Однако в описанном генетическом ряду: эрозионная борозда – рытвина – овраг – балка – речная долина – вовсе не обязателен переход одних форм в другие или возникновение одних форм из других. Выше уже говорилось, что не каждая эрозионная борозда превращается в рытвину и не каждая рытвина – вовраг. Овраг еще в период энергичной глубинной эрозии может врезаться до уровня грунтовых вод и, минуя балочную стадию, превратиться в долину ручья с постоянным водотоком. Точно так же не каждая балка может превратиться в речную долину, и не каждая балка в своем развитии проходила овражную стадию. Так, в условиях гумидного климата на территориях, покрытых лесом, многие эрозионные формы типа балок никогда не были оврагами и формировались изначально по типу балок или ложбин.
Определенную специфику имеет деятельность временных водотоков в горах. В горах в верховьях водотоков обычно образуются четко выраженные в рельефе водосборные воронки – углубления в виде амфитеатров, склоны которых прорезаны эрозионными бороздами и рытвинами, ветвящимися кверху и сходящимися к основанию воронки, откуда начинается канал стока.Канал представляет собой тянущуюся вниз по склону глубокую и узкую рытвину овражного типа с V-образным поперечным сечением. У нижнего конца канала стока формируется конус выноса. Значительная крутизна продольных профилей и большие перепады высот между верховьями и устьями обусловливают интенсивную разрушительную работу временных потоков гор.
Особенно большую работу временные горные водотоки осуществляют в условиях жаркого и сухого климата. Здесь на склонах, лишенных растительного покрова, процессы выветривания протекают очень интенсивно. Этому в значительной мере способствует удаление рыхлых продуктов выветривания с крутых склонов гор.
Временные водотоки, зарождающиеся на склонах гор аридных стран, при выходе из гор образуют обширные пролювиальные равнины, окаймляющие подножья гор. Равнины формируются за счет слияния многочисленных конусов выноса и имеют обычно волнистый продольный профиль (вдоль подножья гор). Состав пролювия и распределение в нем материала зависит от тех же факторов, которые определяют строение конусов выноса оврагов.
Если временные горные водотоки впадают в реку, их конусы выноса способны оттеснить или даже перегородить долину реки, образовав временную плотину. Прорыв такой плотины скопившейся выше по течению водой может привести к возникновению селя в долине реки.
Подрезанные рекой конусы выноса временных водотоков образуют в долинах горных рек псевдотеррасы, которые морфологически похожи на настоящие речные террасы. Отличаются от них строением и составом слагающего их материала. Существенной особенностью псевдотеррас является их невыдержанность по простиранию и значительные колебания относительных высот на коротких расстояниях.
водный поток овраг сель оползень
2.1 Сели и борьба с ними
Название Сель произошло отарабского слова «сейль» – бурный поток.
Сель– временный стремительный горный поток смеси воды с большим содержанием камней, песка, глины и других частиц (50–60% объема потока).
Сель – нечто среднее между жидкой и твердой массой. Это явление кратковременное (обычно оно длится 1–3 ч), характерное для малых водотоков длиной до 25–30 км и с площадью водосбора до 50–100 км2.
Сели образуются высоко в горах после выпадения необычно сильных дождей, как в Лос-Анджелесе, или при бурном таянии горных снегов и ледников, как не раз было, например, в районе Алма-Аты. На крутых склонах в верховьях горных рек массы снега и рыхлые от избыточной воды отложения срываются вниз и со скоростью 10–14 км/ч, а иногда и больше, несутся по долинам, все, более переполняясь наносами. По выходе из ущелийна предгорные равнины высота передовых валов этих грязекаменных потоков достигает нескольких метров. Сель представляет собой грозную силу. Поток, состоящий из смеси воды, грязи и камней, стремительно несется вниз по реке, выдергивая с корнем деревья, срывая мосты, разрушая плотины, обдирая склоны долины, уничтожая посевы (рис. 2). Находясь вблизи от селя, можно ощущать содрогание земли под ударами камней и глыб, запах сернистого газа от трения камней друг о друга, слышать сильный шум, подобный грохоту камнедробилки.
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 течения, время от момента возникновения селя в горах до момента выхода его в предгорье исчисляется подчас 20–30 минутами. Вся площадь зарождения и воздействия селя называется селевым бассейном.
Для возникновения селя требуется одновременно совпадение 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 (не менее 10–15°) селевого бассейна и водопотока (русла селя).
Непосредственным толчком для возникновения селя могут быть:
· интенсивные и продолжительные ливни;
· быстрое таяние снегов и ледников;
· землетрясения и вулканическая деятельность и др.
К возникновению селевых потоков часто приводят и антропогенные факторы: проводимые на склонах вырубка лесов, взрывные работы, разработка карьеров, массовое строительство.
В селеопасных районах устраиваются противоселевые дамбы и плотины для задержки твердого стока и пропуска смеси воды и мелких фракции пород. Сооружается каскада запруд для разрушения селевого потока и освобождения его от твердого материала, подпорных стенок для укрепления откосов, нагорных стокоперехватывающих и водосборных канав для отвода стока в ближайшие водотоки и др. Строятся обводные каналы, снижается уровень горных озер, укрепляется земля на склонах путем посадки деревьев. Проводятся наблюдения, организуется система оповещения и планируется эвакуация.
Методов прогноза селей в настоящее время не существует. Вместе с тем для некоторых селевых районов установлены определенные критерии, позволяющие оценить вероятность возникновения селей. Так, для районов с большой вероятностью селей ливневого происхождения определяется критическая сумма осадков за 1–3 суток, селей гляциалъного происхождения (т.е. образующихся при прорывах ледниковых озер и внутриледниковых водоемов) – критическая средняя температура воздуха за 10–15 суток или сочетание этих двух критериев. Созданы специальные селе-оползневые станции, где ведут наблюдения за селями и разрабатывают методы борьбы с ними. К селеопасным районам относятся горы Кавказа, Карпаты, горы Средней Азии, Казахстан, Прибайкалье.
2.2 Оползни
В результате одновременной геологической деятельности подземных и текучих вод в природе часто происходит и другое явление – образование оплывин и оползней. Оплывины – небольшие смещения на склонах рек и других водоёмов выветрелых масс, вследствие чрезмерного их увлажнения. Оползнем называется смещение значительных масс пород по склонам оврагов, берегам рек, озёр и морей, вызванное одновременным действием подземных и проточных вод. Оползни возникают обычно тогда, когда в крутых обрывах выходит водоносный слой, прикрываемый сверху рыхлыми породами, а водоупором для него служит глина, слои которой залегают выше базиса эрозии, обычно со слабым наклоном в сторону обрыва. При таких условиях устойчивость склона нарушается и начинается скольжение вышележащих пород по увлажнённой подземными водами поверхности глин. В связи с этим часть берегового откоса, находящегося выше водоупорных глин, смещается вниз по склону. Оползни обычно развиваются весной, когда под влиянием таяния снега или обильных дождей толщи пород, залегающие над водоупорным слоем, наиболее сильно насыщаются влагой (рис. 3)
Оползни могут повторяться на одном и том же участке неоднократно из года в год. Сползшие массы, если они не уносятся с подножья склона речными водами или морскими волнами, могут препятствовать дальнейшему развитию оползня. Деревья на оползневых склонах приобретают наклон и образуют так называемый «пьяный лес». Протяжённость отдельных оползней может достигать нескольких километров, а ширина – до нескольких тысяч метров. Движение оползней иногда происходит очень быстро, но чаще они сползают достаточно медленно. Например, оползень горы Соколовой в г. Саратове происходил в течение почти суток.
Для борьбы с оползнями стремятся увеличить прочность склонов. Это достигается лесонасаждением, искусственным выполаживанием склона путём срезания и подсыпки, путём покрытия склона дерном с прошивкой сваями и шпильками. Более надёжно склон закрепляется террасированием и постройкой бетонных и каменных стенок. Однако все эти мероприятия дают эффект лишь при закреплении сравнительно небольших оползней. Значительно надёжнее мероприятия, преобразующие физические свойства пород на склонах и коренным образом меняющие режим подземных вод. К их числу относится устройство поверхностного и подземного дренажа: перехват воды нагорными канавами, осушение подземными галереями и забивными фильтрами. Применяются также замораживание и цементация оползневых участков.
2.3 Образование и развитие оврагов
Овраги – узкие, крутосклонные, довольно короткие, молодые отрицательные линейные формы рельефа. В естественных условиях они возникают во время дождей или таяния снегов из промоин по высоким берегам рек, на крутых склонах при уничтожении растительности, при увлажнении климата. Оврагообразование происходит наиболее интенсивно на территориях с континентальным климатом. В развитии оврага выделяют три стадии: