Hvor opstår mudderstrømmen? Hvad er en mudderstrøm, og hvordan undslipper man dette fænomen? Jordskred udvikler sig i klipper; blokke glider enten langs underliggende lerlag eller langs lerforvitringsprodukter, der udvikler sig i klipperevner.

Sat ned– disse er kanalstrømme, der omfatter en stor mængde af klastisk materiale (mindst 10-15 volumenprocent), med en tæthed 1,5-2 gange større end tætheden af ​​vand, der bevæger sig i form af en bølge med en fronthøjde på op til 20–40 m og med en hastighed på op til 20–30 m/s (10–100 km/t) og udøver pres på en forhindring med en kraft på op til titusinder af tons pr. kvadratmeter. Højden af ​​fronten og mudderstrømmens bevægelseshastighed, afhængigt af betingelserne for dens forekomst, kan antage forskellige værdier. Mudderstrømmene har fået deres navn fra det arabiske "sayl" - en stormfuld strøm. Mudderstrømme typisk for bjergdale med en kanalhældning på 6-200; de varer sædvanligvis ti minutter, sjældnere 4-5 timer, kan erodere flodlejet til en dybde på titusinder af meter, rejse en sti på kilometer lang, sjældnere - adskillige ti kilometer, danne kegler i ti meters bredde, hundredvis af meter lang med en tykkelse af enkeltaflejringer sædvanligvis op til 5 , sjældent op til 10 m. Mudderstrømme dannes i alle bjergrige egne af verden, undtagen Antarktis.

Mudderstrømme kaldes hurtige kanalstrømme, bestående af en blanding af vand og klippefragmenter, der pludselig dukker op i bassinerne af små bjergfloder. De er kendetegnet ved en kraftig stigning i niveauet, bølgebevægelse, kort virkningsvarighed (fra 1 til 3 timer) og en betydelig erosionsakkumulerende destruktiv effekt. En mudderstrøm er et spontant (særligt farligt) hydrologisk fænomen, hvis mudderstrømmen truer befolkede områder, sports- og kurstedskomplekser, jernbaner og veje, kunstvandingssystemer og andre vigtige økonomiske faciliteter.

Potentiel mudderstrømskilde– en del af en mudderkanal eller mudderbassin, der har en betydelig mængde løs klastisk jord eller betingelser for dens ophobning, hvor der under visse vandforhold opstår mudder. Mudderstrømscentre er opdelt i mudderstrømssnit, huller og centre for spredt mudderstrømsformation.

Mudderstrømsvej kaldet en lineær morfologisk formation, der skærer gennem stenede, græstørvede eller skovklædte skråninger sammensat af forvitringsskorpe af ubetydelig tykkelse. Mudderveje er karakteriseret ved deres lille længde (sjældent over 500-600 m) og dybde (sjældent mere end 10 m). Bundvinklen på huller er normalt mere end 15°.

Mudderstrømssnit er en kraftig morfologisk formation udviklet i tykkelsen af ​​gamle moræneaflejringer og oftest begrænset til skarpe bøjninger af skråningen. Derudover kan mudderstrømningssnit dannes på akkumulerende, vulkansk, jordskred og jordskredterræn. De er væsentligt større i størrelse end mudderveje, og deres langsgående profiler er glattere end mudderveje. De maksimale dybder af mudderstrømsindsnit når 100 m eller mere, oplandet for mudderstrømsindsnit kan nå mere end 60 km 2 . Mængden af ​​jord, der fjernes fra et mudderstrømssnit under en mudderstrøm, kan nå op på 6 millioner m3.

Under kilden til spredt mudderstrøm forstå et område med stejle (35-55°) fremspring, stærkt ødelagte klipper, med et tæt og forgrenet netværk af riller, hvor klippeforvitringsprodukter intensivt akkumuleres, og dannelsen af ​​mikroaffaldsstrømme opstår, som derefter forenes i en enkelt mudderstrøm kanal. De er normalt begrænset til aktive tektoniske forkastninger, og deres udseende er forårsaget af store jordskælv. Arealet af mudderstrømscentre når 0,7 km 2 og sjældent mere.

Typen af ​​mudderstrøm bestemmes af sammensætningen af ​​de mudderstrømsdannende bjergarter. Mudderstrømme er: vand-sten, vand-sand og vand-silt; mudder, mudder-sten eller sten-mudder; vand-sne-sten.

Vand-sten mudderstrøm– en strømning, som er domineret af groft materiale med overvejende store sten, herunder kampesten og klippestykker (volumetrisk vægt af strømmen 1,1–1,5 t/m3). Det dannes hovedsageligt i zonen med tætte klipper.

Vand-sand og vand-silt mudderstrøm– et vandløb, hvor sandet og siltet materiale er fremherskende. Det forekommer hovedsageligt i zonen med løsslignende og sandede jorder under intense nedbørsmængder, der skyller enorme mængder fin jord væk.

Mudder mudderstrøm er i udseende tæt på vandslam, dannes i områder, hvor sten af ​​overvejende leret sammensætning er fordelt og er en blanding af vand og fin jord med en lav koncentration af sten (volumetrisk vægt af strømmen 1,5-2,0 t/m3) .

Mudder-sten mudderstrøm kendetegnet ved et betydeligt indhold af ler og siltholdige partikler i den faste fase (småsten, grus, småsten), med deres klare overvægt over strømmens stenkomponent (volumetrisk vægt af strømmen 2,1–2,5 t/m3).

Stenmudderstrøm indeholder overvejende groft materiale sammenlignet med mudderkomponenten.

Vand-sne-sten mudderstrøm– et overgangsmateriale mellem selve mudderstrømmen, hvori transportmediet er vand, og en sneskred.

Dannelsen af ​​mudderstrømme er forårsaget af en kombination af geologiske, klimatiske og geomorfologiske forhold: tilstedeværelsen af ​​mudderstrømningsdannende jordbund, kilder til intensiv vanding af disse jordbund såvel som geologiske former, der bidrager til dannelsen af ​​ret stejle skråninger og kanaler.

Kilder til fast forsyning til mudderstrømme kan være: gletsjermoræner med eller uden løs fyldning; kanalblokeringer og forhindringer dannet af tidligere mudderstrømme; træagtigt plantemateriale. Kilderne til vandforsyning til mudderstrømme er: regn og regn; gletsjere og sæsonbestemt snedække (i smelteperioden); vand i bjergsøer.

De mest almindelige mudderstrømme er regnfodrede mudderstrømme. De er typiske for mudderbassiner i mellembjerget og lavt bjerg, der ikke har gletsjertilførsel. Hovedbetingelsen for dannelsen af ​​sådanne mudderstrømme er mængden af ​​nedbør, der kan forårsage udvaskning af stenødelæggelsesprodukter og involvere dem i bevægelse.

Højbjergbassiner med udviklede moderne gletsjere og glaciale aflejringer (moræner) er karakteriseret ved glaciale mudderstrømme. Hovedkilden til deres faste ernæring er moræner, som er involveret i processen med mudderstrømning under intensiv smeltning af gletschere, såvel som under udbrud af gletschere eller morænesøer. Dannelsen af ​​glaciale mudderstrømme afhænger af den omgivende temperatur.

De umiddelbare årsager til mudderstrømme er nedbør, intensiv smeltning af sne og is, udbrud af reservoirer og, mindre almindeligt, jordskælv og vulkanudbrud. På trods af de mange forskellige årsager, mekanismerne for mudderstrømningsinitiering kan reduceres til tre hovedtyper: erosion, gennembrud og jordskred (tabel 2.16). Under dannelsen og udviklingen af ​​mudderstrømme kan tre dannelsesstadier således spores:

mere eller mindre langsigtet forberedelse på skråningerne og i senge af bjergbassiner af materiale, der tjener som kilde til dannelse af mudderstrømme (som følge af forvitring af klipper og bjergerosion);

hurtig bevægelse af stenet, ude af balance materiale fra høje områder af bjergoplande til lavere områder langs bjergbede i form af mudderstrømme;

Antallet af værktøjer, der passerer gennem et parcel for den samme afgrøde, bestemmer graden af ​​forenkling af den afgrøde, hvis sidste fase er direkte såning, som ikke kræver forbearbejdning. Mængden af ​​organisk stof på overfladen er maksimal. Egnede spins og rotationer. . Der bør lægges særlig vægt på eroderende og risikofyldte områder. Sådanne arealer bør have så meget vegetationsdækning som muligt og afgrøder, der forbedrer jordstrukturen. Afgrøder med risiko for erosion eller bar jord kan bruges i flæng med sådanne afgrøder for at reducere hældningslængden, reducere afstrømning og fremme vandinfiltration.

ophobning af mudderstrømme i lave områder af bjergdale i form af kanalkegler eller andre former for mudderaflejringer.

Der dannes mudder i mudderstrømsoplande, hvis mest almindelige form i plan er pæreformet med en dræntragt og en vifte af hul- og dalkanaler, der går ind i hovedkanalen. Mudderstrømsoplandet består af tre zoner, hvor der dannes og forekommer mudderstrømsprocesser: mudderstrømszone, hvor der tilføres vand og fast materiale; transitzone(mudderstrømsbevægelse); aflæsningsområde(massiv aflejring af affaldsstrømme).

Mudderstrømme består af store masser af ødelagte klipper i løs tilstand, som over år samler sig i bunden af ​​kløfter og stejle skråninger. Under intense nedbørsmængder eller under udbrud af gletsjersøer, der er placeret ovenover, dannes mudder-sten mudderstrømme og flyder ned, hvilket ødelægger alt på dens vej.
I bjergområder forårsager kraftig nedbør eller hurtig snesmeltning dannelsen af ​​midlertidige vandløb. En kraftig strøm, der flyder ned ad stejle skråninger, har en enorm kraft og fører ligesom bjergfloder med små klippestykker, store blokke og kampesten. En sådan strøm, som fungerer som en rambuk med indfanget affald, ødelægger afsatserne og ujævnhederne i bjergene, man støder på undervejs, fører dem med sig og bliver mere og mere mættet med stenmateriale.

Dernæst fanger strømmen de øverste lag af fin-klastisk materiale og jord og forvandles gradvist fra vand til muddersten. En sådan strømning kaldes mudderstrøm eller silt. Midlertidige mudderstenstrømme er udbredte i Kaukasus og Centralasien. Indholdet af transporteret materiale i affaldsstrømme er meget højt og overstiger nogle gange vandindholdet. Når mudderstrømmen bryder ud af en bjergkløft og ud på sletten, mister mudderstrømmen hurtigt fart og breder sig over en forholdsvis stort område i form af en kegle. Vand fra en mudderstenstrøm filtrerer til dens base, og det transporterede stenmateriale sætter sig for at danne en vifte eller tør delta.

Mudderstrømme er en blanding af jord, sten og vand med en ret høj densitet på 1,2-1,9 t/m³, som efter regnbyger strømmer ned i bedene af forskellige bjergfloder og tørre dale med en hastighed på op til 6 m/s. Når man forlader kløften, på steder hvor hældningen aftager, falder mudderstrømmens hastighed også, og der dannes en alluvial kegle.

Den detritalmasse, som en sådan strøm medfører, består af næsten uafrundede fragmenter og er fuldstændig usorteret: blandt store blokke og kampesten er der grus-sand-lerpartikler. Aflejringer af debris flow fans kaldes proluvial eller proluvium. Debris flows udgør en stor fare for bosættelser placeret inden for deres handlingsområde. Den berømte mudderstrøm fra 1921, som brød ud af en bjergkløft nær byen Alma-Ata, ødelagde alle de bygninger, der lå ved foden af ​​bjerget. Så bragede han ind i byen og forvandlede gaderne til rasende mudderstensfloder.

Huse blev revet af deres grundvold og båret væk sammen med mennesker stenmateriale omkring 1,5 millioner tons.

Billede 1. Ødelæggelse af befolkede områder forårsaget af mudderstenstrømme

Mudderstrømme opstår pludseligt og varer relativt kort tid, varer et par timer, men er i stand til at danne betydelige mængder af mudderstensmaterialer, der skylles væk i én mudderstrøm. En mudderstrøm er i stand til at skylle væk og transportere sten med en diameter på op til 1,5 m. I betragtning af mudderstrømmens høje hastighed og mængden af ​​overførte sten, beskyttelse af byer og landsbyer, samt forskellige strukturer placeret i indsatsområdet , er et stort problem.

For at løse sådanne problemer er det nødvendigt at opføre dyre og komplekse strukturer som f.eks støttemure eller dæmninger Afhængigt af hvor meget vand mudderstensstrømmene indeholder, kan mudderstrømmen bevæge sig som en homogen tyktflydende masse eller som en turbulent strøm af vand, sten og mudder. Vandløbet fører et stort antal sten med sig forskellige diametre og vasker enorme mængder jord væk fra overfladen. I en mudderstrøm bevæger små sten sig i suspension, mens større bevæger sig ved at rulle langs bunden af ​​thalweg.

Metoder til beskyttelse af bygninger mod mudderstrømme

Bjergfloder og mudderstrømme er i stand til at transportere sten af ​​enorm størrelse og i store mængder, som kan udgøre en trussel ikke kun mod forskellige strukturer og kommunikationer såsom broer, veje, men også for nærliggende byer. Hvis byggeri er uundgåeligt i det område, hvor der dannes mudder, træffes forskellige foranstaltninger for at beskytte strukturer mod mudder.

For eksempel bygges broer med spænd, der ikke begrænser strømmen af ​​mudderstrømme, og der anvendes enkeltsøjlestøtter. Broernes åbninger øges betydeligt, da det er vanskeligt at forudsige mængden af ​​mudderstrømme, som varierer afhængigt af mængden af ​​nedbør. Åbningerne på små broer bliver hurtigt tilstoppet af sediment, og i dette tilfælde flyder mudderstrømmen over broen og volden.

For at beskytte byer og store strukturer af stor betydning er der installeret sedimenttilbageholdelsesdæmninger på oversiden af ​​bjergskråninger.Sådanne dæmninger sænker mudderstrømmens hastighed og forårsager sedimentaflejring. Der er to typer dæmninger: kontinuerlige og intermitterende. Kontinuerlige dæmninger bygges, når bredden af ​​flodlejet overstiger 100 meter.

I dette tilfælde afhænger den nødvendige længde af dæmningen af ​​kanalens bredde og også af størrelsen af ​​de partikler, som mudderstrømme afsætter. Længden af ​​dæmningen i dette tilfælde bestemmes af formlen:

L=b*B, hvor b er begrænsningskoefficienten for kanalen ved dæmningen, B er kanalens bredde.

Dæmninger af intermitterende type bygges, når kanalens bredde er op til hundrede meter. I dette tilfælde bestemmes dæmningens længde af formlen, og dæmningens åbning bestemmes afhængigt af passagen af ​​den nødvendige mængde mudderstrømme med en given frekvens. I det tværgående profil er sådanne dæmninger bygget med et trapezformet tværsnit. Dæmningens bredde i toppen varierer fra 0,5 til 2,0 meter, afhængigt af størrelsen af ​​de overførte sten og intensiteten af ​​mudderstrømmen.

Figur-2. Konstruktion af skillevægge for at bekæmpe mudderstrømme

En foranstaltning til at bekæmpe mudderstrømme er først og fremmest genoprettelse af vegetationsdækning med et kraftigt rodsystem samt installation af skillevægge (figur 2). Konstruktionen af ​​terrasser kan bruges som en anti-mudderstrømsforanstaltning (figur 3).

Figur-3. Terrasseringsplan for at bekæmpe mudderstrømme

Langs den terrasserede skråning vil mudderstrømmen flyde fra trin til trin og ende i de dertil forberedte grøfter. For nylig er dæmninger konstrueret ved hjælp af den rettet eksplosionsmetode blevet brugt til at bekæmpe mudderstrømme. For eksempel blev en sådan dæmning skabt i 1966 i Medeo-kanalen i bjergene nær Alma-Ata. Ved hjælp af en eksplosion blev næsten 2 millioner tons sten placeret i dæmningen. Sammen med mudderstrømme er der kanalløse strømme fra skråninger. Et kompleks af løse formationer, der samler sig ved foden af ​​bjerge som et resultat af midlertidige bjergstrømme, der vasker det klastiske materiale væk, der opstår under forvitringen af ​​grundfjeldet, der udgør disse bjerge, kaldes proluvium.

Tabel 1. Sammenligning af egenskaber af vandkontinentale sedimenter

Proluvium er karakteriseret ved dårligt sorterede og svagt afrundede fragmenter. Den danner alluviale kegler, der kan smelte sammen til en strimmel, der grænser op til bunden af ​​horisonten.Forskellen er i kraft, virkningsvarighed og retning vand strømmer bestemmer forskellen i egenskaberne af de sten, de afsætter.

Denne forskel er tydeligst synlig fra sammenligningen vist i tabel 1. Fra tabel 1 er det klart, at med en ret tæt mineralogisk og granulometrisk sammensætning Forskellige typer aflejringer af strømmende overfladevand har forskellige egenskaber, hvilket bør tages i betragtning ved design og konstruktion af konstruktioner.

Klassificering af mudderstrømme

Studiet af dannelsen og virkningen af ​​mudderstrømme gjorde det muligt at klassificere dem efter en række karakteristika. Ifølge forskningen fra E.K. Rabkova er det muligt at skelne mellem sammenhængende eller strukturelle mudderstrømme, turbulentflydende vandsten og turbulentflydende muddersten. Strukturelt eller sammenhængende mudderstrømme dannes i bjergrige områder. I geologisk struktur Tilstedeværelsen af ​​lersten og ler er obligatorisk i afløbsbassinet. Derudover er der klipper, der kan producere skraber og svære at knuse fragmenter: kalksten, skifer, krystallinske klipper.

Strømningens volumetriske masse er meget høj og udgør 1,9-1,6 t/m³. Lerfraktioner udgør højst 25-30 % af den faste del af flowet Resten består af sand, pudsning, grus og kampesten Vand indgår i muddermassen som en af ​​komponenterne. For at opretholde strømmens bevægelse er en lige retning nødvendig, uden bøjninger. En sådan strøm bevæger sig som en strukturel helhed og fryser, når den stoppes, uden at bryde op i dens bestanddele. Strukturelle strømme ødelægger alle strukturer og andre forhindringer, man støder på langs hele bevægelsens bredde. Med hældninger på 0,05-0,06 grader på den alluviale kegle er bunden af ​​kanalen dækket af et lag frossen mudderstrøm.

Turbulent strømmende vandsten mudderstrømme dannes også i bjergrige zoner. Dræningsområdet for sådanne strømme består af påtrængende klipper, såvel som kalksten, sandsten og velcementerede konglomerater. Tilstedeværelsen af ​​groft materiale: grus, småsten, groft sand er også mulig. tilstedeværelsen af ​​lerholdige bjergarter er ikke signifikant. Den volumetriske masse af mudderstrømmen i sådanne vandløb er 1,6-1,3 t/m3. Vandløbet er dårligt mættet med fin jord. Individuelle kampesten og kampesten når 1-2 m i omkreds. Karakteren af ​​bevægelsen af ​​individuelle strømningsbølger er pulserende og fastklemt. Tilstedeværelsen af ​​store fragmenter og den fastklemte karakter af bevægelsen bestemmer en stor destruktiv kraft. Nogle sortering af de udførte materiale er muligt på den alluviale kegle.

Turbulent flydende muddersten mudderstrømme dannes i både bjerg- og foderzoner Afvandingsområdet er kendetegnet ved en overvægt af fin-klastisk og klastisk materiale, sandet muldjord og muldjord Der er en stor mængde knust sten og småsten Den volumetriske masse af mudderstrømmen er relativt lille og udgør 1,4-1,05 tons /m³ Strømmen er mættet med suspenderede fine fraktioner og småsten trukket langs bunden.

Aflejringen af ​​store masser på den alluviale kegle fører til, at strømmen flyder over barriererne, ledsaget af ødelæggelse af veje, broer og andre strukturer. I modsætning til strukturelle strømme sker ødelæggelse ikke ved påvirkning, men ved erosion. Beskaffenheden af ​​flowbevægelsen er overbelastningsfri Ved udtagningskeglen sker der en vis sortering af det transporterede materiale efter størrelse.

Tabel 2. Hovedtyper af mudderstrømme og mulige årsager fremkomst

Hovedtyper af mudderstrømme og mulige årsager

Klassificering af mudderstrømme i henhold til den granulometriske sammensætning af den faste komponent:

1. Vandsten - er en blanding af snavset vand med store sten (klippestykker, kampesten osv.) med en volumetrisk vægt på 1,1-1,5 t/m³. Vand-klippestrømmen dannes hovedsageligt i zonen med tætte klipper.

2. Mudder - er en blanding af snavset vand med partikler af ler og siltet jord i den faste fase med en lille koncentration af sten. Volumetrisk vægt varierer fra 1,5-2,0 t/m³.

3. Mudder-sten flow er en blanding af vand med fine jordpartikler og for det meste små sten. Den volumetriske vægt af en sådan strøm er 2,1-2,5 t/m³.

4.Vand-sne-klippe består hovedsageligt af vand, sneskred og sten af ​​forskellig størrelse. En sådan mudderstrøm er meget tung, og mudderstrømmen når op til 5-12 t/m².

Klassificering af mudderstrømme efter tilblivelse:

1. Alpine type - denne type er karakteriseret ved sæsonbestemt hurtig smeltning af sne (Canada, USA, Andesbjergene, Himalaya, Alperne)

2. Ørkentype - findes hovedsageligt i semi-tørre eller tørre områder, der oplever pludselig kraftig nedbør. Oftest observeret i områder som Arizona, Nevada, Californien.

3. Lahars er mudderstrømme af vulkansk oprindelse, der opstår på vulkanskråningerne efter kraftige voldsomme regnskyl.

Følgende mudderstrømme skelnes ud fra deres frekvens:

a) høj aktivitet (gentaget inden for 3-5 år og måske oftere)

b) gennemsnitlig aktivitet (gentaget inden for 6-15 år)

c) lav mudderstrømsaktivitet (gentages en gang hvert 16. år).

Ved påvirkning af strukturer:

1. Lav-effekt - skab lille erosion i bunden, tilstopning stikledninger strukturer.

2. Medium-power - de skaber stærk erosion i bunden af ​​broer og stikledninger, tilstopper fuldstændigt åbninger af stikledninger. De kan også rive fundamentløse strukturer ned.

3. Kraftfuld og har stor destruktiv kraft.Den kan nedrive brospær, understøtninger af broer og overkørsler og også ødelægge veje.

4. Katastrofal - ødelægger fuldstændigt bygninger og dele af veje.

Efter vandkilde:

1. Regn - sådanne mudderstrømme er typiske for mudderbassiner med lavt og mellembjerg, der ikke har gletsjertilførsel. Betingelserne for dannelsen af ​​disse mudderstrømme er kraftig nedbør, der skyller ødelagte sten væk fra skråningerne.

2. Glacial - de er kendetegnet ved lav- og midbjerg mudderbassiner, der ikke har gletsjertilførsel. De dannes på grund af kraftig nedbør, der kan vaske produkterne fra stenødelæggelse væk.

3. Vulkanogene - dannes hovedsageligt under jordskælv, nogle gange i nogle tilfælde dannes de under et vulkanudbrud.

4. Tilhørende mudderstrømme - kan bestå af vand, sandede og lerholdige jordpartikler. Mudderstrømmen bevæger sig som en helhed og følger ikke flodlejets bøjninger, men flyder over bredderne, og i nogle tilfælde kan den ødelægge og rette flodlejer.

5. Uforbundne strømme er i stand til at bevæge sig med høj hastighed i dette tilfælde opstår konstant rulning af sten og slid på grund af hyppige kollisioner. Strømmen følger sædvanligvis flodsengen, ødelægger den nogle steder og gentager dens bøjninger.

Efter volumen af ​​overført fast masse:

Ifølge de vigtigste faktorer af forekomst

1. Zonal manifestation. De er dannet på grund af kraftig nedbør og er af zonal karakter. Som regel opstår mudderstrømme systematisk ad samme veje.

2. Regional manifestation. De er dannet på grund af geologiske processer. Som regel er mudderstrømmenes bevægelsesveje ikke konstante, og strømmen er episodisk.

3. Menneskeskabt. Opstår som følge heraf økonomisk aktivitet person.