Селевой поток

Селевой поток (сель) — это внезапно формирующийся в руслах горных рек и временных водотоков грязевой, грязекаменный или водокаменный поток, обладающий высокой плотностью, значительной разрушительной силой и скоростью движения. Сель относится к категории опасных гидрологических явлений и представляет собой смесь воды, обломков горных пород (глины, песка, гравия, валунов) и почвы, движущуюся под действием силы тяжести.

Классификация селевых потоков

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

По механизму зарождения

• Эрозионный тип. Формируется за счёт интенсивного размыва русла и склонов водным потоком, который насыщается обломочным материалом. Характерен для районов с рыхлыми горными породами.
• Прорывной тип. Возникает при прорыве естественных или искусственных плотин (например, ледниковых озёр, завалов, запруд). Вода, накопившаяся за преградой, внезапно сбрасывается, вызывая мощный селевой поток.
• Обвально-оползневый тип. Образуется при обрушении в русло реки крупных масс горных пород, которые смешиваются с водой и приходят в движение. Часто провоцируется землетрясениями или сильными дождями.

По составу

• Водокаменный (наносоводный). Преимущественно состоит из воды и крупных обломков (валунов, гальки). Плотность невысокая, движение близко к турбулентному.
• Грязевой. Содержит большое количество глинистых и пылеватых частиц. Плотность высокая, поток обладает значительной вязкостью и пластичностью.
• Грязекаменный. Смесь грязи с крупными камнями. Наиболее распространённый и опасный тип, сочетающий свойства вязкой жидкости и твёрдого тела.

По мощности (объёму выноса)

• Мощные (катастрофические). Объём выноса более 1 млн м³. Происходят раз в 30–50 лет и более.
• Средней мощности. Объём выноса от 100 тыс. до 1 млн м³. Происходят раз в 10–20 лет.
• Маломощные. Объём выноса менее 100 тыс. м³. Происходят ежегодно или раз в несколько лет.

По режиму движения

• Связные (структурные). Движутся как единое вязкопластичное тело, напоминающее бетонную массу. В них отсутствует перемешивание, крупные обломки переносятся во взвешенном состоянии.
• Несвязные (турбулентные). Движутся как обычный водный поток, но с высокой концентрацией наносов. Частицы перемешиваются, перенос обломков происходит во взвешенном и донном режимах.

Причины и условия возникновения

Для формирования селевого потока необходимо одновременное наличие трёх основных факторов: достаточного количества воды, рыхлого обломочного материала и крутого уклона русла (не менее 10–15°).

Природные причины

• Интенсивные и продолжительные ливни. Наиболее распространённая причина, особенно в горных районах с муссонным климатом (Кавказ, Карпаты, Дальний Восток).
• Бурное таяние снега и ледников. В весенне-летний период, особенно при резком потеплении, талые воды насыщают рыхлые отложения.
• Землетрясения. Сейсмические колебания вызывают обвалы, оползни и разрушение ледниковых плотин, что может мгновенно породить сель.
• Извержения вулканов. Вулканический пепел и тефра, смешиваясь с талой водой или дождём, образуют лахары — мощные грязевые потоки.
• Прорыв ледниковых озёр. Озёра, подпруженные ледниками или моренами, могут внезапно прорываться, высвобождая огромные объёмы воды.

Антропогенные причины

• Вырубка лесов на горных склонах. Лес удерживает почву и регулирует сток воды; его уничтожение резко увеличивает риск селей.
• Неправильное ведение горных работ. Взрывные работы, отвалы пустой породы, нарушение естественного рельефа.
• Строительство дорог и других сооружений на склонах. Подрезка склонов, нарушение устойчивости грунтов.
• Сброс воды из водохранилищ и ирригационных систем. Нештатные сбросы могут спровоцировать эрозию и сель.

Характеристики и параметры

Селевой поток отличается от обычного водного паводка рядом специфических параметров.

• Скорость движения. Варьируется от 2–3 м/с до 10–15 м/с и более. Наиболее быстрые — прорывные и водокаменные сели.
• Плотность. Может достигать 1,5–2,5 т/м³ (для грязевых и грязекаменных), что значительно превышает плотность воды (1 т/м³).
• Объёмная концентрация твёрдого материала. Составляет от 10–15% до 60–70% и более.
• Высота фронтальной волны (головы). Может достигать 10–15 м и более, особенно в узких ущельях.
• Разрушительная сила. Обусловлена большой массой и высокой скоростью. Сель способен сносить здания, мосты, дороги, вырывать с корнем деревья, уничтожать посевы.

География распространения в России

На территории России селевая опасность наиболее высока в следующих регионах:

• Северный Кавказ. Районы Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Карачаево-Черкесии, Дагестана, Краснодарского края (Сочи). Здесь сходят наиболее мощные и частые сели, связанные с ледниками и ливнями.
• Урал. Приполярный, Северный и Средний Урал, особенно в районах горной добычи.
• Сибирь и Дальний Восток. Алтай, Саяны, Забайкалье, Прибайкалье, Камчатка, Курильские острова, Сахалин. В этих регионах сели часто связаны с сейсмической активностью и вулканизмом.
• Хибины (Мурманская область). Сели возникают в результате техногенной деятельности (горные разработки) и таяния снега.

Прогнозирование и защита

Прогнозирование

Прогнозирование селей — сложная задача из-за внезапности их возникновения. Основные методы:

• Мониторинг погодных условий. Осадкомеры, снегомерные съёмки, наблюдение за температурой воздуха.
• Геологическое и геоморфологическое картирование. Выявление селеопасных бассейнов, оценка запасов рыхлого материала.
• Сейсмический мониторинг. Регистрация микроземлетрясений, которые могут спровоцировать сход.
• Математическое моделирование. Расчёт возможных объёмов, скоростей и зон затопления.
• Системы раннего предупреждения. Установка датчиков уровня воды, сейсмодатчиков, видеокамер в селеопасных ущельях.

Защитные мероприятия

• Инженерные сооружения:
• Селеуловители (селехранилища). Специальные котлованы или запруды, перехватывающие поток.
• Селепропуски. Лотки, каналы, трубы, отводящие поток в безопасное место.
• Запруды и плотины. Преграждают путь, гасят энергию потока.
• Траншеи и террасы на склонах. Задерживают и отводят поверхностный сток.
• Лесомелиорация. Посадка леса на склонах для укрепления почвы и регулирования стока.
• Организационные меры. Запрет на строительство в селеопасных зонах, создание систем оповещения населения, разработка планов эвакуации.

Примеры катастрофических селей

• Сель в Тырнаузе (Кабардино-Балкария, 2000 год). Мощный грязекаменный поток, вызванный прорывом ледникового озера, полностью разрушил часть города, погибло несколько человек. Ущерб составил сотни миллионов рублей.
• Сель в Армении (1988 год). После Спитакского землетрясения сошли многочисленные сели, усугубившие разрушения.
• Сель в Непале (2014 год). Прорыв ледникового озера вызвал мощный сель, который уничтожил несколько деревень.
• Сель в штате Варгас (Венесуэла, 1999 год). Катастрофический сель, вызванный многодневными ливнями, привёл к гибели десятков тысяч человек.

Источники

• Геологический словарь. — М.: Недра, 1978.
• Перов В.Ф. Селевые явления. — М.: Изд-во МГУ, 1996.
• Флейшман С.М. Сели. — Л.: Гидрометеоиздат, 1970.
• Опасные природные процессы: учебник / под ред. С.А. Сладкопевцева. — М.: Изд-во МИИГАиК, 2014.
• Официальные данные МЧС России и Росгидромета.