Грязевые потоки: формирование, типы и факторы возникновения.
Mudflow
Селевые потоки: что это такое? Быстрые потоки грязи и обломков, образующиеся при насыщении водой. Характеристики, скорость, состав и причины образования.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Форма массового перемещения
Form of mass wasting
Грязевой поток, также известный как грязевой оползень или грязевое течение, является формой массового перемещения, включающей быстрое движение обломков и грунта, которые стали текучими из-за добавления воды. Такие потоки могут двигаться со скоростью от 3 метров в минуту до 5 метров в секунду. Грязевые потоки содержат значительное количество глины, что делает их более подвижными, чем обломочные потоки, позволяя им перемещаться на большее расстояние и по более пологим склонам. Оба типа потоков обычно представляют собой смеси частиц разного размера, которые, как правило, сортируются по размеру при отложении. Грязевые потоки часто называют грязевыми сползаниями, термин, который средства массовой информации применяют без разбора ко многим видам массовых перемещений. Грязевые потоки часто начинаются как оползни, переходя в течение по мере вовлечения воды в поток; такие события часто называют грязевыми обвалами. К другим типам грязевых потоков относятся лахары (включающие мелкозернистые пирокластические отложения на склонах вулканов) и йёкюльхлаупы (внезапные выбросы воды из-под ледников или ледяных щитов). В Национальном законе США о страховании от наводнений 1968 года, с поправками, кодифицированном в разделах 42 USC 4001 и последующих, содержится законодательное определение "грязевого оползня, связанного с наводнением".
A mudflow, also known as mudslide or mud flow, is a form of mass wasting involving fast moving flow of debris and dirt that has become liquified by the addition of water. Such flows can move at speeds ranging from 3 meters/minute to 5 meters/second. Mudflows contain a significant proportion of clay, which makes them more fluid than debris flows, allowing them to travel farther and across lower slope angles. Both types of flow are generally mixtures of particles with a wide range of sizes, which typically become sorted by size upon deposition. Mudflows are often called mudslips, a term applied indiscriminately by the mass media to a variety of mass wasting events. Mudflows often start as slides, becoming flows as water is entrained along the flow path; such events are often called mud failures. Other types of mudflows include lahars (involving fine grained pyroclastic deposits on the flanks of volcanoes) and jökulhlaups (outbursts from under glaciers or icecaps). A statutory definition of "flood related mudslide" appears in the United States' National Flood Insurance Act of 1968, as amended, codified at 42 USC Sections 4001 and following.
Запуск грязевых потоков
Сильные дожди, таяние снега или высокий уровень грунтовых вод, просачивающихся через трещины в скальных породах, могут спровоцировать движение почвы или отложений в оползнях, которые затем переходят в грязевые потоки. Наводнения и потоки обломков также могут возникать при сильных дождях на склонах холмов или гор, вызывающих обширную эрозию и/или мобилизацию рыхлых отложений, расположенных в крутых горных руслах. Грязевой поток 2006 года в Сидоарджо, возможно, был вызван несанкционированным бурением. Точка начала движения грязевой массы зависит от размера зерен, влажности и уклона местности. Мелкозернистые материалы, такие как ил или песок, могут быть вовлечены в поток при меньших уклонах, чем крупнозернистые отложения или потоки обломков. Более высокое содержание воды (большее количество осадков/поверхностный сток) также повышает вероятность возникновения грязевого потока. После формирования грязевого потока более крупные отложения могут подниматься потоком. Крупные отложения, поднятые потоком, часто формируют передний край грязевого потока и выталкиваются более мелкими отложениями и водой, скапливающейся за этим передним краем. Грязевые потоки могут состоять из нескольких волн материала, поскольку поток размывает русла и дестабилизирует прилегающие склоны (потенциально инициируя новые грязевые потоки). В горных районах грязевые потоки способны перемещать валуны размером от 1 до 10 метров. Некоторые широкие грязевые потоки достаточно вязкие и поэтому медленные, в то время как другие начинаются очень быстро и развиваются как лавина. Они состоят как минимум на 50% из ила и глины и до 30% из воды. Поскольку грязевые потоки перемещают значительное количество отложений, высота потока грязевого потока при одинаковом расходе воды выше, чем у чистого потока воды. Кроме того, наличие отложений в грязевом потоке увеличивает гранулярное трение внутри структуры потока по сравнению с чистыми водными потоками, что приводит к увеличению глубины потока при одинаковом расходе воды. Сложность прогнозирования количества и типа отложений, которые будут включены в грязевой поток, делает прогнозирование и проектирование сооружений для защиты от грязевых потоков гораздо более сложной задачей, чем для защиты от чистых водных потоков. Грязевые потоки распространены даже на холмах вокруг Лос-Анджелеса, Калифорния, где они разрушили множество домов, построенных на склонах без достаточной поддержки после того, как пожары уничтожили растительность, удерживающую землю. 14 декабря 1999 года в Варгасе, Венесуэла, грязевой поток, известный как трагедия Варгаса, значительно изменил более 60 километров (37 миль) береговой линии. Он был вызван сильными дождями и нанес ущерб на сумму от 1,79 до 3,5 миллиардов долларов США, унес жизни от 10 000 до 30 000 человек, вынудил эвакуировать 85 000 человек и привел к полному разрушению инфраструктуры штата.
Heavy rainfall, snowmelt, or high levels of groundwater flowing through cracked bedrock may trigger a movement of soil or sediments in landslides that continue as mudflows. Floods and debris flows may also occur when strong rains on hill or mountain slopes cause extensive erosion and/or mobilize loose sediment that is located in steep mountain channels. The 2006 Sidoarjo mud flow may have been caused by rogue drilling. The point where a muddy material begins to flow depends on its grain size, the water content, and the slope of the topography. Fine grained material like mud or sand can be mobilized by shallower flows than a coarse sediment or a debris flow. Higher water content (higher precipitation/overland flow) also increases the potential to initiate a mudflow. After a mudflow forms, coarser sediment may be picked up by the flow. Coarser sediment picked up by the flow often forms the front of a mudflow surge and is pushed by finer sediment and water that pools up behind the coarse grained moving mudflow front. Mudflows may contain multiple surges of material as the flow scours channels and destabilizes adjacent hillslopes (potentially nucleating new mudflows). Mudflows have mobilized boulders 1–10 m across in mountain settings. Some broad mudflows are rather viscous and therefore slow; others begin very quickly and continue like an avalanche. They are composed of at least 50% silt and clay sized materials and up to 30% water. Because mudflows mobilize a significant amount of sediment, mudflows have higher flow heights than a clear water flood for the same water discharge. Also, sediment within the mudflow increases granular friction within the flow structure of the flow relative to clear water floods, which raises the flow depth for the same water discharge. Difficulty predicting the amount and type of sediment that will be included in a mudflow makes it much more challenging to forecast and engineer structures to protect against mudflow hazards compared to clear water flood hazards. Mudflows are common even in the hills around Los Angeles, California, where they have destroyed many homes built on hillsides without sufficient support after fires destroy vegetation holding the land. On 14 December 1999 in Vargas, Venezuela, a mudflow known as The Vargas tragedy significantly altered more than 60 kilometers (37 mi) of the coastline. It was triggered by heavy rainfall and caused estimated damages of US$1.79 to US$3.5 billion, killed between 10,000 and 30,000 people, forced 85,000 people to evacuate, and led to the complete collapse of the state's infrastructure.
Грязевые потоки и оползни
Оползень – это более общий термин, чем грязевой поток. Он описывает гравитационно вызванное разрушение и последующее движение вниз по склону любых типов поверхностных перемещений почвы, скальных пород или других обломков. Этот термин охватывает оползни, обвалы, потоки и грязевые потоки, среди прочих категорий массовых движений на склонах. Оползни не обязательно должны быть столь текучими, как грязевые потоки. Грязевые потоки могут быть вызваны аномально сильными дождями или внезапным оттаиванием. Они состоят главным образом из грязи и воды, а также фрагментов скал и другого мусора, поэтому часто ведут себя подобно наводнениям. Они способны сдвинуть дома с фундамента или погрести населенный пункт за считанные минуты из-за невероятно мощных потоков.
Landslide is a more general term than mudflow. It refers to the gravity driven failure and subsequent movement downslope of any types of surface movement of soil, rock, or other debris. The term incorporates earth slides, rock falls, flows, and mudslides, amongst other categories of hillslope mass movements. They do not have to be as fluid as a mudflow. Mudflows can be caused by unusually heavy rains or a sudden thaw. They consist mainly of mud and water plus fragments of rock and other debris, so they often behave like floods. They can move houses off their foundations or bury a place within minutes because of incredibly strong currents.
География грязевых потоков
Когда происходит грязевой поток, выделяют четыре его основные части: «зона отрыва», в более крупных потоках – «верхняя и нижняя площадки» и «лопасть». Зона отрыва – это место первоначального схода, лопасть – последняя область (области), затронутая потоком. Верхняя и нижняя площадки формируются там, где в русле потока наблюдается значительный уклон (из-за горного рельефа или естественного перепада высот). Грязевой поток может иметь множество площадок.
When a mudflow occurs it is given four named areas, the 'main scarp', in bigger mudflows the 'upper and lower shelves' and the 'toe'. The main scarp will be the original area of incidence, the toe is the last affected area(s). The upper and lower shelves are located wherever there is a large dip (due to mountain or natural drop) in the mudflow's path. A mudflow can have many shelves.
Самый большой зафиксированный поток грязи
Крупнейшее в мире историческое субаэральное (на суше) оползень произошло во время извержения в 1980 году горы Сент-Хеленс, вулкана в горном хребте Каскад в штате Вашингтон, США. Объем вытесненного материала был огромен. Непосредственно на пути огромного грязевого потока оказалось озеро Спирит. Обычно прохладное, лахар мгновенно поднял температуру почти до кипения. Сегодня дно озера Спирит находится на 100 футов (30 м) выше первоначальной поверхности, а его площадь в два с половиной раза больше, чем до извержения. Самым крупным из всех известных доисторических оползней был огромный подводный оползень, который распался 60 000 лет назад и создал самый длинный поток песка и грязи, когда-либо зафиксированный на Земле. Массивный подводный поток прошел расстояние, равное расстоянию от Лондона до Рима. По объему, самое большое подводное оползень (оползень Агульяс у берегов Южной Африки) произошло приблизительно 2,6 миллиона лет назад. Объем оползня составил .
The world's largest historic subareal (on land) landslide occurred during the 1980 eruption of Mount St. Helens, a volcano in the Cascade Mountain Range in the State of Washington, US The volume of material displaced was Directly in the path of the huge mudflow was Spirit Lake. Normally a chilly , the lahar instantly raised the temperature to near Today the bottom of Spirit Lake is 100 feet (30 m) above the original surface, and it has two and a half times more surface area than it did before the eruption. The largest known of all prehistoric landslides was an enormous submarine landslide that disintegrated 60,000 years ago and produced the longest flow of sand and mud yet documented on Earth. The massive submarine flow travelled – the distance from London to Rome. By volume, the largest submarine landslide (the Agulhas slide off South Africa) occurred approximately 2.6 million years ago. The volume of the slide was .