Опасные природные процессы

Опасные природные процессы 1

Лекция № 9. Лавины, обвалы и оползни Вопросы 1. Лавины. Классификация лавин. Характеристики лавин 2. Лавинообразующие факторы 3. Распространение и география лавин 4. Способы защиты от лавин 5. Обвалы, оползни и защита от них

1. Лавины. Классификация лавин. Характеристики лавин 3

ЛАВИНА (др. лат. – оползень) - внезапно возникающее, быстрое движение массы снега, льда, горных пород вниз по склонам гор, представляющее угрозу для жизни и здоровья человека. Благоприятные условия: q горный заснеженный склон крутизной 25 - 450; q сильный снегопад с интенсивностью прироста покрова 3 -5 см в час. Лавиноопасные периоды: зима-весна (95%). Сход: q 68% - в дневные часы; q 22% - ночью; q 10% - вечером. 4

Возникновение и частота схода лавин в зависимости от крутизны склона и ст мо о о 90 60 но яе ор оят вт вер о 45 по ью ло ен ма еп он вин ст з па н й ла о а и о ок ди ав 25 ие ыс ой х л ван св н ов ны сн еж зо О сн ины ви ра лав 15 Ла Об ие к Ред склоны ал ьно опасные Потенци о 0

Классификация лавин (А – Ж): А) По времени образования: q прямого действия - возникают в процессе выпадения снега или сразу после прекращения обильного снегопада; q замедленного действия - образуются в течение длительного времени. 6

Б) По характеру отрыва: q площадные; q точечные.

В) По состоянию снега: сухие - из свежевыпавшего снега; мокрые - из лежалого снега.

Г) По форме движения 10

Д) По природе их формирования: q снегопады - до 70%, сходят во время снегопадов или в течение 1— 2 суток после их прекращения; q землетрясения силой ≥ 5 - 6 баллов - причины катастрофических лавин; q накопление снега. Е) По частоте схода (повторяемости): q систематические — сходят каждый год (до 15— 20 раз), или один раз в 2— 3 года; q спорадические — сходят 1— 2 раза в 100 лет и реже, место схода трудно определить. 11

Ж) По фактору лавинообразования - возникающие из-за: q метеорологических условий — снегопадов, метелей, понижений температуры; q процессов, происходящих внутри снежной толщи — образование слоя глубинной изморози, снижение прочности снежного покрова под длительным действием нагрузки; q по совокупности двух вышеперечисленных условий — весенние оттепели, изменение температуры воздуха. 12

Характеристики снежных лавин 13

Дальность выброса лавины - расстояние, проходимое лавиной при наиболее благоприятных условиях (зависит от высоты ее падения). Движение сухой лавины сопровождается снежно - пылевым облаком (СПО). При высоких скоростях фронта лавины и плотности СПО - перед фронтом лавины возникает ударная волна , распространяющаяся дальше границы выброса лавины, и воздействующая подобно воздушной ударной волне взрыва. 14

Лавины, вовлекая в движение склоновые породы, пропахивают на склонах крутостенные рвы с гладкими, отшлифованными бортами — лавинные лотки, сопровождаемые лавинными прочесами — полосами, лишенными древесной растительности. Внизу, у основания склонов, скапливаются снесенные со склонов: q обломки пород, q сломанные деревья, q содранный дерн, что может привести к запруживанию рек , которые в последующем могут вызвать селевые потоки (вторичные поражающие факторы лавин). 15

Гималаи, - лавина Нупцзе 16

17

18

19

20

21

2. Лавинообразующие факторы 22

К лавинообразующим факторам относятся: 1) интенсивность снегопада; 2) величина прироста свежевыпавшего снега; 3) метелевый перенос снежного покрова; 4) высота старого снега; 5) состояние подстилающей поверхности; 6) плотность снега; 7) оседание снежного покрова; 8) температурный режим воздуха и снежного покрова. В отсутствие осадков лавины сходят из-за таяния снега под действием тепла, солнечной радиации и процесса перекристаллизации, приводящих к разрыхлению снежной толщи. 23

Физическая сущность лавин Снежный покров имеет внутреннее сцепление и сцепление с подстилающей поверхностью. Часть силы тяжести снежного покрова, направленная параллельно склону, сдвигает его вниз. Когда эта сила становится больше сил сцепления, происходит сход лавины. Непосредственные причины обрушения: q уменьшение одной или обеих сил сцепления, q увеличение толщины, а тем самым и веса снежного покрова; q комбинации этих событий, вызываемых различными метеорологическими причинами. 24

Классические условия образования снежной лавины – длина открытого склона горы 100— 500 м. Зоны лавинных очагов: q зарождение (лавиносбор), q транзит (лоток), q остановка (конус выноса) лавины. 25

Основные параметры лавинного очага: q разность максимальной и минимальной высот склона; q площадь лавинного сбора, его длина и ширина; q количество лавинных очагов; q средние углы лавиносбора и зоны транзита; q сроки начала и окончания лавиноопасного периода.

3. Распространение и режим лавин

Возможны везде, где: q снежный покров высотой более 30— 50 см; q склоны более 20°; q относительная высота склона - более 20— 30 м. Каждый крутой заснеженный склон - лавиноопасен. Места образования лавин: q горы, возвышенности, овраги, и т. д. ; q уступы морских и речных террас; q различные техногенные склоны — борта карьеров, откосы над дорожными выемками и др. 29

Снеголавинный режим на территории России более разнообразен, чем в любой другой стране мира из-за значительных различий в рельефе и климатических условиях. Лавиноопасные районы в РФ занимают площадь 3077, 8 тыс. кв. км. , (18% территории). На 4, 8% территории - потенциально опасные зоны, где рельеф благоприятствует лавинообразованию в случае: q уничтожения растительности – естественной защиты от лавин; q возрастания количества твердых осадков (будет возможно обрушение снежных масс со склонов). В лавиноопасных и потенциально опасных горных районах России проживает более 6 200 000 человек. 30

31

32

Карамадонское ущелье 33

34

4. Способы защиты от лавин

Противолавинные мероприятия: 1) защита от отдельных лавинных очагов, угрожающих конкретным объектам; 2) строительство инженерных и защитных сооружений; 3) прогноз лавинной опасности (схода лавин); 4) предупреждение попадания в лавины людей, передвигающихся по хозяйственно не освоенным территориям; 5) предупредительный спуск лавин. 6) запрещение строительства и размещения людей в лавиноопасных районах; 36

5. Обвалы, оползни и способы защиты от лавин 37

ОБВАЛ - 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. По масштабам: q малые - несколько десятков м³; q средние - масса от нескольких сот до 10 млн м³; q Крупные - масса 10 млн м³ и более. 38

39

Крупнейший обвал (после землетрясения в 7 баллов) объёмом 2, 2 млрд м³ произошёл 18. 02. 1911 г. на р. Мургаб, в результате которого образовались естественная плотина (567 м) и Сарезское озеро (55. 8 Х 3, 3 Х 0, 5 км, площадь 80 км 2; объём воды > 16 км³)40

ОПОЛЗЕНЬ - смещение масс горных пород по склону под воздействием собственной силы тяжести. Мощность О. характеризуется объемом смещающихся пород (от сотен до миллионов кубометров). По масштабам: q грандиозные - около 400 га и более; q очень крупные - 400 -200 га; q крупные - 200 -100 га; q мелкие - 50 - 100 га; q очень мелкие - до 5 га. Наиболее часто возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами. В плане - имеет форму полукольца с понижением в середине. 41

42

Обвалы и оползни возникают: q на склонах долин или речных берегов, q в горах, q на берегах морей. Причина их образования - нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами. Оно вызывается: q увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; q ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; q воздействием сейсмических толчков; q строительной и хозяйственной деятельностью. 43

Имеют естественное или антропогенное происхождение, встречаются единично или группами. Их образование может стимулироваться сильными ливнями и землетрясениями. Обвалы масс горных пород могут иметь катастрофический характер - при их обрушении в озера или узкие заливы возникают волны, представляющие опасность для судов и прибрежных поселений. Обвалы и осыпи вдоль дорог препятствуют работе транспорта. В узких долинах - могут нарушить сток и привести к затоплению. 44

Противооползневые мероприятия, обеспечивающие устойчивость склонов: а) Отвод поверхностных вод, притекающих к оползневому участку путем устройства нагорных канав и дренажей; 45

46

г) Спрямление русел рек и периодически действующих водотоков, подмывающих основание оползневых склонов д) Возведение берегоукрепляющих сооружений (буны, донные волноломы, струенаправляющие устройства, защитные насаждения и др. ) в основании подмываемых оползневых склонов. е) Отсыпка (намыв) земляных (песчаных, гравийных, каменных) контрбанкетов у основания оползневых склонов. ж) Устройство подпорных стенок. и) Возведение контрфорсов, свайных рядов. 47

к) дренирование склонов. По конструкции: - горизонтальные (трубчатые) дренажи-преградители; - дренажные галереи; - вертикальные дренажи; - комбинированные дренажи. Горизонтальные дренажи-преградители 48

КОНЕЦ ЛЕКЦИИ 49