8.4.3. Оползни, сели, лавины

Оползень – это смещение масс горных пород по склону под действием собственного веса и дополнительной нагрузки вследствие подмыва склона, переувлажнения, сейсмических толчков и иных процессов.

Подавляющее большинство оползней (80%) связано с деятельностью человека, в частности с разрушением склонов дорожными выемками, чрезмерным выносом грунта, вырубкой лесов, нерациональным ведением сельского хозяйства на горных склонах. В 90% случаев оползни происходят на высоте 1000– 1700 м. Чаще всего они сходят в весенне-летний период на склонах крутизной более 19°. Однако на глинистых грунтах оползни могут возникать и при крутизне склона 5–7°.

Оползни классифицируют по масштабу, скорости движения и активности, мощности и месту образования.

По масштабу оползни подразделяют на:

• крупные;

• средние;

• мелкомасштабные.

Крупные оползни, как правило, вызываются естественными причинами и образуются вдоль склонов на сотни метров. Толщина таких оползней достигает 10–20 м, и они часто сохраняют свою монолитность. Средние и мелкомасштабные оползни в основном являются следствием антропогенных процессов и характеризуются меньшими размерами.

По скорости движения оползни можно классифицировать как:

• исключительно быстрые (скорость движения 3 м/с);

• очень быстрые (0,3 м/мин);

• быстрые (1,5 м/сут);

• умеренные (1,5 м/мес);

• очень медленные (1,5 м/год);

• исключительно медленные (0,06 м/ год).

По активности оползни подразделяют на активные и неактивные, причем активность зависит от породы склона и наличия влаги. При большом количестве влаги на глинистом склоне создаются условия для жидкого течения.

По мощности процесса оползни делятся на:

• малые (до 10 км вовлекаемых в процесс масс горных пород);

• средние (11–100 км);

• крупные (101–1000 км);

• очень крупные (свыше 1000 км).

По месту образования оползни подразделяют на:

• горные;

• подводные;

• смежные;

• искусственные земляные сооружения (котлованы, каналы, отвалы породы).

Оползни наносят существенный ущерб экономике, жилищно-коммунальному хозяйству, приводят к выбыванию земель из сельскохозяйственного оборота. Нередко оползни приводят к человеческим жертвам (например, в 1984 году в результате Гиссарского землетрясения в Таджикистане огромные массы земли накрыли поселок Шарора, было разрушено 50 домов и погибли 207 человек; в 1989 году оползни в Ингушетии привели к разрушениям в 82 населенных пунктах и т.д.).

Сель (селевой поток) – это стремительный русловый поток, состоящий из смеси воды и обломков горных пород, внезапно возникающий 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 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 переменной насыщенностью.

При обвально-оползневом механизме зарождения происходит смыв водонасыщенных горных пород (включая снег и лед), при этом насыщенность потока и селевая волна формируются одновременно и насыщенность с самого начала практически максимальна.

Селевые потоки бывают:

• водно-каменными (формируются в зоне плотных пород);

• водно-песчаными (формируются в зоне лесовидных и песчаных почв во время интенсивных ливней);

• грязевыми (формируются в зоне пород преимущественно глинистого состава);

• грязекаменными (характеризуются значительным содержанием в твердой фазе глинистых и пылевых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока);

• водно-снежно-каменными (переходная стадия между селем, в котором 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, смывов, русловые завалы и загромождения, образованные предыдущими селями, древесно-строительный материал. Источниками питания селей водой являются дожди и ливни, ледники и сезонный снежный покров, воды горных рек.

Сели формируются в селевых водосборах, наиболее распространенной формой которых 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 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). Движение селей прекращается при крутизне склона 2–5°.

Последствия воздействия селевого потока на различные объекты зависят от его основных параметров: расхода, объема, продолжительности, размеров включений и вязкости.

Наиболее памятные ЧС конца прошлого столетия, связанные с селевыми потоками, – грязевой сель вследствие прорыва стенки вулкана в Латинской Америке и селевые потоки на Северном Кавказе (г. Тернауз), прошедшие в течение нескольких дней.

Снежная лавина – это обвал на горных склонах массы снега, пришедшей в движение.

Снежные лавины представляют собой серьезную опасность. В результате их схода гибнут люди, разрушаются спортивные и санитарно-курортные комплексы, железные и автомобильные дороги, линии электропередач, объекты горнодобывающей промышленности и т.п., блокируются целые районы, а также могут возникать наводнения (в том числе и прорывные) с объемом подпруженного водоема до нескольких млн. кубометров воды. Высота прорывной волны в таких случаях может достигать 5–6 м. Лавинная активность приводит к накоплению селевого материала, так как вместе со снегом выносится каменная масса, валуны и мягкий грунт.

Возникновение лавин возможно во всех горных районах, где устанавливается снежный покров. Возможность схода лавин обусловливается сочетанием лавинообразующих факторов, а также наличием склонов крутизной 20–50° при толщине снежного покрова не менее 30–50 см. К лавинообразующим факторам относят высоту снежного покрова, плотность снега, интенсивность снегопада, оседание снежного покрова, температурный режим воздуха и снежного покрова, метелевое распределение снежного покрова.

В отсутствие осадков сход снежных лавин может быть следствием интенсивного таяния снега под воздействием тепла, солнечной радиации и процесса перекристаллизации, приводящих к разрушению снежной толщи (вплоть до образования мелкодисперсной снежной массы в глубине этой толщи) и ослаблению прочности и несущей способности отдельных слоев.

До 70% всех лавин обусловлены снегопадами. Эти лавины сходят во время снегопада и в течение 12 дней после их прекращения.