Условия формирования дождевых селей

 

Районы России	Суточные максимумы ливневых осадков в мм при 20 %-ой обеспеченности	Минимальные суммы селеформирующих осадков, мм/сут.
Северный Кавказ	50–70	20
Центральный Кавказ	50–70	20
Урал	30–40	20
Тянь-Шань	30–60	30-40
Памир-Алтай	30–60	13
Алтай и Саяны	30–50	20
Предбайкалье и Забайкалье	40–70	40
Горы северо-востока	30–60	–
Приморье	74–130	–
Приамурье	60–80	30
Камчатка	40–90	–
Сахалин	40–100	60

 

Формирование селей происходит в селевых водосборах, наиболее распространенной формой которых в плане 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 селей 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). При меньших уклонах начинается процесс отложения селевой массы. Полностью движение селя прекращается при крутизне 2°–5°.

Результат воздействия селевого потока на различные объекты зависит от его основных параметров: плотности, скорости, продвижения, высоты, ширины, расхода, объема, продолжительности, размеров включения и вязкости.

Плотность селевого потока зависит от состава и содержания твердой составляющей. Обычно она составляет не менее 100 кг в одном кубическом метре воды, что при плотности породы 2,4–2,6 г/см³ приводит к плотности селевых потоков примерно 1,07–1,1 г/см³. Как правило, плотность селевого потока колеблется в пределах 1,2–1,9 г/см³.

Скорость движения селевого потока в транзитных условиях (в зависимости от глубины потока, уклона русла и состава селевой массы) составляет от 2–3 до 7–8 м/с., а иногда и более. Максимальная скорость может превышать среднюю в 1,5–2 раза.

Высота селевого потока варьируется в значительных пределах и может составлять: для мощных и катастрофических селей 3–10 м, для маломощных– 1–2 м.

Ширина селевого потока зависит от ширины русла и в большинстве горных бассейнов на транзитных участках колеблется от 3–5 м (узкие каньоны, горловины, глубоко врезанные русла небольших бассейнов) до 50–100 м.

Максимальный расход сели колеблется от нескольких десятков до 1000–1500 м³/с.

Объем селевых отложений (объем рыхлообломочной породы в естественном залегании, вынесенный из селевого очага и русла) определяет зону воздействия селя. Как правило, суммарный объем селевого выноса определяет тип селя и его разрушительное действие на сооружение.

Для большинства селевых бассейнов России характерны сели малой и средней мощности.

Продолжительность селей колеблется от десятков минут до нескольких часов. Большинство зарегистрированных селей имели продолжительность 1–3 часа. Иногда сели могут проходить волнами по 10–30 минут с неселевыми промежутками между ними до нескольких десятков минут.

Максимальные размеры крупнообломочных включений характеризуются размерами отдельных глыб и валунов скальных и полускальных пород, и могут быть 3–4 м в поперечнике. Масса таких глыб может составлять до 300 т.

Вязкость связных селей колеблется от 3–4 пуаз (единица динамической вязкости (П). 1П=0,1 Нс/ м³=0,102 кгс) до нескольких десятков, а иногда и сотен пуаз. При значительной вязкости сель напоминает густой бетонный раствор. Вязкость при переходе от несвязного селя к связному примерно равна 2,5–4,0 пуаза.

Таким образом, диапазоны основных параметров селевых потоков следует принимать:

плотность – (1,2–1,9)×10³ кг/м³;

вязкость – 4–20 пуаз;

скорость движения в транзитных условиях:

            – для уклонов – 10°–27° – 2,5–7,5 м/с;

            – максимальна возможная – 14–16 м/с;

предельная крутизна прекращения движения – 2–5°;

высота селевого потока: катастрофического до 10 м.;

                                      мощного 3–5 м.;

                                      среднего» 2,5 м.;

                                      маломощного» 1,5 м;

ширина потока на транзитных участках – 5–70 м;

расход (диапазон) 30–800 м³/с, возможный максимум 2000 м³/с;

продолжительность 0,5–3 часа;

повторяемость 15–20 лет;

размер крупных включений 3–4 м;

масса включений 200–300 т.

В отличие от обычных потоков сель движется, как правило, отдельными волнами, а не непрерывным потоком. Крутой передний фронт селевой волны высотой от 5 до 15 метров образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока достигает 25 м.

Обладая огромной кинетической энергией грязевых потоков и высокой скоростью передвижения до (15 км/ч), сели разрушают дороги, гидротехнические сооружения, приводят к гибели людей и животных. Всё это продолжается недолго – 1–3 часа. Время от начала возникновения в горах и до момента выхода его в равнинную часть – 20–30 минут.

По мощности селевые потоки делятся на группы: мощные (вынос более 100 тыс. м³ массы селя), средней мощности (от 10 до 100 тыс. м³), слабой мощности (менее 10 м³).

В России до 20 % территории находится в селеопасных зонах. Особенно активно селевые потоки формируются в Кабардино-Балкарии, Северной Осетии, Дагестане, в районе Новороссийска, в зоне Байкало-Амурской магистрали и др. местах. Сели прогнозируются по результатам наблюдений за прошлые годы и по метеорологическим прогнозам.