Геологические факторы формирования селей.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

СЕЛЬ, грязевой поток (от арабского сайль — бурный поток) — внезапно формирующийся в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъёмом уровня и высоким содержанием продуктов разрушения горных пород.

Сели относятся к эрозионным русловым процессам. Плотность материала селевых потоков изменяется от 1.2 до 1.9 т/м3. Объёмы единовременных выносов достигают сотен тысяч, а иногда и миллионов м3, крупность переносимых обломков до 3—4 м в поперечнике при массе 100—200 т, V=100м3.

В зависимости от состава и содержание твердого материала сели бывают водо-снежными, водокаменными, грязекаменными и грязевыми. Отличаются плотностью.

Условия образования селей

Инженерно-геологическое значение изучения селей – ущерб, уничтожение сооружений и территорий, жертвы

1. Геоморфологические – высокогорный крутосклонный рельеф.

2. Гидрометеорологические – обильное единовременное количество воды: выделяют сели ливневые, гляциальные и прорыва. Наиболее благоприятным для образования селей является такое распределение осадков, когда после затяжных дождей, обеспечивающих глубокое промачивание потенциально опасных грунтов, происходили ливни с интенсивностью 60 мм и более.

3. Геологические – наличие большого количества рыхлого материала: продукты выветривания, делювиальные, оползневые, обвальные отложения и т.п. Периодичность возникновения селей.

4. Социально-экономические – сведение растительности, выпас скота, строительство и др.

Геологические факторы формирования селей

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.

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.

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.

41. Гидрогеологические и техногенные факторы формирования селей; примеры.

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.

Техногенные факторы

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).

Примеры

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.

8 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.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒