Стихийные бедствия геологического характера

Наиболее опасные стихийные бедствия геологического характера вызываются так называемыми склоновыми процессами: обвалами, оползнями, селями, снежными лавинами.

Обвал - это отрыв и падение больших масс горных пород на крутых и обрывистых склонах гор, речных долин, морских побережий вследствие потери сцепления оторвавшейся массы с материнской основой. В горах нередки случаи обвалов снежных карнизов, снежных мостов, льда, фирна. Обвалы могут травмировать людей, разрушать транспортные магистрали, блокировать технику, создавать естественные плотины с последующим образованием озер, вызывать перелив огромного количества воды из водохранилищ.

Образованию обвалов способствует геологическое строение местности, наличие на склонах трещин, дробление горных пород, большое количество влаги. Обвал начинается не внезапно. Вначале появляются трещины на склонах гор. Важно вовремя заметить первые признаки, разработать прогноз и провести профилактические мероприятия. В 80% случаев обвалы связаны с деятельностью человека. Они происходят при неправильном проведении строительных работ, добыче полезных ископаемых.

Для иллюстрации возможных масштабов этого стихийного бедствия приведем следующие данные.

В 1608 году в Альпах обвалилась часть горы Монте-Конто. Погибло более 2 тысяч жителей деревни Плюр. Они были погребены в своих домах под массой камней и грунта.

31 мая 1970 года в результате землетрясения с вершины горы Невадо -Уаскаран отломился кусок льда длиной 1500 метров и шириной 900 метров. Объем обвала составил 42 миллиона м³. Под обвалом погибло 20 тысяч человек.

Оползень - скользящее смещение (сползание) масс грунтов и горных пород вниз по склонам гор и оврагов, крутых берегов морей, озер и рек под влиянием силы тяжести. Они возникают из-за нарушения равновесия, вызванного различными причинами (подмывом пород водой, ослабление их прочности вследствие выветривания, переувлажнение осадками и подземными водами, неразумной хозяйственной деятельностью человека: уничтожение лесных массивов, чрезмерное использование оросительных систем и др.).

Сила связанности грунтов или горных пород оказывается в какой-то момент меньше силы тяжести, и вся масса приходит в движение. Оползни могут быть на склонах крутизной 20 градусов и более. Они способны вызвать крупные завалы или разрушения автомобильных и железных дорог, разрушение населенных пунктов, повреждение тоннелей, трубопроводов, телефонных и электрических сетей, гибель людей.

Объем грунта при оползне может достигать сотен тысяч и миллионов кубических метров. Скорость смещения оползня может составлять от нескольких сантиметров в год до нескольких метров в секунду.

Оползень никогда не является внезапным. Вначале появляются трещины в грунте, разрывы дорог и береговых укреплений, смещаются здания, сооружения, деревья, телеграфные столбы, разрушаются подземные коммуникации. Очень важно заметить эти первые признаки и составить правильный прогноз.

Большинство потенциальных оползней можно предотвратить, если своевременно провести и организовать противооползневый режим: устройство постоянных водостоков, дренажей, временных снеговых канав и валов для поверхностного стока талых и ливневых вод; планировку поверхности стока с выравниванием бугров, заполнением ям и канав, заделкой трещин, приданием уклонов бессточным участкам; озеленение склонов.

Самый крупный оползень произошел в 1911 г. на Памире. Сильное землетрясение вызвало гигантский оползень в 2,5 км³ рыхлого материала. Самые трагические последствия в 1920 г вызвала серия оползней в провинции Гансу в Китае, погубившая 200 тыс. человек.

В Ленинградской области существуют территории, подверженные воздействию оползней. К ним относится, в частности, территория южного берега Финского залива в районе поселка Лебяжье. Как правило, оползни возникают после притоков значительных масс морской воды, которые сопровождают наводнения в Петербурге. Известен такой факт, что существовавшая в начале ХХ в. улица вместе с церковью полностью оказалась в зоне оползня, после чего у берега жители не селились. После сооружения дамбы и Комплекса защитных сооружений (КЗС) давление воды на местное побережье, по мнению экологов, неизбежно усилится. Дополнительную угрозу оползней создают интенсивные работы по выемке песка Лондонской отмели для намыва новых берегов в связи со строительством Морского фасада и новых портов в Ломоносове и Бронке.

Сель – это формирующийся в горах поток смеси воды, обломков горных пород и грунта, возникающий в бассейнах небольших рек после интенсивного таяния снега, ливневых осадков, а также прорывов моренных и завальных озер при обвалах, землетрясении, оползнях.

Селевые потоки возникают при одновременном выполнении трех условий: наличии на склонах бассейна достаточного количества продуктов разрушения горных пород; наличии нужного объема воды для смыва или сноса со склонов рыхлого твердого материала и последующего его перемещения по руслам; наличии крутого уклона склонов и водотока.

По объему выносимого вещества сели делятся на катастрофические (вынос более 1 млн. м³ материала), мощные (более 100 тыс. м³), средней мощности (от 10 до 100 тыс. м³), малой мощности (менее 10 тыс. м³). По составу переносимого твердого материала следует различать грязевые потоки (смесь воды с мелкоземом при небольшой концентрации камней), грязекаменные потоки (смесь воды, мелкозема, гальки, гравия, небольших камней) и водокаменные потоки (смесь воды с преимущественно крупными камнями).

Селевые потоки подразделяются также по характеру их движения в русле на связанные и несвязанные потоки. Связанные потоки, состоящие из смеси воды, глинистых и песчаных частиц, обладают большой вязкостью и распространяются как единое целое. В отличие от водных потоков связанный поток не следует изгибам русла, а разрушает и выпрямляет их или переваливает через препятствия. Несвязанные потоки движутся с большой скоростью, следуя, в основном, изгибам русла.

Основная опасность селя — огромная кинетическая энергия селевых потоков, скорость движения которых может достигать 15 км/ч. Высота потока может достигать в горах десятков метров. При движении селевой поток разрушает все на своем пути. Если на пути селя окажется поселок или другие сооружения, они будут погребены и разрушены. Однако, опасность селей не только в их разрушительной силе, но и во внезапности их появления. Ведь ливень в горах часто не охватывает предгорья, и в обжитых местах сель появляется неожиданно. Из-за большой скорости движения селя время от момента возникновения селя в горах до момента выхода его в предгорье исчисляется подчас 20—30 минутами.

Одна из наиболее страшных катастроф, вызванных селями, произошла в Перу в 1970 году, когда сель обрушился на город Юнгай. Погибло 18 тысяч человек. Наиболее селеопасным районом России является Северный Кавказ, где насчитывается более 186 селеопасных бассейнов. Чаще всего сели наблюдаются в Кабардино - Балкарии, Северной Осетии, Дагестане. Нередки сели на Урале, Кольском полуострове, Камчатке, в Хибинах.

Основной способ борьбы с селями – закрепление и стимулирование роста почвенного и растительного покрова на горных склонах, уменьшение поступления поверхностных вод, спуск талой воды, перекачка воды с помощью насосов, правильное размещение на склонах гор различных инженерных гидротехнических сооружений.

Эффективный способ борьбы с селями – улавливание их специальными котлованами, а также искусственное разжижение селевого потока водой.