книги / Опасные природные процессы. Вводный курс

Г tarа // . Геологические опасные природные процессы

камень) наподобие каменных рек по днищам догов и ложбин. Мощность солифлюкционных потоков невелика — 20—60 см. Ширина языков-терра­ сок может достигать нескольких десятков метров.

Медленная солифлюкция имеет скорость от десятков сантиметров до 2 м, быстрая — от 2 до Юм.

Разновидность медленной солифлюкции — курумы — это поверхности, образованные скоплением глыб размером от десятков сантиметров до 3 м в поперечнике с незаполненными межглыбовыми пространствами. Курумы широко распространены в горных районах и на плоскогорье, где присутству­ ют скальные породы. Вначале возникает осыпь, которая потом живет как курум. Настоящие курумы питаются за счет разрушения подстилающих пород. Курумы встречаются на склонах от 30° и меньше. Линейно вытянутые вдоль ложбин курумы называют каменными реками или глетчерами. Скорость дви­ жения каменных рек может достигать 1,5 м/год, но чаше 0,2—0,3 м/год. Истоками каменных рек часто являются обширные по площади «настоящие» курумы, называемые иногда «каменными морями».

Дефлю кция (от лат. «defluo» — истекаю) — пластичное движение при медленном выдавливании слабо увлажненных грунтовых масс под почвен­ но-растительным покровом в основном в областях с гумидным климатом. Скорость течения — 0.2—1 см/год.

Делювиальные склоны (от лат. «deluo» — смываю). Механизм этого пе­ ремещения связан чаще всего с колебаниями температуры и влажности. Частицы грунта, нагреваясь, расширяются и как бы поднимаются выше к поверхности. Центр тяжести повышается, равновесие на склоне нарушает­ ся, и частица успевает пройти некоторое расстояние. Остывая, частица опускается, но уже в новом месте. Распространены в суглинках и супесях. На делювиальных склонах пропадает слоистость материала или остается очень грубая, уничтожается наиболее плодородный верхний слой почвы

Быстрое течение — менее выраженная, но постоянная форма, поэтому результаты поразительны. Это почти оползни, но медленнее (месяцы, годы).

Эрозия склонов (от лат. erosio — разъедание) — процесс разрушения гор­ ных пород и почв водным протоком. Различают следующие виды эрозий: поверхностную (сглаживание неровностей рельефа), линейную (расчленение рельефа), боковую (подмыв берегов рек) и глубинную (врезание русла пото­ ка в глубину).

Многие специалисты начинают изучение деятельности текучих вод да­ же не со стекания дождевой воды по склону, а раньше — с ударов капель дождя о земную поверхность. При сильных дождях энергия удара дождевой капли относительно велика, и если склон не защищен растительностью, ча­ стицы рыхлой горной породы могут разлететься довольно далеко. Лежащие на поверхности камешки служат ей защитой, и бывает, что после дождя они оказываются лежащими на вершинах небольших земляных пирамидок, вок­ руг которых порода размыта ударами капель. Такие пирамидки недолговеч­

563

Pai '• / II. Опасные природные процессы

ны, но они хорошо демонстрируют роль дождя в преобразовании склона. Сплошной поток по склону обеспечивает плоскостной смыв, который весь­ ма опасен. Он протекает в степной и лесостепной зонах, а также во всех предгорных районах, т.е. в наиболее плодородных зонах.

В бывшем СССР водной эрозии были подвержены около 150 млн га паш­ ни. Всего было подвержено 200 млн га сельскохозяйственных угодий, из них сильносмытые почвы — 40 млн га. среднесмытые — 63 млн га. слабосмытые — 97 млн га. Овраги занимают 6 млн га, из них 906с — овраги антропо­ генного происхождения. Установлено, что с пашни смывается 4—4.5 млрд т почвы, или 200 млн т гумуса в год. Снижается урожайность, загрязняются ок­ ружающие водоемы.

По оценке Института мирового слежения (США), проведенной в 1984 г., ежегодно 23 млрд т почвы на планете подвергается водной и ветровой эро­ зии и сносится в реки, озера, моря. За последнее столетие эрозия вывела из строя в мире около 23 млрд га. или 27С земель активного сельскохозяйствен­ ного использования. Один сильный ливень на черноземах выносит до 600 кг азота, 400 кг фосфора и 500 кг калия с гектара.

Когда дождевая вода стекает по склону, книзу ее становится все боль­ ше: стекая с верхней части, вода частично она впитывается в грунт, осталь­ ное стекает по поверхности, а тем временем идет новое поступление дожде­ вой воды на всю поверхность склона. Поэтому в нижней части склона вода сильнее действует на подстилающую поверхность.

Склон не может быть совершенно ровным, есть места, более благопри­ ятные и менее благоприятные для стока воды. Сплошная пленка воды по­ степенно разделяется на струи, каждая из которых при своем движении не только использует существующее углубление в склоне, но и сама еще углуб­ ляет, расширяет его, образуя русло. Плоскостной смыв сменяется линейной эрозией. В результате линейной эрозии образуются линейно вытянутые от­ рицательные формы рельефа, обычно извилистые —эрозионные борозды, промоины, овраги, речные долины. Линия, соединяющая самые низкие точ­ ки дна эрозионной формы, называется тальвег (от нем. Та1 — долина. Weg — путь, дорога). Линейная эрозия — основная форма взаимодействия потока и подстилающей поверхности литосферы.

Овраг — это крутосклонная рытвина на возвышенности, на склоне доли­ ны, образованная временным водотоком — талыми и дождевыми водами. Длина оврага может достигать нескольких километров, глубина — нескольких десятков метров, ширина — десятков, иногда сотен метров. Овраги постепен­ но растут, их верховья продвигаются все дальше вверх по склон) Овраги наносят большой вред сельскому хозяйств), расчленяя и уничтожая поля. Участки, расчлененные оврагами настолько, что склоны соседних оврагов пересекаются, становятся непригодными для какого-либо практического использования. Они называются дурными землями, употребляется также английский термин бедленд (bad land), означающий буквально то же самое

564

Гк.яа /I Геоюгические опасные природные процесгы

Старый, уже не растущий овраг постепенно превращается в балку. Балка шире оврага, склоны ее более пологи, они зарастают травой, иногда кустар­ ником или лесом.

Установлено, что 30е? оврагов растут в длину со средней скоростью до 2 м в год, около 38% — 3—8 м, 23% — 10—40 м и почти 9% - 50 м и бо­ лее. Так как на южных склонах солнца больше на 17—24%. то на северных склонах площадь оврагов в 2,4 раза больше. Овраги расчленяют площади склоновых земель на мелкие и неудобные для обработки участки. Летом ов­ раги дренируют почвы, а зимой усиливают сдувание со склонов снегового покрова и таким образом снижают уровень грунтовых вод на прилегающих землях. Затрудняется строительство дорог, имеющиеся дороги разрушаются оврагами. Продукты овражного смыва загрязняют реки и водоемы, ухудшая их гидрологический и гидробиологический режим.

Прогноз, профилактические мероприятия

Прогноз оползней возможен на базе инженерно-гид­ рогеологических, инженерно-геологических и геофизических работ. Он необ­ ходим для грамотного размещения объектов народного хозяйства, так как стоимость противооползневых работ высока. Для прогноза на длительный срок используют метод ритмичности (выявление периодов активизации в за­ висимости от действия факторов). Прогноз должен дать ответы на вопросы: возможен ли оползень в данном месте, где возникнет вначале, размеры оползня, время смещения. Прогнозы бывают заблаговременные (на ближай­ ший год), краткосрочные и экстренного предупреждения (последние наибо­ лее достоверны).

Меры охранно-ограничительные: запрещение подрезки оползневых скло­ нов и выемочные работы; недопущение подсыпок; запрещение строитель­ ства (во всей полосе) и сооружение прудов, водоемов и объектов с большим водопотреблением; запрещение взрывов; ограничение скорости движения транспорта: запрещение неконтролируемого полива участков, а иногда и их распашки; запрещение устройства водопроводных колонок и постоянного водопровода без устройства канализации; недопущение сброса на такие уча­ стки ливневых, талых, сточных и других вод.

Меры предупреждения:

1) надзор за состоянием горных склонов и профилактика — искусст­ венное обрушение камней, угрожающих падению;

2) уполаживание откосов и укрепление их с помощью устройства про­ тивообвальных сооружений (подпорные и облицовочные стены и т.д.);

565

Гшва // . Геологические опасные природные процессы

б

□ □

□

□ □

Гидроизоляция

Рис. 11.57. Схемы борьбы с оползнями [Коломенский, Комаров, 1964]: А — штольня, расположенная в водонепроницаемом пласте для перехвата вод (1 — ополз­ невое накопление; 2 — водоносный горизонт; 3 — коренные породы; 4 — штольня); Б — укрепление склона с помощью шпилек (шпонок) (а — профиль; б — план; 1 — оползневая порода; 2 — коренные породы); В — противооползневая подпорная стен­ ка (1 — оставшаяся часть оползня; 2 — коренные породы); Г — укрепление склона путем уполаживания откоса и устройства контрбанкета

а иногда и их распашки; запрещение устройства водопроводных колонок и водопровода без устройства канализации; недопущение сброса на такие уча­ стки ливневых, талых, сточных и других вод; занесение оползневых террас. Все это осуществляется без дополнительных устройств;

активно-инженерные: специальные противооползневые сооружения и мероприятия для создания необходимого запаса устойчивости склона; ме­ роприятия, прекращающие или замедляющие уменьшение коэффициента устойчивости склона; мероприятия, увеличивающие коэффициент устой­ чивости склона.

Основные виды специальных противооползневых сооружений и мероприятий:

борьба с подмывом склона — сооружение стенок набережных, волноот­ бойных стен, покрытие склонов железобетонными плитками, искусствен­ ные пляжи, спрямление русел, отвод водотоков и т.д.;

567

Paidei //. Опасные природные процессы

11.7

Сели. Лавины

11.7.1

Сели. Типизация. Основные характеристики

Сель — внезапно возникающий в руслах горных рек временный поток, характеризующийся резким подъемом уровня воды и высо­ ким содержанием продуктов разрушения горных пород.

Распространенность селей: Карпаты, Крым, Кавказ, Средняя Азия, Урал, Восточный Казахстан. Забайкалье. Дальний Восток. В Узбекистане 70% тер­ ритории селеопасны, в Таджикистане — 89,5%, в Киргизии — 90%, в Арме­ нии — до 40%.

По мощности выделяют 3 группы селей: мощные, с выносом к подножию гор более I00 тыс. м' (I раз в 5—Ю лет), средние — Ю—100 тыс. м1 (I раз в 2—3 года); слабые — менее 10 тыс. м\ Особо мощные, если случаются раз в 30—50 лет. Длительность селевого потока 1—3 ч, иногда 6— 8 ч, реже 10 ч. Пе­ риод селеобразования: для Кавказа — июнь — август, для Средней Азии — март — июнь (но максимум — в мае), на БАМе — весной в низкогорье. на­ чато лета в среднегорье, конец лета в высокогорье, т.е. по мере оттаивания мерзлоты.

По генезису выделяют следующие виды селей: I) альпийский тип — бы­ строе сезонное таяние снега (США. Канада. Анды, Альпы. Гималаи); 2) по­ токи пустынного типа в засушливых и псшузасушливых областях при внезап­ ных обильных ливнях (Аризона, Невада, Калифорния); 3) лахары — вулка­ нические грязевые потоки, возникающие после сильного дождя на склонах вулканов, недавно засыпанных мощными, находящимися еще в неустойчи­ вом положении отложениями пыли и пепла.

Карта селеопасных районов на территории бывшего СССР представле­ на на рис. 11.58.

Сели образуются в результате продолжительных ливней, бурного таяния ледников и снега, обрушения в русло большой массы рыхло-обломочного материала. В отличие от обычных потоков сели движутся, как правило, не непрерывно, а отдельными валами со скоростью до 10 м/с и более.

Для образования селя одних интенсивных осадков недостаточно, необ­ ходима еще горная масса, которую можно было бы вовлечь в поток воды.

570