Селевые потоки
Сель – это поток камней, минеральных частиц и обломков горной породы, спускающийся с возвышенностей вследствие бурного таяния снега или продолжительных ливней. В просторечии сель называют «грязевой поток». И действительно: стремительно сходящая со склонов масса представляет собой как будто разжиженную грязь.
Сель выглядит как сплошной поток грязи вперемешку с камнями, с выраженным передним фронтом волны, который может достигать в высоту от пяти до пятнадцати метров (так называемая «голова» селя). Известны случаи, когда вал селевого потока достигал в высоту до 25 метров.
Селевой поток – явление кратковременное, оно возникает внезапно, преимущественно в бассейнах горных рек, и длится не дольше трех часов. По данным ученых, это явление характерно для коротких водотоков, длина которых не превышает 30 км, а площадь водосбора составляет до 100 кв. км.
Минеральные частицы составляют до 60% от плотности потока. Сель – явление опасное не только для природы, но и для человека: оказавшись на пути грозного потока, люди в полном смысле этого слова рискуют своей жизнью.
Частично предотвратить селевые потоки помогает фиксирование и укрепление почвы и растительного покрова, конструирование специальных гидротехнических сооружений. В зависимости от предполагаемой зоны селевого бассейна выбирают тот или иной способ защиты. Такие меры помогают либо вовсе предотвратить возникновение потока, либо существенно его ослабить. Так, на потенциально опасных склонах гор высаживают деревья, стволы которых способны рассечь плотный поток на несколько мелких и снизить опасность для сельскохозяйственных угодий. Именно поэтому в районах водосбора вырубка лесов и распахивание земель запрещены.
Склоны укрепляют земляными валами, террасированием, обустройством водоотводящих нагорных каналов. Поперек русла селевого потока устраивают запруду из бетона и камня – это задерживает частицы потока и одновременно «отодвигает» его к краям русла, ослабляя мощность селя. К числу эффективных инженерных сооружений относят селеулавливатели – котлованы и бассейны на пути предполагаемого потока.
Дамбы, селехранилища, отводные каналы, подпорные стенки помогают направить селевой поток по нужному вектору ослабить его мощь. В местах, где под склонами гор проложены дороги, обустраивают каменные лотки, по которым селевой поток направляется под трассу или проходит над ней, не разрушая самой дороги. Сели бывают нескольких видов.
Сейсмосели. В результате землетрясений отколовшиеся фрагменты ледников или горных пород могут преградить путь рекам, образовывая очень неустойчивые плотины. При разрушении такой плотины вода из нее сбрасывается не постепенно а моментально, что способствует накоплению потоком большой кинетической энергии.
Лахары— селевые потоки вулканического происхождения. В результате выброса лавы или схода пирокластических потоков происходит быстрое таяние снежного покрова и ледников на склонах вулкана, а образовавшаяся вода смешивается с пеплом и горными породами. При извержении Везувия 79 года, под пеплом которого были похоронены Помпеи, город Геркуланум завалило трёхметровым слоем грязекаменной массы, принесённой лахаром. При раскопках обнаружено, что селевой панцирь Геркуланума значительно более плотный, чем пепловый слой Помпей.
Связные. К связным относят грязекаменные потоки, в которых вода практически не отделяется от твёрдой части. Они обладают большим объёмом (до 1,5—2,0 т/м³) и большой разрушительной силой. К несвязным относят водокаменные потоки. Вода переносит обломочный материал и по мере уменьшения скорости откладывает его в русле или в области конуса выноса на предгорной равнине.
В селевом бассейне выделяют следующие зоны:
Зона зарождения (питания)
Зона транзита
Зона аккумуляции
По степени насыщенности наносами и их фракционному составу
Грязевые сели — смесь воды с мелкозёмом при небольшой концентрации камней, объёмный вес у=1,5—2 т/м³
Грязекаменные сели — смесь воды, гальки, гравия, небольших камней, у=2,1—2,5 т/м³
Водокаменные (наносоводные) сели — смесь воды с преимущественно крупными камнями, у=1,1—1,5 т/м³
По механизму возникновения сели делят на три основных типа:
Эрозионный. В этом случае сначала размывается грунт, водный поток насыщается обломками и минеральными частицами, после чего формируется сама селевая волна.
Прорывной. Возникает, когда вода накапливается одновременно с размывом горной породы, а по достижении предела водоем прорывается, и селевой поток устремляется вниз со склонов или вдоль по руслу.
Обвально-оползневый. Самый опасный: происходит резкий срыв огромной массы воды и горной породы.
Сели также подразделяют на:
зональные (систематические, вследствие выпадения осадков, с постоянными путями движения)
региональные (происходят эпизодически из-за геологических процессов, пути движения непостоянны)
антропогенные (случаются из-за деятельности человека).
Классифицируют сели и по мощности потока:
мощные переносят до 100 тысяч кубических метров твердой массы
сели средней мощности способны вынести от 10 до 100 тысяч кубометров
слабые сели выносят менее 10 тысяч кубометров твердых частиц.
По воздействию селевых потоков на сооружения сели классифицируют на:
Маломощные. Оставляют после себя лишь небольшие размывы.
Средней мощности. Полностью забивают водопропускные отверстия сооружений и сильно размывают почву, могут снести строения, возведенные без фундамента.
Мощные. Имеют большой разрушительный потенциал, сносят мосты и дороги.
Катастрофические.Полностью сметают все на своем пути, включая дороги и здания, погребая их обломки под наносным слоем грязи.
Сели являются следствием погодных факторов (дождей, снегопадов), а также катаклизмов – например, землетрясений. Причинами могут быть и техногенные факторы: нарушения при проведении горнодобывающих работ, прокладке трасс, вырубке леса. Ученые приняли классификацию селей, в зависимости от типа их происхождения.
Чаще всего причиной становится дождь, размывающий склоны и приводящий к оползням. К образованию селя может привести интенсивное таяние снега (это свойственно в первую очередь субарктическим зонам), таяние льда (характерно для высокогорных районов), извержение вулкана (тает снег, прорываются кратерные озера).
К селям может привести сильное землетрясение (так называемый сейсмогенный фактор) или разрушение озерной плотины. Деятельность человека относят к антропогенным факторам прямого и непрямого воздействия.
По утверждениям ученых, для каждого горного района Земли характерны свои причины и условия возникновения селей. В районе Кавказа в 85% случаев к селям приводят дожди. В целом же на селеопасные районы приходится около 20% всей территории Российской Федерации.
Активнее всего ведут себя сели в Северной Осетии, Кабардино-Балкарии, Дагестане, в районе озера Байкал и Саянского хребта, на Камчатке и в районах Приморья, на Кольском полуострове и в районе Уральского хребта. Исследователи насчитывали в бывшем СССР до пяти тысяч селевых бассейнов. Эти бассейны условно делят на несколько групп:
– Бассейны высокой селевой активности, где селевые потоки сходят каждые три-пять лет.
– Бассейны средней активности со сходом селей один раз в шесть-пятнадцать дет.
– Бассейны с низкой селевой активностью, где потоки фиксируют не чаще раза в полтора десятилетия.
Селевой поток движется волнообразно, вынося с собой сотни тысяч кубометров вязкой грязевой массы. Отдельные обломки горной породы могут достигать четырех метров в диаметре. Встречая препятствие, сель легко проходит через него, набирая дополнительную плотность и силу. Скорость передвижения потока может составлять до 15 километров в час, причем с момента возникновения селевого потока до времени его спуска в предгорья может пройти не больше двадцати минут.
В ходе организации медицинского обеспечения пораженных при ликвидации сели следует помнить о том, что человек, будучи засыпанным грязевым потоком, может оставаться в живых только несколько часов, причем шанс на выживание тем выше, чем тоньше слой над ним. Среди людей, находившихся в зоне селя не более 1 ч, могут выжить до 50 %, через 3 ч вероятность остаться в живых не превышает 10 %. По этой причине работы по спасению людей необходимо начинать еще до прибытия спасательного отряда.
Продолжительность периода спасения людей, погребенных селевым потоком в транспорте или под обломками зданий, обычно не превышает нескольких десятков минут; отрезанных сильной метелью или сошедшими лавинами на горной дороге – несколько часов. В свете этого важно своевременное прибытие на место бедствия спасательных групп, обеспеченных поисковым снаряжением и средствами оказания первой помощи.
При обнаружении засыпанного человека, прежде всего, освобождают его голову, очищают от грязи рот, нос, уши. Далее осторожно (учитывая возможность наличия переломов) извлекают его из-под обломков, переносят в защищенное от ветра место, укутывают в сухую одежду, дают горячее питье, а при отсутствии признаков жизни приступают к искусственной вентиляции легких и другим реанимационным мероприятиям.