая опасность селей и наносимый ими ущерб, ЦК КПСС и Совет Министров СССР в постановлении о борьбе с водной и ветровой эрозией (1967 г.) уделили большое внимание задачам борьбы с селями и путям их решения.

По данным проф. С. М. Флейшмана, в СССР селевая опасность угрожает более чем 50 городам, из которых 5 являются столицами союзных республик (Алма-Ата, Ереван, Фрунзе, Душанбе, Тбилиси). На территории нашей страны сели встречаются практически во всех горных районах от Арктики до субтропиков: в Крыму, на Карпатах, Северном Кавказе, в Закавказье, на Памире, Тянь-Шане, Алтае, Саянах, Сахалине, Камчатке, Курильских островах, в горах Кольского полуострова, на Верхоянском хребте, нагорье Черского, Охотско-Колымском нагорье, Земле Франца-Иосифа, Новой Земле и др. Общее количество селеопасных бассейнов в СССР, по данным инж. И. И. Херхеулидзе, превышает 5 тысяч.

В истории катастроф, вызванных селевыми потоками на территории СССР, особое место занимает мощный сель, обрушившийся на Алма-Ату летом 1921 года.

Зима 1920/21 г., весна и начало лета 1921 г. в Алма-Ате были обильны осадками. За 9 месяцев их выпало на 130 мм больше, чем в среднем за целый год. В горах Заилийского Алатау, у подножия северного склона которых расположен город, накопилось много снега. В июне установилась тридцатиградусная жара и снег начал быстро таять. 8 июня 1921 г. во второй половине дня пошел дождь, вскоре превратившийся в ливень. Через три часа ливень окончился, наступила тишина и вечерняя прохлада.

И вдруг жители услышали сильный шум. Он напоминал шум приближающегося поезда, по был значительно громче. Со стороны гор на Алма-Ату шел водяной вал высотой 4 - 5 м, несший землю, ил, снег и вывороченные в горах большие деревья. Первый удар этот мощный поток обрушил на дачные постройки, находившиеся у самого подножия гор. Он снес их, как карточные домики, уничтожил фруктовые сады и, подхватив бревна, доски, людей и животных устремился дальше на город. Поток двигался по старому руслу р. Малой Алмаатинки, засыпанному и выровненному, по которому была проложена улица имени Карла Маркса. Прорыв русло заново, поток вторгся в центральную часть города, снося и разрушая дома или сдвигая их с фундамента. В темноте ночи улицы превратились в бушующие реки. Валы грязекаменного потока шли один за другим с интервалами в 30 - 60 с. Поток нес громадные валуны, продолжавшие разрушать постройки, а вязкая грязь отлагалась вдоль всего пути, погребая в этих отложениях людей и животных. Ширина потока достигала 200 м, а высота его валов доходила до 8 - 10 м.

Селевый поток нанес городу огромный ущерб. Было повреждено около 500 домов, а 20 совершенно разрушено. Поток вынес на Алма-Ату и ее пригороды около 5 млн. т грязекаменного материала. Поля, сады и огороды были покрыты слоем грязи, похожей в застывшем виде на бетон и имевшей толщину до 1,5 - 2 м.

Катастрофические сели повторяются через некоторые промежутки времени. До описанного случая подобные сели обрушивались на Алма-Ату дважды - в 1841 и 1887 гг.

Катастрофический сель спустился по р. Малой Алмаатинке также и в августе 1951 г. Река Малая Алмаатинка берет свое начало с ледника Туюк-Су (Заилийский Алатау), имеющего длину 5,5 км и площадь 4,4 км 2 . Так же как и у других ледников, у языка ледника Туюк-Су залегает морена - большое скопление обломков горных пород, перенесенных ледником и отложенных на месте таяния. Летом 1951 г. часть морены осела, создав ложбину, в которой стала скапливаться дождевая вода, образуя озеро. Вода из озера проникла в толщу морены и начала ее насыщать. Полоса морены, насыщенная водой, имевшая длину 600 - 700 м, ширину 50 - 60 м и высоту 15 - 20 м, стала оползать, оторвалась и рухнула в р. Малую Алмаатинку. Образовался мощный сель, который вынес около 200 тыс. м 3 грязекаменного материала, в том числе глыбы массой до 2 т. Спустившись по руслу до дома отдыха "Медео", сель на протяжении 10 км снес и разбил все мосты.

Широко известна еще одна селевая катастрофа, происшедшая также в Казахстане в горах Заилийского Алатау в 50 км от Алма-Аты. Здесь на высоте 1788 м над уровнем моря находилось одно из красивейших озер мира - Иссык. Поросшие растительностью склоны гор спускались к изумрудной воде, а белые от снега вершины вставали в удивительно синем небе. Красота озера ежегодно привлекала много туристов. Озеро Иссык возникло несколько тысяч лет тому назад в результате гигантского обвала, который перегородил русло реки и образовал плотину. 7 июля 1963 г. другая катастрофа уничтожила озеро. Е. М Калмыкина и А. П. Горбунов так рассказывают об этом.

Катастрофа была вызвана селевым потоком, спустившимся по р. Жарсай - притоку р. Иссык (рис. 44). Жарсай берет свое начало из двух больших ледников, которые накопили в верховьях реки огромную морену объемом в несколько десятков миллионов кубометров. Летом 1963 г. обвал, происшедший на одном из ледников, создал запруду, у которой затем накопилось озеро талой воды. 7 июля вода из озера прорвалась через запруду и устремилась вниз по руслу, захватывая материал морены.

Долина р. Жарсай имеет в верховьях большой уклон (325 м на 1 км). Поэтому селевый поток развил значительную скорость (до 10 км/ч). Он мчался по извилистому руслу, задерживался у препятствий, переваливал через них и устремлялся дальше. Достигнув оз. Иссык, сель врезался в него. Вверх взметнулись фонтаны воды, а по поверхности озера побежали волны высотой до 12м. Под ударами волн прорвалась плотина, когда-то вызвавшая образование озера. Воды устремились в прорыв и помчались далее по руслу р. Иссык. Через 5 ч озеро перестало существовать. Из него вытекло более 18 млн. м 3 воды, унесшей с собой 2 млн. м 3 каменного материала. Сель не только уничтожил озеро, но и изменил весь облик ущелья Иссык, разбил лодочные причалы, лодки, катера, разрушил дорогу. К счастью, не пострадали гостиница, где находились в это время люди, столовая, магазины, служебные постройки.

Известны и другие случаи катастроф, весьма сходные по причинам и характеру с катастрофой, уничтожившей оз. Иссык. Такова, например, катастрофа, вызвавшая гибель оз. Яшилькуль, располагавшегося на высоте 2600 м над уровнем моря в горах хребта Кичикалай, окаймляющего Ферганскую долину (Узбекистан). Озеро это было образовано несколько столетий тому назад грандиозным обвалом, создавшим скальную перемычку-плотину, у которой затем накопилось около 15 млн. м 3 воды. В июне 1966 г. вследствие обильного таяния снега в горах вода в озере стала быстро прибывать, переполнила его, начала размывать, а затем прорвала плотину-перемычку. Мощный сель вырвался через прорыв, прошел по р. Исфайрамсай, располагавшейся ниже озера, затопил значительную часть Ферганской долины и там отложил вынесенную грязь. Озеро же было уничтожено.

Периодически подвергается разрушительному действию селей Военно-Грузинская дорога. В 50-х и 60-х годах это происходило трижды - в 1953 г, 1958 и 1967 гг. Лето 1967 г. было очень дождливым. В районе Дарьяльского ущелья в июне и июле выпала годовая норма осадков. В ночь с 5 на 6 августа по р. Тереку прошел мощный сель, размывший русло реки и разрушивший берегоукрепительные сооружения. Он причинил большой ущерб Военно-Грузинской дороге и расположенным поблизости сооружениям. Было размыто земляное полотно дороги, подмыты мосты и трубы, проезжая часть завалена скальными обломками и валунами диаметром 2,5 - 3 м. Сель разорвал стальную трубу проложенного здесь газопровода, разрушил жилые дома и хозяйственные постройки в с. Верхний Ларе, повредил головные сооружения Эзминской ГЭС. В течение трех часов, пока продолжался сель, расход воды в р. Тереке возрос в 30 раз, составив 1500 м 3 /с. На протяжении 20 км от места, по которому с гор спустился сель, в русле р. Терека отложилось несколько миллионов кубометров принесенных селем каменных материалов и грязи.

Селевые потоки распространены не только в СССР. Например, в США сели наблюдаются в штатах Калифорния, Юта, Невада, Вайоминг, Колорадо, Виргиния, Вашингтон, Айдахо, Орегон и на Аляске. Особенно известен своими селевыми катастрофами район г. Лос-Анджелеса. Это город с населением более 3 млн. чел. занимает площадь 50X80 км и расположен на равнине у берега Тихого океана близ горной цепи Сан-Габриэль (отроги Кордильер), высота вершин которой достигает 3 тыс. м. Район богат осадками. Ливни, идущие над прибрежной равниной и в горах, имеют большую интенсивность. Например, ливень, начавшийся 29 декабря 1933 г., продолжался 53 ч и дал 292 мм осадков, а в 1943 г. за сутки выпало 650 мм осадков. Вода, выпадающая в горах, устремляется на Лос-Анджелес и его пригороды мощными селевыми потоками, вызывающими разрушения, человеческие жертвы и причиняющими убытки. Особенно крупными были катастрофы, разразившиеся в 1934 и в 1938 гг.

Селевому потоку, обрушившемуся на Лос-Анджелес 1 января 1934 г., предшествовал сильный и затяжной ливень. За двое суток количество осадков превысило годовую норму. С горных склонов устремились потоки воды, несшие землю, камни и вырванные с корнями крупные деревья. Потоки шли валами высотой до 6 м, сносили здания или проламывали стены. Были разрушены и завалены камнями дороги, повреждено более 400 домов и около 500 мостов, а 200 домов полностью разрушено. Число человеческих жертв составило 84. В марте 1938 г. катастрофический сель, также вызванный ливнем, на несколько суток прервал связь Лос-Анджелеса с внешним миром. Были разрушены железные и автомобильные дороги, уничтожены телеграфные и телефонные линии, снесено множество мостов и зданий. Сель вынес на город около 11,5 млн. м 3 грязекаменного материала. Убытки, причиненные селем, составили 50 млн. дол. Погибло 200 чел., а 10 тыс. остались без крова.

Разрушительная сила селевых потоков объясняется тем, что они движутся с большой скоростью и несут огромное количество разнообразного материала, а порой очень крупные предметы. Скорость движения селей в зависимости от глубины потока, уклона русла и консистенции селевой массы составляет от 2 - 3 до 7 - 8 м/с.

Большая скорость селевых потоков обусловливается крутыми уклонами логов, по которым они движутся, и значительной длиной участков разгона. Например, в высокогорных районах сели не-, редко образуются на высоте до 2500 - 3000 м над уровнем моря и спускаются оттуда в долины, где местность имеет высоту всего 500 - 700 м над уровнем моря. Пробегая этот путь, поток приобретает огромную кинетическую энергию. Давление селей при ударе о препятствие достигает 15- 30 тс/м 2 , или 150000 - 300000 Па.

Русло, по которому движется селевый поток, обычно извилисто и имеет переменную ширину. На крутых поворотах или в местах сужений застревают деревья, нагромождаются камни, накапливаются ил и земля. Поток кратковременно задерживается у затора, затем прорывает или переваливает через него и с новой силой устремляется вперед. Такой прерывистый характер движения вызывает образование валов (волн) часто большой высоты. Так, высота валов селевого потока, прошедшего в ночь с 17 на 18 августа 1891 г. в Тироле у подножия Австрийских Альп, достигала 18 м.

Селевые потоки бывают различными по своему составу. Если поток состоит в основном из воды и камней и лишь с малой примесью земляных частиц, он называется водокаменным. Если же наряду с камнями он несет много земли и ила, такой поток называют грязекаменным. Потоки без камней, только из жидкой грязи, называют грязевыми. Состав селевого потока зависит от характера материала, который подхватывает и уносит с собой вода, когда она стекает с гор. Так, сель на р. Иссыке в 1963 г. состоял из двух потоков. По р. Жарсаю в оз. Иссык спустился типичный грязекаменный поток, насыщенный материалом морены, подхваченным у ледников. Из озера же устремился далее водокаменный поток, несший материал плотины, которую он разрушил.

Селевые потоки могут переносить каменные глыбы огромных размеров (рис. 45). Например, сель в Алма-Ате в 1921 г. снес обломки скал массой до 14 т.

Мощный селевой поток, прошедший 13 августа 1953 г. по долине р. Чхери (Кавказ), перенес каменную глыбу размером 71 м 3 массой около 190 т.

Реки и ручьи всегда переносят некоторое количество ила, глинистых частиц, песка, гальки. Более легкие частицы переносятся в воде во взвешенном состоянии, более тяжелые - перекатываются по дну. По своему характеру движение частиц в воде похоже на движение снежинок в воздушном потоке. Насыщение водного потока взвешенными частицами меняет его свойства. Плотность жидкости, насыщенной землистыми частицами, значительно больше, чем плотность чистой воды. Если плотность воды равна 1 г/см 3 (при + 4°С), плотность селевых потоков колеблется от 1,2 до 1,8 г/см 3 , а по данным некоторых ученых достигает даже 2,6 г/см 3 . Большинство горных пород имеет плотность в пределах от 2 до 2,7 г/см 3 . Из гидравлики известно, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости и направленная вертикально вверх. Эта сила называется поддерживающей. Селевые потоки большой плотности обладают и значительно большей поддерживающей силой, чем чистая вода. Кроме того, селевые потоки имеют большую вязкость* (так называют внутреннее сопротивление жидкости при движении одного ее слоя по другому). Примерами жидкостей разной вязкости могут служить вода, сироп от варенья, касторовое масло, клей. Если пролить эти жидкости на наклонную поверхность, то потекут по ней с разной скоростью.

*(Примерами жидкостей разной вязкости могут служить вода, сироп от варенья, кастровое масло, клей. Если пролить эти жидкости на наклонную поверхность, то они потекут по ней с разной скоростью. )

Благодаря значительной плотности и большой вязкости селевые потоки удерживают в себе крупные валуны. М. В. Муратов наблюдал на Северном Кавказе в верховьях р. Хасаут валуны размером в футбольный мяч и крупнее, плывшие в селевом потоке, При очень большой вязкости грязекаменный поток похож на густой бетонный раствор с включенными в него крупными камнями.

Для образования селевых потоков нужны определенные условия. Прежде всего необходим мощный водный поток. Это бывает при интенсивных ливнях, быстром таянии больших масс снега и льда или при прорыве скопившейся в большом количестве воды. Кроме того, нужен достаточный запас рыхлых обломочных материалов, которые поток может подхватить и понести с собой, чтобы превратиться из водного в селевый. Такое накопление рыхлых материалов происходит при процессах выветривания или в результате переноса обломков горных пород ледниками, а также при обвалах, оползнях и осыпях. Наконец, нужно, чтобы местность имела достаточно крутой уклон, позволяющий потоку развить большую скорость. Такие уклоны и узкие извилистые русла, где селевые потоки могут двигаться с большой скоростью, встречаются в горной местности. Именно в горах наблюдается сочетание всех описанных выше условий.

Поэтому селевые потоки - обычное явление для большинства горных районов.

Образованию селевых потоков способствует вырубка леса на горных склонах. Лес защищает склоны гор от ветра и сильного нагрева солнечными лучами. Корневая система деревьев и кустарников, густая трава закрепляют почвенный покров и препятствуют его смыванию. На обнаженных горных склонах процессы выветривания идут значительно быстрее, чем на склонах, поросших густым лесом. Поэтому одна из важных мер борьбы с селевыми потоками - запрещение вырубки леса в селеопасных районах.

Разработана и система специальных инженерных мер защиты от селей. Прежде всего стремятся ослабить энергию потока или прекратить его движение до того, как он подойдет к защищаемому объекту (например, к дороге). Поперек крутых горных склонов устраивают террасы параллельно одна другой на расстоянии 15 - 20 м.

Склон превращается как бы в пологую лестницу, благодаря чему замедляется скорость стекания воды и задерживаются камни.

Устраивают также систему запруд (барражей) в русле, по которому обычно сходит селевый поток (рис. 46). Для этого поперек русла на некотором расстоянии друг от друга возводят каменные или бетонные стены высотой от 2 до 5 м. Получается своеобразная "лестница", тормозящая поток и уменьшающая его скорость. В результате переносимые камни и частицы земли откладываются у стен, перегораживающих русло. Таким образом, запруды, с одной стороны, ослабляют энергию потока, с другой - освобождают его от наносов.

Для освобождения потока от наносов, что особенно важно в тех случаях, когда сель переносит крупные валуны, копают котлованы больших размеров, называемые наносоуловителями. Проходя через такой наносоуловитель, поток откладывает переносимые им камни и движется дальше, лишенный наиболее грозных средств разрушения.

Селевый поток можно также отвести в сторону от защищаемого объекта, если поблизости имеется подходящее для этого русло. С этой целью прокладывают отводной канал или строят о тводную дамбу (рис. 47). Ударяясь в такую дамбу, селевый поток изменяет направление и уходит в новое русло.

После неоднократных катастроф, вызванных селями в районе г. Лос-Анджелеса, были развернуты крупные работы по защите города и района от селевой опасности и паводков. Было построено: 20 паводкорегулирующих плотин, 105 селехранилищ, 28 отстойников, система ливневого дренажа протяжением 2,6 тыс. км и 32 насосных станции. Кроме того, были построены волноломы и укреплены каналы и русла водотоков. Работы были закончены в 1968 г. а 18 января 1969 г. начался ливень, продолжавшийся 9 сут. В Лос-Анджелесе выпало более 330 мм осадков. Селевые потоки ринулись с гор, но система селезащитных мероприятий работала надежно и город был защищен.

Но особенно грандиозные работы по защите от селевых потоков были выполнены в районе г. Алма-Аты.

В октябре 1966 г. гигантская защитная дамба-плотина перегородила урочище Медео, расположенное в горах Заилийского Алатау в 18 км от Алма-Аты. Она была создана взрывом "на сброс" горных пород с ближних склонов для защиты столицы Казахстана от селевых потоков. Огромный заряд - 5 268 т взрывчатки - позволил обрушить более 2,5 млн. м 3 каменных материалов. Образовавшаяся плотина имела высоту 61 м в самой низкой части и ширину в основании около 500 м.

С помощью экскаваторов и бульдозеров плотине затем была придана необходимая форма.

Взрывы в Медео были не только важной практической мерой по защите Алма-Аты от селевых потоков. Одновременно они явились и крупным научным экспериментом советских ученых. Образование плотин с помощью направленных взрывов - новый метод в гидротехнике. До проведения гигантских экспериментов в Медео этот метод вызвал много сомнений. Неясно было, насколько устойчивой окажется такая плотина против фильтрации воды. Опасались, что из-за отсутствия плотного водонепроницаемого ядра из глины внутри плотины вода будет фильтроваться сквозь плотину и постепенно размоет ее.

Не была разработана и теория таких взрывов, которая позволила бы определить, как разместится взорванная масса породы, рассчитать величину заряда, глубину его заложения и определить другие данные, необходимые для создания плотины нужных размеров в требуемом месте.

Вызывала опасения и возможность образования сильной сейсмической волны, которая, как допускали, могла достигнуть Алма-Аты и вызвать там разрушения. Опыт прошел удачно. Плотина образовалась в месте, определенном расчетом; и имела необходимые размеры. Колебания почвы в Алма-Ате почувствовали только приборы.

14 апреля 1967 г. в том же месте был произведен второй взрыв. С помощью 3941 т взрывчатых веществ было сброшено и уложено в тело плотины еще более 1 млн. м 3 горных пород. Высота плотины увеличилась еще на 30 м.

В июле 1973 г. гигантская алма-атинская плотина подверглась очень серьезному испытанию. Жаркая погода в первой половине 1973 г. вызвала интенсивное таяние ледников, питающих р. Малую Алмаатинку. Вследствие усиленного притока воды была прорвана моренная перемычка между двумя соседними ледниковыми озерами. Вода устремилась вниз, захватывая с собой рыхлый моренный материал. Возникший сель был вначале небольшим (с расходом около 30 м 3 /с), но, спустившись на 2 км по руслу, он встретил на своем пути в урочище Мынжилки габионную запруду высотой около 8 м. Вода накопилась у запруды, а затем прорвала ее; за 3 - 4 мин через прорыв сошло около 40 тыс. м 3 воды. Поток поднял песок, гальку, крупные камни; вода катила даже крупные глыбы размером до 4 м. Образовавшийся вторичный сель с расходом более 1000 м 3 /с имел уже катастрофический характер. Сель разрушил металлическую запруду у турбазы Горельник, размыл русло р. Малой Алмаатинки до коренных пород на протяжении 8 км, сорвал растительный покров, образовал каньоны глубиной от 10 до 30 м и, наконец, был задержан высотной плотиной. При этом селехранилище было заполнено на 85% своего объема. Хотя сель и был задержан плотиной, но выяснилось, что существует угроза размыва плотины и прорыва селя к Алма-Ате.

Если бы это случилось, то город был бы разрушен, так как объем скопившейся воды достигал 8 млн. м 3 .

Воду откачали насосами, а затем было решено продолжать работу по отсыпке плотины и еще ее повысить. С этой целью к 1974 - 1975 гг. велась отсыпка грунта из карьеров и селехранилища, в результате чего высота плотины достигла 145 м, а ширина в основании составила 600 м. Возросла до 12,5 млн. м 3 и вместимость селехранилища. Столица Казахстана теперь надежно защищена от селевых потоков.

При прокладке дорог вместо защитных сооружений или дополнительно к ним можно построить мост, пересекающий русло селевого потока в наиболее узком месте. Тогда селевый поток проходит под дорогой через отверстие моста.

Можно также пропустить селевый поток над дорогой, построив для этого селеду к (рис. 48). По арке из камня или из бетона прокладывают каменный или железобетонный лоток, имеющий достаточную ширину и уклон, благодаря чему грязекаменный поток проносится по нему, не задерживаясь. У входа на лоток селедука устраивают две косые направляющие стенки - входные крылья, которые собирают поток и не дают ему растекаться в стороны.

Противоселевые защитные сооружения имеют значительную стоимость. Поэтому при изысканиях дорог важно заранее определить место, где возможно прохождение селей, и оценить степень селевой опасности. С этой целью выявляют возможные источники писаний селей водой, места, где имеются скопления рыхлого материала, определяют уклоны местности на селеопасных участках рельефа, ищут следы старых селей. Собранные данные позволяют составить прогноз селевой опасности и решить, что целесообразнее: изменить трассу дороги и обойти селеопасные участки или построить на них селезащитные сооружения.

На дорогах, где имеются селеопасные участки, за ними ведут специальные наблюдения и принимают меры для предотвращения образования селевых потоков или ослабления их интенсивности. К этим мерам относятся, например: профилактический спуск воды из ледниковых озер, угрожающих прорывом; расчистка скоплений рыхлых материалов, которые могут быть захвачены селем; ускорение таяния снега запылением склонов темными веществами с самолетов и т. д. Кроме того, ведут контроль за хозяйственной деятельностью людей на селеопасной территории, запрещая ошибочные действия, которые могут усилить селевые явления (например, вырубку лесной и кустарниковой растительности, выпас скота на склонах и т.д.).

Обычно различные меры по борьбе с селевыми потоками применяются одновременно и составляют единый комплекс. Такой комплексный метод борьбы с селями наиболее успешен.

Камней и минеральных частиц. Их количество может превышать половину объема всей воды, присутствующей в нем. - сель - внезапно появляется в бассейнах маленьких горных рек. Чаще всего основной причиной его возникновения является резкое таяние снега или интенсивные ливневые осадки.

Общие сведения

Консистенцией потока выступает промежуточное вещество между твердой и жидкой массой. Сель - это явление, которое носит относительно кратковременный характер и длится не более трех часов. Преимущественно возникает в небольших водотоках, длина которых не превышает 30 километров.

Характерные особенности

Скорость движения таких потоков находится в диапазоне от 2 до 6 метров в секунду. Этим обусловлено их разрушительное действие. Сель - это поток, который создает глубокие русла на своем пути. Они обычно содержат маленькие ручьи или бывают вовсе сухими. Компоненты, из которых состоит поток, скапливаются на равнинах перед горами. Для сели характерно движение в форме водяного вала его лобовой части. Чаще всего встречается ряд, который состоит из попеременно сменяющих друг друга валов. Когда сходит сель, последствия почти всегда представляют собой сильные изменения формы русла.

Причины появления

Сель - это бурное Поток может появиться из-за быстрого таяния ледников, сезонных снежных массивов или продолжительных и интенсивных ливневых осадков. Также причиной возникновения может послужить попадание огромного количества рыхлообломочных объектов в русло. в горной местности является одним из главных факторов появления бурного потока. В предотвращении возникновения сели большую роль играют деревья, так как их корни удерживают верхний слой почвы. В сухих логах с большим уклоном и в бассейнах малых горных рек разрушительные потоки появляются редко. Сели можно классифицировать. Различают обвально-оползневые, прорывные и эрозийные типы зарождения данного явления.

Очаги

Потенциальными местами для возникновения потока являются бассейн или участок русла, если в них накопилось большое количество рыхлообломочного материала. В группе риска также находятся территории, где созданы все условия для его скопления, и определенные области обводнений. Данные очаги имеют свою классификацию. Различают рытвины, врезы и места рассредоточенного образования потоков. Областью рассредоточенного селеобразования считаются крутые обнаженные участки, в которых скопилось большое количество сильно разрушенных горных пород. Такой очаг имеет разветвленную и густую сеть борозд. Непосредственно в них идет процесс формирования микроселей и образование продуктов выветривания. Затем все эти элементы объединяются в единое русло.

Селевая рытвина

Это явление представляет собой линейное образование, которое прорезает залесенные, задернованные и скальные склоны. Обычно они сложены тонкой корой выветривания. Такие рытвины характеризуются маленькой глубиной и протяженностью. Угол ее дна больше 15 градусов.

Врез

Данное явление представляет собой мощное образование, которое выработалось в массиве древних моренных отложений. Преимущественно входит в общую часть резких перегибов склона. Помимо этого, подобные врезы часто возникают на таких типах рельефа, как: обвальный, вулканогенный, оползневый и аккумулятивный. Размер селевых врезов значительно превышает рытвины. Также различаются их продольные профили. У врезов они имеют более плавные очертания, чем у рытвин. Максимальная глубина первого может превышать 100 метров. Площадь водосборов данного типа может достигать 60 километров, в то время как объем выносимого грунта одним потоком - 6 миллионов кубических метров.

Способы защиты

Сель (фото потока представлено в статье) обладает огромным разрушительным действием. Для борьбы с ними строятся специальные сооружения и проводятся мероприятия по закреплению растительного и почвенного покровов. Выбор способа защиты основывается на определении границ селевого бассейна. В идеале профилактические меры должны еще в самом начале зарождения потока останавливать и ослаблять его действие. Лесонасаждение на территории опасных участков считается самым радикальным методом. Этот прием способен разделить общий поток на отдельные струи, уменьшить общую массу воды и отрегулировать сток. В зоне опасности необходимо увеличивать устойчивость склонов, а также с помощью земляных валов и нагорных канав перехватывать и отводить сели. Наиболее эффективно использовать запруды в руслах. Они представляют собой сооружения из бетона и камня, задачей которых является задержка части твердых материалов потока. Запруды призваны направлять сель к менее подверженному разрыву берегу. Также действенным способом защиты вступает строительство направляющих дамб. Они способны направить поток в нужную сторону и значительно ослабить его воздействие.

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) движением, кратковременностью действия (как правило, 1-3 часа), значительным эрозионно-аккумулятивным эффектом. Скорость С.п. составляет в большинстве случаев 2-10 м/с. Тело С.п. образовано селевой массой; содержание твердого материала в ней - от 10 до 75 % объема, плотность - от 1100 до 2500 кг/м 3 . По составу селевой массы выделяют грязевые, грязекаменные, водокаменные, водоснежные, водоледяные потоки. Непосредственными причинами формирования С.п. служат ливни, интенсивное таяние снега и льда, реже - прорыв озерных перемычек, извержение вулканов, высокобалльные землетрясения, а также последствия хозяйственной деятельности. Согласно генетической классификации селей выделяются типы: дождевой, снеговой, ледниковый, вулканогенный, сейсмогенный, лимногенный, антропогенный, природно-антропогенный. Формирование и сход С.п. протекают в пределах селевого бассейна. Вынесенный С.п. обломочный материал образует специфические селевые отложения. Объем селевых выносов составляет обычно десятки --сотни тыс.м 3 , достигая в отдельных случаях сотен млн. м 3 . Нерегулярный характер схода С.п. находит отражение в разнообразности селевого режима. Селеопасный период может продолжаться от трех месяцев до года. Повторяемость С.п. (в одном селевом бассейне) меняется от нескольких раз в году до одного раза в 20-30 лет. Многообразие собственно селевых или селеподобных явлений на Земле как особой формы перемещения обломочных масс от верхних этажей гор к дну океана отражено в их типологии. Опасный для человека характер С.п. связан с их большой скоростью, мощным ударным воздействием, глубиной и боковой эрозией русла, заносом земель в зоне аккумуляции.

EdwART. Словарь терминов МЧС , 2010

Смотреть что такое "Селевой поток" в других словарях:

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

Разрушения от селевого потока Сель (в гидрологии) поток с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород (до 50 60 % объема потока), внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек и сухих логов и вызванный,… … Википедия

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

Селевые потоки возникают при одновременном выполнении трех условий:

· Наличие на склонах бассейна достаточного количества продуктов разрушения горных пород;

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

· наличие крутого уклона склонов и водотока.

Главная причина разрушения горных пород заключается в резких внутрисуточных колебаниях температуры воздуха. Так, в летние месяцы в горных районах Туркмении и Армении суточная амплитуда колебаний температуры воздуха достигает 50-60°С. Это ведет к возникновению многочисленных трещин в породе и ее дроблению. Описанному процессу способствует периодическое замерзание и оттаивание воды, заполняющей трещины. Замерзшая вода, расширяясь в объеме, с огромной силой давит на стенки трещины. Кроме того, горные породы разрушаются за счет химического выветривания (растворение и окисление минеральных частиц внутрипочвенными и грунтовыми водами), а также за счет органического выветривания под воздействием микро- и макроорганизмов. В большинстве случаев причиной образования селей служат ливневые осадки, реже интенсивное таяние снега, а также прорывы моренных и завальных озер, обвалы, оползни, землетрясения. Впрочем, каждому горному району свойственна определенная статистика причин возникновения селей. Например, в целом для Кавказа причины возникновения селей распределяются следующим образом: дожди и ливни - 85%, таяние вечных снегов - 6%, сброс талых вод из мореных озер - 5%, прорывы завальных озер - 4%. А вот в Заилийском Алатау все наблюдавшиеся большие и огромные сели вызваны прорывом моренных и завальных озер.

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

В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились антропогенные факторы, то есть те виды человеческой деятельности, которые вызывают формирование селей или их активизацию. К таким факторам относятся:

Вырубка лесов на горных склонах;

Деградация почвенного покрова нерегулируемым выпасом скота;

Неправильное размещение отвалов отработанной породы горнодобывающими предприятиями;

Взрывы при строительстве железных и автомобильных дорог и различных сооружений;

Недостаточная рекультивация земель после вскрышных работ и нерегулируемый сброс воды из ирригационных сооружений на склонах;

Ухудшение почвенно-растительного покрова отходами промышленных предприятий.

Так, уничтожение растительности, разработка карьеров, подрезка склонов дорогами, массовое строительство на склонах привело к развитию селевых явлений почти на всем Черноморском побережье Кавказа (от Новороссийска до Сочи).