Оползни

Основные понятия

Список терминов, связанных с оползневыми процессами, приведен в таблице 2.10. Основные из них сформулированы ниже.

Таблица 2.10
Список терминов, связанных с оползневыми процессами
Оползневые процессы Оползень Оползневое тело Оползневой очаг Оползневой рельеф Поверхность скольжения Основание тела Вал выпирания Трещины растяжения Отрыв	Сдвигающая сила Удерживающая сила Западина Подвижность тела Суффозия Эрозия Пластичность Сдвиг Выдавливание Разжижжение	Гидродинамический вынос Оплывина Сплав Инсеквенция Секвенция Детрузия Ползучесть Камнепад Обвал Завальное озеро

Оползни - это скользящее смещение масс горных пород (оползневое тело) вниз по склону под воздействием силы тяжести.

Оползневой очаг – район со специфическим геоморфологическим ландшафтом на склоне или ровной поверхности, состоящий из углублений на склоне или отдельных оползней.

Оползневое тело – в основном имеет форму полукольца, образуя понижение в середине; имеет связанность, монолитность, не опрокидывает свой грунт.

Поверхность скольжения (смещения) – поверхность, на которой оползень отрывается и перемещается вниз

Рисунок 2.3. Оползень, Тувашская область, Армения. 2 октября 2011 г.

Стадии оползневого процесса

1. Подготовительный период. Повышение напряжений при эрозионном (абразионном) или техногенном воздействии на склон; увеличение влажности, выветривание; уменьшение прочности грунта;

2. Начальный период проявления. Образование трещин растяжения; оконтуривание трещинами тела оползня; начало оседания поверхности с образованием западины, появление вала выпирания в основании склона;

3. Основное смещение оползня. Отчленение оползневых тел и основное их смещение; регрессивное или прогрессивное развитие; проявление различных форм и скоростей движения частей оползневых тел

4. Временная стабилизация. Неизменность формы склона; отсутствие появления свежих трещин растяжения; появление растительности и ее нормальное развитие;

5. Повторные смещения. Оползни последующих генераций; характерные признаки, присущие предыдущим стадиям;

6. Длительная стабилизация. Зарастание склона древесной растительностью; постепенное сглаживание типичного оползневого рельефа.

Характеристики оползневого тела

1. Геометрические: объем, толщина, ширина оползневого тела; крутизна поверхности скольжения и др.;

2. Физические: мощность, масса, плотность, скорость, скольжение, подвижность оползневого тела.

Классификация оползней

Классификация оползней показана в таблице 2.11. Классификации приведены по КП: 1 – по Иванову, 9 – по Саваренскому, 10 – по Золотареву. Среди других классификаций: Д. Варнес – 1958 г. и 1978 г.; М.К. Рзаев – 1969 г.; К.А. Гулакян – 1970 г.; В.В. Кюнтцель – 1980 г.; Г.П. Постоев – 1992 г. Классификации разных исследователей взаимосвязаны.

Таблица 2.11
Классификация оползней
№	КП	Виды
	Причины возникновения	Абразионный, Эрозионный, Консистентный, Пластический, Сейсмический, Дополнительно напряженный, Гидронапряженный, Суффозионный, Антропогенный (техногенный), Полигенетический
	Объем оползневого тела	Мелкие (малые), Небольшие, Средние, Большие, Крупные (очень большие), Огромные, Грандиозные
	Активность	Активные, Неактивные
	Место образования	Горные, Подводные, Смежные, Искусственные
	Механизм процесса	Оползни Сдвига, Выдавливания, Гидродинамического выноса, Внезапного разжижжения; Вязкопластические, Комбинированные
	Количество влаги	Сухие, Слабо влажные, Влажные, Очень влажные
	Крутизна поверхности скольжения	Очень пологие (подводные), Пологие, Крутые
	Глубина залегания поверхности скольжения	Поверхностные (оплывины, сплавы), Мелкие, Глубокие, Очень глубокие
	Положение поверхности скольжения	Асеквентные, Скользящие, Инсеквентные
	Регионы распространения	Выдавливания, Скользящие, Оползни-потоки, Сложные

Классификация оползней по КП 2, 7, 8 и 10 показаны в таблицах 2.12-2.15. Большие оползни возникают по антропогенным причинам, неактивные – по естественным. Активность оползня определяется породой склонов и наличием влаги. Подводные оползни имеют наибольший размер оползневого тела.

Асеквентные (секвентные) оползни — возникают в однородных неслоистых толщах пород; положение криволинейной поверхности скольжения зависит от трения и смещения грунтов.

Инсеквентные оползни — возникают также при неоднородном сложении склона, но поверхность смещения пересекает слои разного состава; оползень врезается в горизонтальные или наклонные слои.

Скользящие (консеквентные) оползни — происходят при неоднородном сложении склона; смещение происходит по поверхности раздела слоёв или трещине; имеют блоковое строение.

Таблица 2.12
Классификация оползней по объему V оползневого тела
№	Вид	V, м3
	Мелкие	10≤1
	Небольшие	101-2
	Средние	102-3
	Большие	103-4
	Крупные	104-5
	Огромные	105-6
	Грандиозные	10>7

Таблица 2.13
Классификация оползней по крутизне поверхности скольжения φ
№	Вид	φ, o
	Очень пологие	≤5
	Пологие	5-15
	Крутые	15-45

Таблица 2.15
Классификация оползней по регионам распространения
№	Вид	Регион
	Оползни выдавливания	Крым, Одесса, Поволжье, Байкал
	Скользящие оползни	Районы активной тектонической деятельности, горные районы
	Оползни-потоки	Во многих районах с рыхлыми породами
	Сложные оползни	Чаще всего – в горных районах

Таблица 2.14
Классификация оползней по глубине залегания поверхности скольжения H
№	Вид	H, м
	Поверхностные	≤1
	Мелкие	1-5
	Глубокие	5-20
	Очень глубокие	>20

Оползни выдавливания (детрузивные) - слабые породы находятся под более прочными.

Признаки оползней

Таблица 2.16
Причины оползней
№	Вид	Факторы	Характерные формы оползней
	Абразионный	Проявляется на берегах морей и искусственных водохранилищ за счет разрушительной деятельности волн	Мелкие обрушения, глубокие вековые оползневые движения
	Эрозионный	Вызывается боковой или донной эрозией	Мелкие (вызванные боковой эрозией), глубокие (вызванные донной эрозией)
	Консистентный	Вызывается изменением консистенции пород в связи с дополнительным увлажнением	Сплавы, оплывины, поверхностные, цикличные, контактные
	Пластический	Является результатом глубинной ползучести естественных склонов	Блоковые, контактные, с выпиранием
	Сейсмический	Вызывается землетрясениями или взрывами и динамическими нагрузками	Тиксотропные, структурные, перенапряженные
	Дополнительно напряженный	Возникает в результате остаточных напряжений или неотектонических процессов	Горизонтально перенапряженные, неотектонические
	Гидронапряженный	Проявляется при изменении режимов поверхностных и подземных вод	Взвешенные, гидродинамически, за счет порового давления
	Суффозионный	Проявляется в результате выноса грунтовых частиц из песчано-глинистых отложений	Обрушения, цикличные, провальные
	Антропогенный	Вызывается хозяйственной деятельностью человека	Нагруженные, переувлажненные, подработанные и др.
	Полигенетический	Связан с воздействием комплекса причин (не всегда выясненных)	Возможны все перечисленные выше разновидности

Первичный фактор (ПФ) образования оползней – нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами (силы трения, капиллярные силы, силы сцепления и др.). Вторичные факторы (ВФ) зависят от вида оползней по причинам возникновения (таблица 2.16). Образование оползней вызвано, прежде всего, антропогенными факторами.

Природные факторы: увеличение крутизны склона в результате подмыва водой; ослабление прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; воздействие сейсмических толчков (в частности, землетрясения, подрывающая работа моря).

Антропогенные факторы: строительная (разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерный вынос грунта) и хозяйственная деятельность (вырубка леса, неразумное ведение сельского хозяйства на склонах).

Предвестники: смещение большой массы пород, перекос зданий и сооружений, появление и расширение трещин, шумы и трески.

Среди признаков события: камнепады, обвалы, грязевые потоки.

Последствия: 1) повреждение и разрушение объектов инфраструктуры: зданий, сооружений, коммуникаций, туннелей, трубопроводов, телефонных и электрических сетей, плотин и т.д.); 2) уничтожение сельскохозяйственных угодий, создание опасностей при эксплуатации карьеров и добыче полезных ископаемых; 3) завальные озера, наводнения, цунами.

В РФ: 1) наиболее опасное время: сходят в любое время года, но большей частью в весенне-летний период; 2) Наиболее опасные места: Смирновское ущелье, Октябрьское ущелье, Соколовогорский массив, Затонский оползневый участок и др. (см. таблицу 2.15).

Сели

Основные понятия

Список терминов, связанных с селями, приведен в таблице 2.17. Основные из них сформулированы ниже.

Таблица 2.17
Список терминов, связанных с селями
Селевой поток Селевой бассейн Селевой очаг Осыпь Селевые русла Обводнение Селевой вынос Водогрязекаменные массы Селевые отложения Селевая волна Обломочные массы Турбулентность Селевой расход Аккумуляция Селеобразование	Овраги Рытвины Селевые течения Мжсклоновые образования Кора выветривания Разветвление Борозды Микросели Сейсмосели Лахары Смыв Размыв Растекание Исток Деформация русла	Тальвег Моренные озера Завальные озера Обвал Гряды Террасы Врезы Селевые отложения Паводки Заторы Оползни-потоки Миграция селевых очагов Тальвег Очаг (источник) твердого питания Очаг (источник) водного питания

Сель (селевой поток) – поток с очень большой концентрацией (до 50-60%) минеральных частиц, камней и обломков горных пород, внезапно возникающий в бассейнах небольших горных рек и вызываемый, как правило, ливневыми осадками или бурными таянием снегов.

Рисунок 2.4. Сход селя, Краснодарский край, перегон Лазаревская–Чемитоквадже. 11 февраля 2014 г.

Селевой очаг – участок русла или бассейна, имеющий значительное количество рыхлообломочного грунта или условий для его накопления, где при определенных условиях обводнения зарождаются сели.

Очаг (источник) твердого питания – массив горных пород, который может быть вовлечен в движущийся селевой поток, сформировав, обогатив его твердую составляющую.

Селевой бассейн – водосборный бассейн, в пределах которого формируются сели, а движение их происходит по главному руслу. Состоит из различных по составу и количеству элементов: степями, лугами, пашнями, садами, лесами, скалами, осыпями, современными и древними моренами, ледниками, селевые очаги и др.

Стадии селей

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.

Характеристики селей: 1) Зона распространения (U); 2) Залесенность, задернованность, тип, крутизна (φ) склона; 3) Протяженность очага (L), толщина коры выветривания (W), объем выносимого грунта (V), площадь бассейна (S), интенсивность прироста толщины коры выветривания (I).

Классификация селевых очагов

Общепринятая классификация селевых очагов приведена ниже.

Селевая рытвина – линейная, прорезающая форма на склонах. В низкогорье и среднегорье – приурочены к крутым (от φ=15°) задернованным или залесенным склонам. В высокогорье - приурочены к крутым (до φ=40°) скальным склонам или межсклоновым образованиям. Протяженность очага – до L=500-1000 м, толщина коры выветривания – до 10 м, объем выносимого грунта – до W=10 тыс. м, площадь бассейна – S=0,01-3,00 км.

Селевой врез – больше по размерам и шире селевых рытвин, продольные профили более плавные. Приурочено к резким перегибам склонов и формируемое древне-моренными образованиями, аккумулятивном, вулканогенном, оползневом или обвальном рельефе. Толщина коры выветривания – до W~10-100 м и более, объем выносимого грунта – до 6 млн. м, площадь бассейна – S=60 км и более.

Очаг рассредоточенного селеобразования – участок крутых обнажений с густой и разветвленной сетью борозд сильно разрушенных горных пород. Происходит формирование микроселей, объединяющихся затем в едином селевом русле. Приурочены к активным тектоническим разломам и формируемое крупными землетрясениями. Интенсивность прироста толщина коры выветривания – до I=0.025 м/год, в составе них объем выносимого грунта грязевых селей – до V=7 тыс. м, оползней-потоков – до V~10⁶ м³, площадь бассейнов – V=2 км.

Классификация селевых очагов по форме (А.В. Ермаков, 1962 г.) дана в таблице 2.18.

Таблица 2.18
Классификация селевых очагов по форме
№	Вид	Форма	U
	Эрозионные	Овраги, рытвины, мелкие долины, заложенные в рыхлых отложениях	Повсеместно
	Обвально-осыпные	Осыпные конусы, шлейфы, тальвежные и русловые осыпи	Субнивальная зона
	Оползневые	Образуются в результате подмыва основания	Альпийская зона
	Оплывные	Срывы на склонах, образуются в результате разжижжения отложений их сползания или течения	редко
	Сложные	Комбинированный тип	Высокогорья (например, Северный Кавказ)

Среди других классификаций: 1) С.Н. Матвеев – 1946 г.; 2) И.И. Херхеулидзе – 1962 г. 3) М.С. Гагошидзе – 1970 г.; 4) П.М. Карпов – 1976 г.; 5) А.И. Шеко – 1980 г.; 6) «Руководство по изучению селевых потоков» – 1976 г.

Источники твердого питания селей: ледниковые морены с рыхлым заполнением или без него; рыхлообломочный материал осыпей, оползней, обвалов и смывов; русловые завалы и загромождения, образованные предыдущими селями; древесно-растительный материал.

Источники водного питания: дожди и ливни; ледники и сезонный снежный покров (в период таяния); воды горных озер.

Классификация селей

Классификация селей показана в таблице 2.19.

Таблица 2.19
Классификация селей
№	КП	Вид
	Причины возникновения	Зонального (ливневые, гляциальные сели и др.), Регионального (сейсмосели, лахары и др.), Антропогенного проявления
	Мощность	Сильной (мощные), Средней, Слабой мощности
	Повторяемость	Высокой, Средней, Низкой селевой активности
	Воздействие на сооружения	Маломощный, Среднемощный, Мощный, Катастрофический
	Высота истоков селевых потоков	Высокогорные, Среднегорные, Низкогорные
	Степень насыщенности	Грязевые, Грязекаменные (связные и др.), Водокаменные (наносоводные)
	Механизм зарождения	Эрозионный, Прорывной, Обвально-оползневый
	Структура	Связные, Несвязные
	Состав	Водно-каменные, Водно-песчаные, Водно-пылеватые; Грязевые, Грязекаменные, Каменно-грязевые; Водно-снежно-каменные

Сели по причинам возникновения

Наиболее распространенные виды селевых потоков: дождевые и гляциальные. Дождевые (ливневые) сели: источник водного питания – дожди (ливни). Характерны для среднегорных и низкогорных селевых бассейнов. Гляциальные сели: источник твердого питания – морены. Характерны для высокогорных селевых бассейнов.

Сейсмосели: причины – землетрясения. Лахары (вулканогенные сели): причины – вулканы.

Сели по механизму зарождения

Сели по механизму зарождения показаны в таблице 2.20.

Таблица 2.20
Классификация селей по механизму зарождения
№
Название	Эрозионный	Прорывной	Обвально-оползневый
Механизм	Вначале идет насыщение водного потока обломочным материалом за счет смыва и размыва прилегающего грунта и затем формируется селевая волна	Водный поток интенсивно размывает и вовлекает в движение обломочные массы, принимая насыщенную и турбулентную форму	Водный поток срывает массы горных пород (включая снег и лед), принимая максимально насыщенную форму
Исходные процессы	Интенсивный поверхностный сток и паводок вследствие ливня	Разрушение плотин озер и водохранилищ	Срыв массива водонасыщенных горных пород или снега и льда
1 стадия	Плоскостной смыв и размыв склонов	Водная волна	Обводнение массива и ослабление структурных связей
2 стадия	Возрастание расхода и насыщенности водного потока	Размыв плотины и русла	Срыв (оползание) с разрушением структуры и течение
3 стадия	Срыв отмостки	Рост насыщенности потока	Селевая волна
4 стадия	Селевая волна	Селевая волна	-
Характер взаимодействия с руслом	Движение потока контролируется руслом	Наибольшая переработка русла вследствие значительного превышения расходов над бытовыми	Характерно растекание (большая ширина) потока при слабой деформации русла

Сели по составу

Классификация селей по составу показана в таблице 2.21.

Таблица 2.21
Классификация селей по составу
№	Вид	Преимущественный состав	U
	Водно-каменный	Крупнообломочный материал	Зоны плотных пород
	Водно-песчаный	Песчаный материал, мелкозем	Зона лессовидных и песочных почв
	Водно-пылеватый	Пылеватый материал, мелкозем	Зона лессовидных и песочных почв
	Грязевой	Пылеватый материал, глина	Зона глинистых пород
	Грязекаменный	Глинистый, пылеватый материал	-
	Каменно-грязевой	Крупнообломочный материал	-
	Водно-снежно-каменный	Крупнообломочный материал, снег	Зона формирования снежных лавин

Сели по степени насыщенности

Грязевые – смесь воды с мелкоземом при небольшой концентрации камней (горные хребты, окружающие Ферганскую долину в Средней Азии).

Грязекаменные – смесь воды, гальки, гравия, небольших камней (Северный Кавказ).

Водокаменные – смесь воды с преимущественно крупными камнями (Карпаты).

Сели по структуре

Связные сели – вода практически не отделяется от твердой части. Обладают большим объемным весом и большой разрушительной силой.

Признаки селей

Первичный фактор (ПФ) селеобразования – накопление воды и твердого вещества в селевом очаге и очаге твердого питания. Вторичные факторы (ВФ) зависят от вида селей по причинам возникновения (таблица 2.22).

Таблица 2.22
Причины селей
№	Вид	Факторы
	Зональные	Климатические условия (осадки), которые носят зональный характер, т.е. происходят систематически. Пути движения относительно постоянны.
	Региональные	Геологические процессы. Сход происходит эпизодически, а пути движения непостоянны.
	Антропогенные	хозяйственная деятельность человека. Происходят там, где небольшая нагрузка на горный ландшафт. Образуются новые селевые бассейны. Сход – эпизодический.

Среди причин селей выделяют:

1. Интенсивные и продолжительные ливни;

2. Бурное таяние ледников или сезонного снежного покрова;

3. Обрушение в русло больших количеств рыхлообломочного материала;

4. Вырубка лесов в горной местности;

5. Органическое (окисление минеральных частиц внутрипочвенными и грунтовыми водами) и органическое (под воздействием микро и макроорганизмов) выветривание;

6. Значительные уклоны тальвега и наличие больших скоплений продуктов выветривания в бассейнах небольших горных рек и логов;

7. Прорывы моренных и завальных озер, обвалы, оползни, землетрясения.

Предвестники: теплые весенние и летние дожди (грозы), резкие внутрисуточные перепады температуры (как следствие, образование многочисленных трещин и дроблений породы); идентификация нижней границы очага – присутствие ниже очага непрерывных следов движения селевого поток в форме селевых гряд, террас, врезов, скоплений селевых отложений.

Признаки процесса: содрогание земли под ударами камней и глыб, запах сернистого газа от трения камней друг от друга, сильный шум, образование микроселей, паводки, заторы.

Последствия: разрушение объектов: 1) инфраструктуры – срыв мостов, разрушение плотин, уничтожение посевов; 2) ОПС – выдергивание с корнем деревьев, обдирание склонов долин, обрушение пород со склонов, деформация существующих и формирование новых русел.

Наиболее крупные селевые бассейны: Кавказ, Средняя Азия, Южный Казахстан, Алтая, Саян.

Замечания

1. Оползни-потоки можно отнести как к оползням, так и к селям (наиболее крупным);

2. В составе селевого бассейна селевые очаги могут быть одних (до 10-100) или разных типов (1-3 типов);

3. В некоторых случаях может наблюдаться миграция селевых очагов;

4. Массовый сход селей нередко сопровождается образованием новых селевых очагов;

5. Определение селевого очага условно, т.к. данное понятие слабо изучено в настоящее время.