Сель

Сель — это внезапно возникающий в руслах горных рек и водотоков временный грязевой, грязекаменный или водокаменный поток, характеризующийся высокой плотностью, разрушительной силой и стремительностью движения. Сель представляет собой стихийное гидрологическое явление, относящееся к категории опасных природных процессов, способное наносить значительный ущерб инфраструктуре, сельскому хозяйству и приводить к человеческим жертвам. Основными отличительными признаками селя являются его внезапность, кратковременность (обычно от десятков минут до нескольких часов), высокая скорость (до 10–15 м/с и более) и значительная масса переносимого обломочного материала (от 10–15% до 75% от общего объёма потока).

Классификация селей

Селевые потоки классифицируются по нескольким основным признакам: составу переносимого материала, механизму зарождения, мощности и режиму движения.

По составу переносимого материала

• Водокаменные (наносоводные) потоки: Преимущественно состоят из воды с крупными обломками горных пород (валунами, глыбами). Мелкозема (глинистых и песчаных частиц) содержится мало. Плотность потока относительно невысока.
• Грязевые потоки: Основную массу составляет вода, смешанная с тонкодисперсным глинистым и пылеватым материалом. Содержание твердой фазы может достигать 50–60% по объему. Такие потоки обладают большой вязкостью и пластичностью.
• Грязекаменные потоки: Содержат значительное количество как мелкозема, так и крупных обломков (камней, валунов). Это наиболее распространенный и опасный тип селя, обладающий высокой плотностью и разрушительной силой.
• Водоледяные (ледогрунтовые) потоки: Характерны для высокогорий, формируются при участии ледникового материала и льда.

По механизму зарождения

• Эрозионный (смывной): Формируется в результате интенсивного смыва и размыва рыхлого обломочного материала, накопившегося в русле и на склонах, под воздействием ливневых или талых вод. Поток постепенно насыщается твердым материалом.
• Прорывной (прорыв плотин): Возникает при внезапном разрушении естественных плотин, образованных ледниками, моренами, оползнями или завалами. В результате прорыва скопившейся воды образуется мощный и стремительный вал, который мгновенно насыщается обломками.
• Оползневой (обвально-оползневой): Образуется при сходе крупного оползня или обвала в русло реки, который перегораживает его и создает подпрудное озеро. Последующий прорыв этой плотины или перелив воды через нее генерирует сель.

По мощности (объему выноса)

• Катастрофические (очень мощные): Объем выноса твердого материала превышает 1 млн м³. Происходят раз в 30–50 лет и более. Наносят колоссальный ущерб.
• Мощные: Объем выноса от 100 тыс. до 1 млн м³. Происходят раз в 10–20 лет.
• Средней мощности: Объем выноса от 10 тыс. до 100 тыс. м³. Происходят раз в 5–10 лет.
• Слабые (маломощные): Объем выноса менее 10 тыс. м³. Происходят ежегодно или раз в несколько лет, часто не фиксируются как опасные явления.

Условия и причины формирования

Для возникновения селя необходимо одновременное наличие трех основных факторов: достаточного количества рыхлого обломочного материала на склонах и в руслах водотоков, значительного объема воды (источника питания) и крутого уклона поверхности (обычно более 15–20°).

Источники твердой составляющей:

• Продукты выветривания горных пород (осыпи, морены, ледниковые отложения).
• Результаты деятельности оползней, обвалов, камнепадов.
• Антропогенные отвалы горных пород (терриконы, отвалы пустой породы), особенно при неправильном складировании.

Источники водного питания:

• Интенсивные и продолжительные ливневые дожди (наиболее частая причина).
• Бурное таяние снега и ледников в горах (особенно в периоды аномально теплой погоды).
• Прорыв вод ледниковых озер, моренных и завальных плотин.
• Прорыв искусственных водоемов (прудов, водохранилищ).

Антропогенные факторы:

• Вырубка лесов и уничтожение растительности на горных склонах, что снижает их закрепляющую способность.
• Неправильное ведение горных работ (взрывные работы, отсыпка отвалов).
• Строительство дорог и других сооружений на склонах без учета селевой опасности.
• Сброс неочищенных вод в горные водотоки.

Характеристики и динамика движения

Сель движется в виде сплошного потока или отдельными валами (фронтальными волнами), которые могут следовать друг за другом. Фронтальная часть селя, как правило, наиболее высокая и насыщенная обломками, обладает максимальной разрушительной силой. Скорость движения зависит от уклона, состава потока и его водонасыщенности и может составлять от 2–3 м/с до 10–15 м/с и более.

Плотность селевого потока значительно превышает плотность воды (от 1,2 до 2,5 т/м³), что обусловливает его огромную инерцию и ударную силу. Сель способен переносить обломки горных пород массой в десятки и сотни тонн, вырывать с корнем деревья, разрушать каменные здания и мосты. Дальность выноса твердого материала может достигать десятков километров от места зарождения.

География распространения

Селевые потоки характерны для горных и предгорных районов практически всех континентов. В России наиболее селеопасными регионами являются Северный Кавказ (особенно Кабардино-Балкария, Северная Осетия, Карачаево-Черкесия, Дагестан), Алтай, Саяны, Урал, горы Кольского полуострова, Камчатка, Курильские острова, Сахалин и Прибайкалье. За рубежом высокой селевой активностью отличаются Альпы, Гималаи, Анды, Кордильеры, горные системы Китая, Японии и Центральной Азии.

Прогнозирование и защита

Прогнозирование селей является сложной задачей из-за их внезапности и локального характера. Основные методы включают:

• Мониторинг: Наблюдение за метеорологической обстановкой (количество осадков, температура воздуха), состоянием ледников, моренных озер и снежного покрова.
• Картирование: Составление карт селевой опасности на основе анализа рельефа, геологического строения, растительности и истории прошлых сходов.
• Моделирование: Использование математических моделей для оценки вероятности и параметров будущих селей.

Меры защиты от селей:

• Инженерные (активные и пассивные):
• Строительство селезащитных плотин (бетонных, железобетонных, каменно-набросных) для задержания твердой массы и регулирования стока.
• Сооружение селепропускных лотков, каналов и отводящих дамб для направления потока в безопасное место.
• Террасирование склонов, посадка леса и кустарника для закрепления грунта.
• Укрепление берегов и русел рек.
• Регулирование сброса воды из ледниковых озер (искусственный прорыв).
• Организационные:
• Запрет на строительство в селеопасных зонах.
• Создание систем раннего предупреждения и оповещения населения.
• Разработка планов эвакуации.
• Проведение разъяснительной работы среди населения.

Крупные селевые явления в истории

• Сель в г. Тырныауз (Кабардино-Балкария, Россия, 2000 год): Один из самых разрушительных селей в России за последние десятилетия. В результате прорыва ледникового озера и схода мощного грязекаменного потока был практически полностью разрушен город Тырныауз, нанесен огромный ущерб инфраструктуре и промышленным предприятиям.
• Сель в г. Алма-Ата (Казахстан, 1921 год): Катастрофический сель, уничтоживший значительную часть города. Погибли сотни людей. После этого события была создана мощная система селезащиты, включающая плотину Медео.
• Сель в долине Хуаскоран (Перу, 1970 год): Землетрясение вызвало сход гигантского ледово-каменного селя, который полностью уничтожил город Юнгай, похоронив под собой около 20 тысяч человек.

Источники

• Виноградов Ю. Б. «Селевые явления и их прогноз». — Л.: Гидрометеоиздат, 1980.
• Перов В. Ф. «Селевые явления. Терминологический словарь». — М.: Изд-во МГУ, 1996.
• Флейшман С. М. «Сели». — Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
• Материалы Всемирной метеорологической организации (WMO) по гидрологическим опасностям.
• Данные МЧС России по селеопасным районам и мерам защиты.