Кроме того, для возникновения селя требуется одновременное совпадение еще трех обязательных условий:
- наличие на склонах селевого бассейна достаточного количества легко перемещаемых продуктов разрушения горных пород (песка, гравия, гальки, небольших камней);
- наличие значительного объема воды для смыва со склонов камней и грунта и их перемещения по руслу;
- достаточная крутизна склонов селевого бассейна и водопотока (русла селя), не менее 10-15 градусов.
Селевой бассейн
Селевым бассейном называют территорию, охватывающую: склоны, где накапливаются продукты разрушения горных пород и влага (зона селеобразования); истоки селя, все его русла (зона перемещения, транзита); затопляемые территории (зона селевых отложений).
Непосредственным толчком для возникновения селя могут быть:
- интенсивные и продолжительные ливни;
- быстрое таяние снегов или ледников;
- обрушение в русло рек большого количества грунта;
- прорыв моренных и завальных озер, искусственных водоемов;
- землетрясения и вулканическая деятельность (в сочетании с вышеперечисленными причинами).
Стадии селя
После дождей и землетрясений сель возникает не сразу, а проходит как бы через три стадии:
1. Накопление в верховьях селевого бассейна больших водогрязекаменных масс.
2. Быстрое перемещение водогрязекаменных масс сверху вниз по руслам горных рек или их долинам.
3. Затопление селевыми выносами пониженных участков горных долин, образование различных форм отложений.
Причина разрушения горных пород
Наличие на склонах гор и холмов прудов, озер, водохранилищ как бы означает, что первая стадия уже пройдена. Поэтому вся предупредительная работа при таких условиях направляется на недопущение их прорыва и формирование безопасного русла и места возможного селевого выноса.
Откуда же берутся продукты разрушения горных пород, образующие вместе с водой мощные потоки? Главная причина разрушения горных пород заключается в резких суточных колебаниях температуры воздуха, что приводит к возникновению трещин в породе и ее дроблению.
Процессу дробления породы способствует также периодическое замерзание и оттаивание воды, заполняющей трещины. Кроме того, горные породы разрушаются за счет химического выветривания (растворения и окисления минеральных частиц внутрипочвенными водами), а также за счет органического выветривания под воздействием микроорганизмов. Землетрясения, извержения вулканов, обвалы и оползни, движения ледников, также служат источниками накопления селевого материала.
Характеристика селевых потоков
Селевые потоки относительно кратковременны, их продолжительность колеблется от десятков минут до нескольких часов. Это объясняется тем, что продукты разрушения горных пород почти одновременно вовлекаются в движение селевых масс по крутым руслам.
Скорости движения селей колеблются в пределах от 2-3 до 8-10 м/с, а иногда и более. Существенным является то, что сель в отличие от водного потока движется неравномерно, отдельными валами - то замедляя, то ускоряя движение. Задержки (заторы) селевой массы происходят в сужении русла, на крутых поворотах, в местах резкого уменьшения уклона. Если обычно скорость течения селевого потока составляет 2,5-4,0 м/с, то после замедления, при прорывах заторов она может достигать 8-10 м/с. Крутой передний фронт селевой волны высотой в 5- 15 ж образует «голову» селя. Максимальная высота вала водогрязевого потока достигает 20-25 м. Сель можно характеризовать также средними размерами его поперечного сечения (ширина, глубина) и протяженностью русла.
Типы селеобразования
Ширина селя зависит от ширины русла, по которому он движется, и колеблется в пределах 3-100 м. Глубина потока может составлять 1,5-2 м (сели значительной глубины), 10-15 м и более (катастрофические сели). Протяженность русел селей доходит до нескольких десятков километров. Эти характеристики прямо зависят от вышерассмотренной структуры (состава) селевого потока и от типа механизма зарождения селя. Ученые выделяют три таких типа селеобразования.
При эрозионном механизме вначале идет насыщение воды обломочным материалом за счет смыва и размыва поверхности селевого бассейна и затем - формирование селевой волны в русле; насыщенность селевого потока здесь ближе к минимальной, а движение потока контролируется руслом. При прорывном механизме водяная волна превращается в селевую за счет интенсивного размыва и вовлечения в движение обломочных масс; насыщенность такого потока высока, и, как следствие, переработка русла наиболее значительна. При обвально-оползневом механизме происходит срыв массива водонасыщенных горных пород (включая снег и лед), насыщенность потока и селевая волна формируются одновременно; насыщенность потока в этом случае близка к максимальной. Максимальные размеры в поперечнике крупнообломочных включений (валунов, скальных обломков) для несвязных водокаменных селей могут составлять 3-4 м, а для связных густых грязекаменных селей - 8-10 м. Подсчитайте, сколько весят такие обломки!
Антропогенные факторы
В последние годы к естественным причинам формирования селей добавились антропогенные факторы, то есть те виды человеческой деятельности, которые вызывают формирование селей или их активизацию. К таким факторам относятся:
- вырубка лесов на горных склонах;
- деградация почвенного покрова нерегулируемым выпасом скота;
- неправильное размещение отвалов отработанной породы горнодобывающими предприятиями;
- взрывы при строительстве железных и автомобильных дорог и различных сооружений;
- недостаточная рекультивация земель после вскрышных работ и нерегулируемый сброс воды из ирригационных сооружений на склонах;
- ухудшение почвенно-растительного покрова отходами промышленных предприятий.
Так, уничтожение растительности, разработка карьеров, подрезка склонов дорогами, массовое строительство на склонах привело к развитию селевых явлений почти на всем Черноморском побережье Кавказа (от Новороссийска до Сочи).