Оползни и лавины

ОПОЛЗНИ.
Оползни – это скользящие смещения масс горных пород вниз по склону под влиянием
силы тяжести. Происходят они на склонах гор, оврагов, холмов, на берегах рек.
Оползни возникают тогда, когда природными процессами или людьми нарушается
устойчивость склона. Силы связанности грунтов или горных пород оказываются в
какой-то момент меньше, чем сила тяжести, вся масса приходит в движение и
может произойти катастрофа.
Земляные массы могут оползать по склонам с едва заметной скоростью (такие
смещения называют медленными). В других случаях скорость смещения продуктов
выветривания оказывается более высокой ( например, метры в сутки), иногда большие
объемы горных пород обрушиваются со скоростью, превышающей скорость экспресса.
Все это склоновые смещения- оползни. Они различаются не только скоростью смещения
, но и масштабами явления.
Последствия оползней.
Оползни могут разрушать жилища и подвергать опасности целые населенные пункты.
Они угрожают сельскохозяйственным угодьям, губят их и затрудняют обработку,
создают опасность при эксплуатации карьеров и добыче полезных ископаемых.
Оползни повреждают коммуникации, туннели, трубопроводы, телефонные и
электрические сети; угрожают водохозяйственным сооружениям, главным образом
плотинам. Кроме того, они могут перегородить долину, образовывать временные
озера и способствовать наводнениям, а также породить губительные волны в озерах
и заливах, подводные оползни рвут телефонные кабели. В результате оползней могут
перекрываться русла рек, дороги, происходит изменение ландшафта. Оползни
угрожают безопасности движения автомобильного и железнодорожного транспорта.
Разрушают и повреждают опоры мостов, рельсы, покрытия автомобильных дорог,
нефтепроводы, гидроэлектростанции, рудники и другие промышленные
предприятия, горные селения. Пахотные земли, расположенные ниже оползневых
участков, часто заболачиваются. При этом происходит потеря урожая и интенсивный
процесс выбывания земель из сельскохозяйственного оборота.
Существенный ущерб этими явлениями может наноситься культурному и
историческому наследию народов, душевному состоянию людей, населяющих горные
местности.
Оползни преимущественно происходят в районах живой тектоники, где
взаимодействуют и чередуются процессы медленного скольжения блоков земной коры по
разломам и быстрых подвижек в очагах землетрясений.
Оползни на территории РФ имеют место в горных районах Северного Кавказа,
Урала, Восточной Сибири, Приморья, о. Сахалин, Курильских островов, Кольского
полуострова, а также на берегах крупных рек.
Часто оползни приводят к масштабным катастрофам Так, оползень 1963 года в
Италии объемом 240 млн. куб. метров накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек.
В 1989 году оползни в Чечено-Ингушетии повлекли за собой повреждения в 82
населенных пунктах 2518 домов, 44 школ, 4 детских садов, 60 объектов
здравоохранения, культуры и бытового обслуживания.
Возникновение и классификация оползней.
1. Природные причины возникновения оползней.
Оползни могут быть вызваны действием разных факторов. Земная поверхность
вся состоит, главным образом , из склонов. Некоторые из них устойчивы, другие, в
силу различных условий, становятся неустойчивыми. Это происходит тогда, когда
изменяется угол откоса склона или если склон оказывается отягощен рыхлыми
материалами. Тем самым сила тяжести оказывается больше силы связности грунта.
Склон становится нестабильным и при сотрясениях. Поэтому каждое землетрясение в
условиях горного рельефа сопровождается смещениями по склону. Неустойчивости
склона способствует и повышение обводненности грунтов, рыхлых отложений или
горных пород. Вода заполняет поры и нарушает сцепление между частицами грунта.
Межпластовые воды могут действовать подобно смазке и облегчать скольжение.
Связность горных пород может быть нарушена и при замерзании, и в процессах
выветривания, выщелачивания, вымывания. Неустойчивость склонов может быть
связана и с изменением вида насаждений либо уничтожения растительного покрова.
Дело обстоит серьезно и тогда, когда скальные горные породы на склоне бывают
перекрыты рыхлыми материалами или почвой. Рыхлые отложения легко отделяются
от подстилающих пород,
особенно
если
плоскость
скольжения
«смазана
водой».
Неблагоприятны
(с
точки
зрения
возможности
возникновения
оползней)
и
те
случаи,
когда
горные
породы
представлены
пластами
крепких известняков или песчаников с
подстилающими более мягкими глинистыми сланцами. В результате
выветривания образуется плоскость раздела, и пласты скользят по склону. В этом
случае все зависит , главным образом, от ориентировки пластов. Когда
направление их падения и наклон параллельны склону, это всегда опасно.
Невозможно точно определить значение угла откоса, более которого склон
неустойчив, а менее которого устойчив. Иногда такой критический угол
определяют в 25 градусов. Более крутые склоны, по-видимому, уже неустойчивы
.На возникновение оползней наибольшее влияние имеют дождевые осадки и
сотрясения. При сильных землетрясениях оползни возникают всегда. Также на
возникновение оползней влияет: пересечение пород трещинами, расположение
слоев грунта с наклоном в сторону склона, чередование водоупорных и водоносных
пород, наличие в толще грунта размягченных глин и плывущих песков, увеличение
крутизны склона, в результате подмыва (на берегах рек).
2. Антропогенные причины возникновения оползней.
Оползни могут быть вызваны вырубкой лесов и кустарников на склонах,
распахиванием склонов, чрезмерным поливом склонов, закупориванием засорением и
заваливанием мест выхода подземных вод.
На возникновение оползней влияет производство взрывных работ, в следствии
которых происходит образование трещин, а также это является искусственным
землетрясением.
Оползни могут образоваться при разрушении склонов котлованами, траншеями
и дорожными выемками. Такие оползни могут произойти при строительстве жилья и
других объектов на склонах.
Классификация оползней.
1. По материалу
A) скальные породы
Б) почвенный слой
B) смешанные оползни
2. По скорости смещения все склоновые процессы
подразделяются на:
A) исключительно быстрые (3м/с)
Б) очень быстрые (Здм/м)
B) быстрые (1,5 м. в сутки)
Г) умеренные (1,5 м. в месяц)
Д) очень медленные ( 1,5 м. в год) Е) исключительно медленные
( 6 см в год) Медленные смещения ( очень медленные).
Они не являются катастрофическими. Их называют волочениями, ползучими
смещениями рыхлых отложений, а также скольжением и соскальзыванием. Это
действительно перемещение - сползание, т.к. скорость его не превышает нескольких
десятков сантиметров в год. Такое смещение можно распознать по искривленным
стволам деревьев, растущих на склоне, изгибанию пластов и поверхности, так
называемому снятию пластов, и с помощью чувствительных приборов.
Солифлюкция и гелифлюкция - виды таких медленных смещений. Раньше под
солифлюкцией понимали смещения в грунтах и рыхлых осадках, насыщенных водой.
Позднее этот термин был распространен и на ледниковые условия, где грунты
смещаются в связи с чередованием замерзания и оттаивания. В настоящее время для
обозначения смещений, вызванных попеременным замерзанием и оттаиванием,
рекомендуется использовать термин «гелифлюкция». Опасность этих медленных
смещений заключается в том, что они могут постепенно перейти в смещение быстрое,
а затем и катастрофическое. Многие крупные оползни начинались оползанием рыхлого
материала или медленным скольжением блоков горных пород. Смещение средней
скорости (быстрые).
Смещения, что происходят со скоростью метров в час или метров в сутки. К ним
относятся большинство типичных оползней. Оползневой участок состоит из зоны
отрыва, скольжения и фронтальной. В зоне отрыва бывают различимы основная
трещина отрыва и плоскость скольжения, по которой тело оползня отделилось от
подстилающей породы.
Быстрые смещения.
Только быстрые оползни могут стать причиной настоящих катастроф с сотнями
человеческих жертв. К таким смещениям относятся те, скорость которых составляет
несколько десятков километров в час (или значительно больше), когда бегство
невозможно (на настоящую эвакуацию не остается времени).
Известны разные типы таких катастроф: «Обвал скальных пород». Оползни потоки возникают тогда, когда твердый материал
смешивается с водой и течет с большой скоростью. Оползни -потоки могут быть
грязевыми (к ним относятся и вулканические грязевые потоки), каменными или
переходными. К быстрым смещениям относятся и лавины, как снежные, так и
снежно-каменные.
3. По масштабу оползни подразделяются:
А)крупные
Б)средние
В) мелкомасштабные.
Крупные оползни вызываются, как правило, естественными причинами и
образуются вдоль склонов на сотни метров. Их толщина достигает 10 -20 метров и
более. Оползневое тело часто сохраняет свою монолитность.
Средние и мелкомасштабные оползни имеют меньшие размеры и характерны для
антропогенных процессов.
4. Масштаб оползней характеризуется вовлеченной в процесс
площадью:
A) грандиозные -400 га и более
Б) очень крупные - 200-400 га
B) крупные - 100-200 га
Г) средние - 50-100 га
Д) мелкие 5-50 га
Е) очень мелкие до 5 га
5. По объему ( мощности)
A) малые (10 тыс. куб. м)
Б) средние (от 10 до 100 тыс. куб. м )
B) крупные (от 100 тыс. до 1 млн. куб. м)
Г) очень крупные (более 1 млн. куб. м)
6. По активности оползни могут быть:
A) активными
Б) не активными
Их активность определяется степенью захвата коренных пород склонов и скоростью
движения, которая может составить величину от 0,06 м/год до 3 м/с
7. В зависимости от наличия воды:
А)сухие
Б) слабо влажные
B) очень влажные
8. По механизму оползневого процесса:
А)оползни сдвига
Б) выдавливания
В)вязкопластические
Г) гидродинамического
Д) внезапного разжижения
Часто оползни имеют признаки комбинированного механизма.
9. По месту образования оползни подразделяются:
А)горные
Б) прибрежные
В) подводные, (Б,В,) могут вызывать цунами
Г) снежные
Д) оползни искусственных земляных сооружений (каналов,
котлованов...)
Масштабы последствий определяются:
1) численностью населения оказавшегося в зоне оползня
2) числом погибших, раненных, оставшихся без крова
3) количеством населенных пунктов попавших в зону стихийного
бедствия
4) количеством
объектов
народного
хозяйства,
лечебнооздоровительных и
социально-культурных учреждений,
оказавшихся разрушенными и поврежденными
5) площадью затопления и заваливания сельскохозяйственных
угодий
6) количеством погибших сельскохозяйственных животных.
Меры защиты при оползнях.
Население, проживающее в оползнеопасных зонах, должно знать очаги, возможные
направления и характеристику этого опасного явления. На основе данных прогноза до
жителей заблаговременно доводится информация об опасности и мероприятиях
относительно выявленных оползневых очагов и возможных зон их действия, а также о
порядке подачи сигналов об угрозе возникновения этого опасного явления. Также ранее
информирование людей снижает воздействие стрессов и паники, которые могут
возникнуть
впоследствии
при
передаче
экстренной
информации
о
непосредственной угрозе оползня.
Население опасных районов обязано также проводить мероприятия по
укреплению домов и территорий, на которых они построены, а также участвовать в
работах по возведению защитных гидротехнических и др. инженерных сооружений.
Оповещение населения проводится с помощью сирен, радио, телевидения, а также
местных систем оповещения.
При угрозе оползня и при наличии времени организуется заблаговременная
эвакуация населения, сельскохозяйственных животных и имущества в безопасные
районы. Ценное имущество, которое нельзя взять с собой, следует укрыть от воздействия
влаги и грязи. Двери и окна, вентиляционные и др. отверстия плотно закрываются.
Электричество, газ, водопровод отключаются. Легковоспламеняющиеся, ядовитые и
др. опасные вещества удаляются из дома и при первой возможности захороняются в
ямах или погребах. Во всем остальном граждане действуют в соответствии с
порядком, установленным для организованной эвакуации.
При угрозе наступления стихийного бедствия, жители на заботясь об имуществе,
производят экстренный самостоятельный выход в безопасное место. При этом об
опасности должны предупреждаться соседи, все встречные на пути люди. Для
экстренного выхода необходимо знать пути движения в ближайшие безопасные места
(склоны гор, возвышенности, не предрасположенные к оползневому процессу).
В случае, когда люди, здания и другие сооружения оказываются на поверхности
движущегося оползневого участка, следует, покинув помещение, передвигаться по
возможности вверх, действуя по обстановке, остерегаться при торможении оползня
скатывающихся с тыльной его части глыб, камней, обломков, конструкций, земляного
вала, осыпей.
После окончания оползня людям, спешно покинувшим зону бедствия и
переждавшим его в близлежащем безопасном месте, следует, убедившись в
отсутствии повторной угрозы, вернуться в эту зону в целях розыска и оказания помощи
пострадавшим.
Наблюдение и прогнозирование оползней.
1. Следить за необычными происшествиями, за поведением
животных, за осадками.
2. Анализ и прогнозирование возможных оползней.
Для более точного прогноза необходимо:
A)
анализ масс горных пород
Б) анализ условий уже известных и имевших место оползней.
B)
наличие опыта и специальных знаний.
3. Проведение комплексных защитных инженерных работ.
Они являются активными мерами защиты от оползней.
1) Планирование откосов, выравнивание бугров, заделывание трещин
2) Осуществление плановых и строго дозированных взрывов
3) Строительство тоннелей и крытых ограждений, а также защитных стенок
4) Уменьшение крутизны склона с помощью техники или направленных
взрывов
5) Строительство дорог, эстакад, виадуков
6) Сооружение подпорных стенок, сооружение рядов из свай
7) Устройство направляющих стенок
8) Перехват подземных вод дренажной системой (система специальных труб),
регулирование поверхностных стоков латками и кюветами
9) Защита склонов посевом трав, деревьев и кустарников
10) Перенос линий электропередач, нефте- и газопроводов и
др. объектов в безопасные районы
11) Защита откосов, дорожных, автомобильных и железнодорожных насыпей
бетонированием и озеленением.
4. Обучение людей, проживающих, работающих и отдыхающих в опасных
районах
5. Соблюдение безопасного режима, строительных норм и правил, а также
инструкций и стандартов.
Обвалы ледников.
Языки горных ледников спускаются в долины, где иногда подходят даже
непосредственно к населенным пунктам. Во многих альпийских долинах ледника
можно, что называется, коснуться рукой. Обычно поступательное движение
ледниковых языков происходит со скоростью несколько метров в год, при этом, они
тают и питают водой горные реки. Однако случается, что в силу каких-то причин
ледник теряет стабильность и внезапно перемещается за несколько дней на десятки
или даже сотни метров. Само по себе это явление еще не представляет катастрофы,
однако, дело обстоит хуже, когда, утратив устойчивость, ледник обламывается и
обрушивается в долину.
Сели.
Это бурные потоки с грязью и каменными глыбами. Основным компонентом этой
смеси является вода, именно она определяет движение всей массы. Непосредственными
причинами зарождения селей являются сильные ливни, промыв перемычек водоемов,
интенсивное таяние снега и льда, землетрясения и извержения вулканов, вырубка
лесов, взрывы горных пород при прокладке дорог, неправильная организация
отвалов.
Сели несут либо мелкие частицы твердого материала, либо грубые обломки. В
соответствии с этим различают потоки каменные, грязе - каменные и грязевые.
Снежные лавины.
Лавины также относятся к оползням. Крупные снежные лавины являются
катастрофами, уносящими десятки жизней. Ежегодно под снежными лавинами в наших
горах погибает несколько человек, в масштабах Европы и всего мира число жертв
снежных лавин значительно больше.
С точки зрения механики лавина возникает так же, как и другие оползневые
смещения. Силы смещения снега переходят определенную границу, и гравитация
вызывает смещение снежных масс по склону. Снежная лавина представляет собой
смесь кристалликов снега и воздуха. Снег быстро после своего выпадения меняет
свойства, то есть подвергается, метаморфизму. Кристаллики снега растут, пористость
снежной массы уменьшается. На определенной глубине под поверхностью
перекристаллизация может привести к образованию поверхности скольжения, по которой
пласт снега оползет. Сила тяжести определяет возникновение растягивающих
усилий в верхней части склона. Нарушения пласта снега в этих местах приводят обычно
к возникновению лавины.
Критический угол в этом случае составляет 22 градуса. Однако это не означает, что
снежная лавина не может зародиться на менее крутых склонах. Крупные лавины
возникают на склонах 25-60 град. Их возникновение зависит не только от абсолютного
уклона, но и от профиля склона. Вогнутые склоны менее опасны в отношении лавин,
чем выпуклые. Выпуклость склона повышает растягивающие направления, хотя зимой и
не видно, что таится под снегом, однако так называемый микрорельеф в значительной
мере определяет возможность возникновения лавин. Гладкие травянистые склоны
являются лавиноопасными. Кустарники, большие камни и другие препятствия такого
рода сдерживают возникновение лавин. В лесу лавины образуются очень редко,
однако одиночные деревья на склоне не препятствуют возникновению лавин. Важное
значение имеет ориентация склона: на южных склонах в начале зимы лавин меньше, но
в конце зимы южные склоны становятся лавиноопасными, ибо в результате таяния
снежный покров теряет устойчивость.
Различают два основных типа лавин: лавины пылевые и пластовые.
Лавины пылевые образуются бесформенной смесью снежной пыли. Между
смещающимся снегом и подстилающим нет плоскости скольжения. Снизу добавляется
все новый и новый снег, и лавина растет. Такие лавины часто возникают в одном месте
или на ограниченном участке. Лавины пластовые отделены плоскостью скольжения от
основания. Они возникают, как и оползни, вдоль зоны отрыва и оползают в виде
пласта, как по нижележащим более старым напластованиям снега, так и по коренному
склону. Лавины пластовые более опасны, чем пылевые.
По своей форме лавины также делятся на два вида: лотковые лавины,
скатывающиеся по ложбинам и ущельям, и плоские осовы, смещающиеся по ровной
поверхности.
Скорость снежной лавины колеблется в широком диапазоне. Пылевые лавины
являются более быстрыми. Те, в которых много воздуха, могут развивать скорость до
120-130 км/час. Тяжелые пылевые лавины смещаются со скоростью 50-70 км/час.
Пластовые лавины более медленные, их скорость составляет 25-36 км/час.
По величине лавины делятся на большие, средние, малые. Большие уничтожают
на своем пути все. Средние опасны лишь для людей, малые практически не опасны.
Существует несколько косвенных причин возникновения лавин: неустойчивость
склона, перекристаллизация снега, образование плоскости скольжения, снежные
наносы с большим углом откоса, чем склон. Прямой причиной часто является
сотрясение. И камень, упавший на снежное поле, может вызвать лавину. Лавины
захватывают в своем движении и людей, которые пересекают снежный массив,
подготовленный к отрыву. Много споров вызывает вопрос о том, может ли быть лавина
вызвана звуком. Большинство высказывает на этот счет сомнение.
Защита от лавин.
Как и в случае других оползневых смещений, наиважнейшую роль здесь играют
превентивные меры. Лавиноопасные слоны распознаются достаточно просто. Важное
значение представляют исследования предшествующих лавин, так как большинство из
них спускаются по одним и тем же склонам, хотя исключения возможны.
Для прогноза лавин значение имеет и направление ветра, и количество осадков.
При выпадении 25 мм свежего снега возникновение лавин возможно, при 55 мм они
весьма вероятны, а при 100 мм приходится допустить возможность их возникновения
через несколько часов. Вероятность лавин вычисляют по скорости таяния снежного поля.
Защита от лавин может быть пассивной или активной.
При пассивной защите избегают лавиноопасных склонов или ставят заградительные
щиты.
Активная защита заключается в обстреле лавиноопасных склонов. Тем самым
вызывают сход небольших неопасных лавин и препятствуют накоплению критических
масс снега.
Снежные лавины наносят большой ущерб, вызывают гибель людей. Так, 13 июля
1990 года на пике Ленина в Памире в результате землетрясения сход большой
снежной лавины снес лагерь альпинистов, располагающийся на высоте 5300 м. Погибли
48 человек.
Список литературы.
Зденек Кукал «Природные катастрофы» Изд. 23нание» Москва 1985
год
Энциклопедия безопасности, В.Г. Понамарев
Изд. 2Сталкер» 1997 год
Е.П.Емельянова «Основные закономерности оползневых процессов»
Изд. «Недра» Москва 1972 год