Hvor oppstår gjørmestrømmen? Hva er en gjørmestrøm, og hvordan unnslippe dette fenomenet? Jordskred utvikler seg i bergarter; blokker glir enten langs underliggende leirelag eller langs leireforvitringsprodukter som utvikler seg i bergsprekker.

Satt ned– dette er kanalstrømmer som inkluderer en stor mengde klastisk materiale (minst 10–15 volum%), som har en tetthet som er 1,5–2 ganger større enn tettheten til vann, og som beveger seg i form av en bølge med en fronthøyde på opptil 20–40 m og med en hastighet på opptil 20–30 m/s (10–100 km/t) og utøve trykk på en hindring med en kraft på opptil titalls tonn per kvadratmeter. Høyden på fronten og bevegelseshastigheten til gjørmestrømmen, avhengig av forholdene for dens forekomst, kan ha forskjellige verdier. Gjørmestrømmene har fått navnet sitt fra det arabiske "sayl" - en stormfull bekk. Gjørmestrømmer typisk for fjelldaler med en kanalhelling på 6–200; de varer vanligvis titalls minutter, sjeldnere 4–5 timer, kan erodere elveleiet til en dybde på titalls meter, reise en sti på kilometer lang, sjeldnere - flere titalls kilometer, danne kjegler på titalls meter brede, hundrevis av meter lang med en tykkelse på enkeltavsetninger vanligvis opptil 5 , sjelden opptil 10 m. Det dannes gjørme i alle fjellområder i verden, unntatt Antarktis.

Gjørmestrømmer kalles raske kanalstrømmer, bestående av en blanding av vann og steinfragmenter, som plutselig dukker opp i bassengene til små fjellelver. De er preget av en kraftig økning i nivå, bølgebevegelse, kort virkningsvarighet (fra 1 til 3 timer), og en betydelig erosjonakkumulerende destruktiv effekt. En gjørmestrøm er et spontant (spesielt farlig) hydrologisk fenomen hvis gjørmestrømmen truer befolkede områder, idretts- og kuranleggskomplekser, jernbaner og veier, vanningsanlegg og andre viktige økonomiske anlegg.

Potensiell gjørmestrømkilde– en del av en slamkanal eller slambasseng som har en betydelig mengde løs klastisk jord eller betingelser for akkumulering, hvor det under visse vannforhold oppstår slamstrømmer. Mudflow-sentre er delt inn i mudflow-innsnitt, jettegryter og sentre for spredt mudflow-formasjon.

Slamhull kalt en lineær morfologisk formasjon som skjærer gjennom steinete, turfed eller skogkledde skråninger som består av forvitringsskorpe med ubetydelig tykkelse. Slamflytende jettegryter kjennetegnes ved sin lille lengde (sjelden over 500–600 m) og dybde (sjelden mer enn 10 m). Bunnvinkelen på jettegryter er vanligvis mer enn 15°.

Mudflow-snitt er en kraftig morfologisk formasjon utviklet i tykkelsen av eldgamle moreneavsetninger og som oftest begrenset til skarpe svinger i skråningen. I tillegg kan mudflow-snitt dannes på akkumulert, vulkansk, skred- og skredterreng. De er betydelig større i størrelse enn mudflow jettegryter, og deres langsgående profiler er jevnere enn mudflow jettegryter. De maksimale dybdene for slamstrøminnsnitt når 100 m eller mer; nedbørfeltene til slaminnsnitt kan nå mer enn 60 km 2 . Volumet av jord som fjernes fra et slamstrømningssnitt i løpet av én slamstrøm kan nå 6 millioner m3.

Under kilden til spredt mudflow formasjon forstå et område med bratte (35–55°) utspring, sterkt ødelagte bergarter, med et tett og forgrenet nettverk av spor der bergforvitringsprodukter intensivt samler seg og dannelsen av mikroavfallsstrømmer oppstår, som deretter forenes i en enkelt gjørmestrøm kanal. De er vanligvis begrenset til aktive tektoniske forkastninger, og deres utseende er forårsaket av store jordskjelv. Området med gjørmestrømsentre når 0,7 km 2 og sjelden mer.

Type slamstrøm bestemmes av sammensetningen av de slamstrømdannende bergartene. Slamstrømmer er: vann-stein, vann-sand og vann-silt; gjørme, gjørmestein eller steinslam; vann-snø-stein.

Vann-stein gjørmestrøm– en strømning der grovt materiale dominerer med overveiende store steiner, inkludert steinblokker og bergfragmenter (volumetrisk vekt av strømmen 1,1–1,5 t/m3). Den er hovedsakelig dannet i sonen med tette bergarter.

Vann-sand og vann-silt gjørmestrøm– en bekk der sandholdig og siltig materiale dominerer. Den forekommer hovedsakelig i sonen med løss-lignende og sandholdig jord under intense nedbørsmengder, og vasker bort enorme mengder fin jord.

Gjørme gjørmeflyt er i utseende nært vann-silt, dannes i områder hvor bergarter med overveiende leiraktig sammensetning forekommer og er en blanding av vann og fin jord med lav konsentrasjon av stein (volumetrisk vekt av strømmen 1,5–2,0 t/m3).

Mud-stone mudflow karakterisert ved et betydelig innhold av leire og siltholdige partikler i fast fase (småstein, grus, småstein), med deres klare overvekt over steinkomponenten i strømmen (volumetrisk vekt av strømmen 2,1–2,5 t/m3).

Gjørmeflyt av stein inneholder overveiende grovt materiale sammenlignet med slamkomponenten.

Vann-snø-stein gjørmestrøm– et overgangsmateriale mellom selve gjørmestrømmen, der transportmediet er vann, og et snøskred.

Dannelsen av gjørmestrømmer er forårsaket av en kombinasjon av geologiske, klimatiske og geomorfologiske forhold: tilstedeværelsen av gjørmestrømdannende jordsmonn, kilder til intensiv vanning av disse jorda, samt geologiske former som bidrar til dannelsen av ganske bratte skråninger og kanaler.

Kilder til fast forsyning for sølevann kan være: bremorene med eller uten løs fylling; kanalblokkeringer og hindringer dannet av tidligere gjørmestrømmer; treaktig plantemateriale. Kildene til vannforsyning for gjørme er: regn og regn; isbreer og sesongmessig snødekke (i smelteperioden); vann i fjellvann.

De vanligste gjørmestrømmene er regnfôrede gjørmestrømmer. De er typiske for gjørmebassenger i midten og lavt fjell som ikke har brefôring. Hovedbetingelsen for dannelsen av slike gjørmestrømmer er mengden nedbør som kan forårsake utvasking av steinødeleggelsesprodukter og involvere dem i bevegelse.

Høyfjellsbassenger med utviklede moderne isbreer og breavsetninger (morene) er preget av isbreer. Hovedkilden til deres faste næring er morene, som er involvert i prosessen med dannelse av gjørmestrømmer under intensiv smelting av isbreer, så vel som under utbrudd av is- eller morenesjøer. Dannelsen av isbreer avhenger av omgivelsestemperaturen.

De umiddelbare årsakene til gjørmestrømmer er nedbør, intensiv smelting av snø og is, utbrudd av reservoarer og, mindre vanlig, jordskjelv og vulkanutbrudd. Til tross for en rekke årsaker, mekanismene for initiering av gjørmestrøm kan reduseres til tre hovedtyper: erosjon, gjennombrudd og skred (tabell 2.16). Under dannelsen og utviklingen av gjørmestrømmer kan tre dannelsesstadier spores:

mer eller mindre langsiktig forberedelse i bakkene og i sengene av fjellbassenger av materiale som tjener som en kilde for dannelse av gjørmestrømmer (som følge av forvitring av steiner og fjellerosjon);

rask bevegelse av steinete, ubalansert materiale fra forhøyede områder av fjellnedslagsområder til lavere områder langs fjellsenger i form av gjørme;

Antallet verktøy som passerer gjennom en tomt for samme avling bestemmer graden av forenkling av den avlingen, hvis siste fase er direkte såing, som ikke krever forjording. Mengden organisk materiale på overflaten er maksimal. Passende spinn og rotasjoner. . Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot eroderende og risikofylte områder. Slike områder bør ha mest mulig vegetasjonsdekke og avlinger som forbedrer jordstrukturen. Avlinger med risiko for erosjon eller bar jord kan brukes om hverandre med slike avlinger for å redusere skråningslengden, redusere avrenning og fremme vanninfiltrasjon.

akkumulering av slamstrømmer i lave områder av fjelldaler i form av kanalkjegler eller andre former for slamavsetninger.

Det dannes gjørme i sølestrømmer, hvor den vanligste formen i plan er pæreformet med dreneringstrakt og vifte av hul- og dalkanaler som går inn i hovedkanalen. Slamstrømningsfeltet består av tre soner der slamstrømsprosesser dannes og forekommer: gjørmestrømningssone, hvor vann og fast materiale mates; transitt sone(slamflytbevegelse); losseområde(massiv avsetning av ruskstrømmer).

Slammasser består av store masser av ødelagte bergarter i løs tilstand, som samler seg over år i bunnen av kløfter og bratte skråninger. Under intense nedbørsmengder eller under utbrudd av isbreer som ligger ovenfor, dannes gjørmesteinsslamstrømmer som renner ned, og ødelegger alt i veien.
I fjellområder forårsaker store nedbørsmengder eller rask snøsmelting dannelsen av midlertidige strømbekker. En kraftig bekk som renner ned bratte bakker har enorm kraft og bærer i likhet med fjellelver med seg små steinbiter, store blokker og steinblokker. En slik bekk fungerer som en slagram med fanget rusk, og ødelegger kantene og ujevnhetene i fjellene man møter på veien, bærer dem med seg og blir mer og mer mettet med steinmateriale.

Deretter fanger strømmen opp de øvre lagene av fin-klastisk materiale og jord og går gradvis over fra vann til gjørmestein. En slik strømning kalles mudflow eller silt. Midlertidige gjørmesteinstrømmer er utbredt i Kaukasus og Sentral Asia. Innholdet av transportert materiale i avfallsstrømmene er svært høyt og overstiger noen ganger vanninnholdet. Ved å bryte ut av en fjellkløft og ut på sletten mister gjørmestrømmen raskt fart og sprer seg over en relativt stort område i form av en kjegle. Vann fra en muddersteinstrøm filtrerer til basen, og det transporterte bergmaterialet legger seg for å danne en vifte eller tørr delta.

Slamstrømmer er en blanding av jord, stein og vann med en ganske høy tetthet på 1,2-1,9 t/m³, som renner ned i bunnene til ulike fjellelver og tørre daler etter regnbyger med en hastighet på opptil 6 m/s. Når man forlater ravinen, på steder hvor skråningen minker, avtar også slamstrømmens hastighet og det dannes en alluvial kjegle.

Detritalmassen som en slik strøm bringer med seg består av nesten uavrundede fragmenter og er fullstendig usortert: blant store blokker og steinblokker er det grus-sand-leire-partikler. Avleiringer av ruskstrømvifter kalles proluvial eller proluvium.Resterstrømmer utgjør en stor fare for bosetninger ligger innenfor deres handlingsområde. Den berømte gjørmestrømmen i 1921, som brast ut av en fjellkløft nær byen Alma-Ata, revet alle bygningene som lå ved foten av fjellet. Så brøt han inn i byen og gjorde gatene om til rasende sølesteinselver.

Hus ble revet av grunnvollen og ført bort sammen med mennesker steinmateriale ca 1,5 millioner tonn.

Bilde 1. Ødeleggelse av befolkede områder forårsaket av muddersteinstrømmer

Slamstrømmer oppstår plutselig og varer relativt kort tid, varer noen timer, men er i stand til å danne betydelige mengder slamsteinmaterialer som vaskes bort i én slamstrøm. En gjørmestrøm er i stand til å vaske vekk og frakte steiner med en diameter på opptil 1,5 m. Tatt i betraktning den høye hastigheten på gjørmestrømmen og volumet av overførte steiner, beskyttelse av byer og landsbyer, samt ulike strukturer som ligger i aksjonsområdet , er et stort problem.

For å løse slike problemer er det nødvendig å sette opp dyre og komplekse konstruksjoner som f.eks støttemurer eller demninger Avhengig av hvor mye vann slamsteinstrømmene inneholder, kan slamstrømmen bevege seg som en homogen viskøs masse eller som en turbulent strøm av vann, steiner og slam. Bekken fører med seg et stort antall steiner ulike diametre og vasker bort enorme mengder jord fra overflaten. I en gjørmestrøm beveger små steiner seg i suspensjon, mens større beveger seg ved å rulle langs bunnen av thalweg.

Metoder for å beskytte bygninger mot gjørme

Fjellelver og gjørmestrømmer er i stand til å frakte steiner av enorm størrelse og i store mengder, som kan utgjøre en trussel ikke bare for ulike strukturer og kommunikasjoner som broer, veier, men også for nærliggende byer. Dersom bygging er uunngåelig i området der det dannes mudder, iverksettes ulike tiltak for å beskytte strukturer mot mudder.

For eksempel bygges broer med spennvidder som ikke begrenser flyten av mudderstrømmer, og enkeltsøylestøtter brukes. Åpningene til broer er betydelig økt, siden det er vanskelig å forutsi volumet av mudderstrømmer, som varierer avhengig av nedbørsmengden. Åpningene til små bruer blir raskt tette av sediment og i dette tilfellet renner mudderstrømmen over brua og vollen.

For å beskytte byer og store strukturer av stor betydning er det installert sedimentretensjonsdammer på oversiden av fjellskråninger Slike demninger bremser hastigheten på mudderstrømmen og forårsaker sedimentavsetning. Det er to typer demninger: kontinuerlige og intermitterende. Det bygges sammenhengende demninger når bredden av elveleiet overstiger 100 meter.

I dette tilfellet avhenger den nødvendige lengden på demningen av bredden på kanalen og også av størrelsen på partiklene som gjørmestrømmer deponerer. Lengden på demningen i dette tilfellet bestemmes av formelen:

L=b*B, hvor b er restriksjonskoeffisienten til kanalen ved demningen, B er bredden på kanalen.

Dammer av intermitterende type bygges når bredden på kanalen er opptil hundre meter.I dette tilfellet bestemmes lengden på demningen av formelen og åpningen av demningen bestemmes avhengig av passasjen av den nødvendige mengden av gjørmestrømmer med en gitt frekvens. I tverrprofilen bygges slike demninger med trapesformet tverrsnitt. Bredden på demningen på toppen varierer fra 0,5 til 2,0 meter, avhengig av størrelsen på de overførte steinene og intensiteten av gjørmestrømmen.

Figur-2. Konstruksjon av skillevegger for å bekjempe gjørme

Et tiltak for å bekjempe gjørme er først og fremst restaurering av vegetasjonsdekke med et kraftig rotsystem, samt installasjon av skillevegger (Figur 2). Konstruksjon av terrasser kan brukes som et antislamtiltak (Figur 3).

Figur-3. Terrasseopplegg for å bekjempe gjørme

Langs den terrasserte skråningen vil gjørmestrømmen renne fra trinn til trinn, og ende opp i grøftene som er forberedt for det. Nylig har demninger konstruert ved bruk av den rettet eksplosjonsmetode blitt brukt for å bekjempe gjørmestrømmer. For eksempel ble en slik demning opprettet i 1966 i Medeo-trakten i fjellene nær Alma-Ata. Ved hjelp av en eksplosjon ble nesten 2 millioner tonn stein plassert i demningen. Sammen med gjørmestrømmer er det kanalløse strømmer fra skråninger. Et kompleks av løse formasjoner som samler seg ved foten av fjell som et resultat av midlertidige fjellstrømmer som vasker bort det klastiske materialet som oppstår under forvitringen av berggrunnen som utgjør disse fjellene, kalles proluvium.

Tabell 1. Sammenligning av egenskaper til vannkontinentale sedimenter

Proluvium er preget av dårlig sorterte og svakt avrundede fragmenter. Den danner alluviale kjegler som kan smelte sammen til en stripe som grenser til horisontens basis.Forskjellen er i kraft, handlingsvarighet og retning vann renner bestemmer forskjellen i egenskapene til bergartene de deponerer.

Denne forskjellen er tydeligst synlig fra sammenligningen vist i tabell 1. Fra tabell 1 er det klart at med en ganske nær mineralogisk og granulometrisk sammensetning Forskjellige typer forekomster av rennende overflatevann har ulike egenskaper Dette bør tas i betraktning ved prosjektering og konstruksjon av konstruksjoner.

Klassifisering av gjørmestrømmer

Studiet av dannelsen og virkningen av gjørmestrømmer gjorde det mulig å klassifisere dem i henhold til en rekke egenskaper. I følge forskningen til E.K. Rabkova er det mulig å skille mellom sammenhengende eller strukturelle slamstrømmer, turbulent-flytende vannstein og turbulent-flytende gjørmestein. Strukturelt eller sammenhengende gjørmestrømmer dannes i fjellområder. I geologisk struktur Tilstedeværelsen av leirbergarter og leire er obligatorisk i dreneringsbassenget. I tillegg er det bergarter som kan produsere raser og fragmenter som er vanskelige å knuse: kalkstein, skifer, krystallinske bergarter.

Den volumetriske massen til strømmen er meget høy og utgjør 1,9-1,6 t/m³. Leirefraksjoner utgjør ikke mer enn 25-30 % av den faste delen av strømmen Resten består av sand, pukk, grus og steinblokker Vann inngår i slammassen som en av komponentene. For å opprettholde bevegelsen av strømmen er en rett retning nødvendig, uten bøyninger. En slik strøm beveger seg som en strukturell helhet, og når den stoppes, fryser den uten å bryte opp i dens komponentdeler. Strukturelle strømninger ødelegger alle strukturer og andre hindringer langs hele bevegelsens bredde. Med skråninger på 0,05-0,06 grader på alluvialkjeglen er bunnen av kanalen dekket med et lag med frossen gjørmestrøm.

Turbulent-flytende vannstein gjørmestrømmer dannes også i fjellsoner. Dreneringsområdet for slike strømmer er sammensatt av påtrengende bergarter, samt kalksteiner, sandsteiner og godt sementerte konglomerater. Tilstedeværelsen av grovt materiale: grus, småstein, grov sand er også mulig. tilstedeværelse av leirholdige bergarter er ikke signifikant Den volumetriske massen av slamstrømmen i slike bekker er 1,6-1,3 t/m3 Bekken er lite mettet med fin jord. Individuelle steinblokker og steinblokker når 1-2 m i omkrets. Naturen til bevegelsen til individuelle strømningsbølger er pulserende og fastklemt. Tilstedeværelsen av store fragmenter og bevegelsens fastklemte natur bestemmer en stor destruktiv kraft. Noe sortering av utført materiale er mulig på alluvialkjeglen.

Turbulent-flytende gjørmestein gjørmevann dannes både i fjell- og fotsone Dreneringsområdet er preget av en overvekt av fin-klastisk og klastisk materiale, sandholdig leir og leir Det er mye pukk og småstein Den volumetriske massen til slamstrømmen er relativt sett liten og utgjør 1,4-1,05 tonn /m³ Strømmen er mettet med suspenderte fine fraksjoner og småstein trukket langs bunnen.

Avsetningen av store masser på alluvialkjeglen fører til at strømmen renner over barrierene, ledsaget av ødeleggelse av veier, broer og andre strukturer. I motsetning til strukturelle strømmer, skjer ødeleggelse ikke ved påvirkning, men ved erosjon. Strømningsbevegelsens natur er overbelastningsfri. Ved fjerningskjeglen skjer en viss sortering av det transporterte materialet etter størrelse.

Tabell 2. Hovedtyper av gjørmestrømmer og mulige årsaker fremvekst

Hovedtyper av gjørme og mulige årsaker

Klassifisering av slamstrømmer i henhold til den granulometriske sammensetningen av den faste komponenten:

1. Vannstein - er en blanding av skittent vann med store steiner (steinfragmenter, steinblokker, etc.) med en volumetrisk vekt på 1,1–1,5 t/m³. Vann-bergstrømmen dannes hovedsakelig i sonen med tette bergarter.

2. Mud - er en blanding av skittent vann med partikler av leire og siltig jord i fast fase med en liten konsentrasjon av steiner. Volumetrisk vekt varierer fra 1,5-2,0 t/m³.

3. Slamsteinstrøm er en blanding av vann med fine jordpartikler og for det meste små steiner. Den volumetriske vekten av en slik strøm er 2,1–2,5 t/m³.

4.Vann-snø-fjell består hovedsakelig av vann, snøskred og steiner i forskjellige størrelser. En slik slamstrøm er svært tung og slamstrømmen når opp til 5–12 t/m².

Klassifisering av gjørmestrømmer etter opprinnelse:

1. Alpin type - denne typen er preget av sesongmessig rask smelting av snø (Canada, USA, Andesfjellene, Himalaya, Alpene)

2. Ørkentype - finnes hovedsakelig i halvtørre eller tørre områder som opplever plutselige kraftige nedbørsmengder.Også observert i områder som Arizona, Nevada, California.

3. Lahars er gjørmestrømmer av vulkansk opprinnelse som dukker opp i skråningene til vulkaner etter kraftige styrtregn.

Følgende gjørmestrømmer skilles ut basert på deres frekvens:

a) høy aktivitet (gjentatt innen 3-5 år og kanskje oftere)

b) gjennomsnittlig aktivitet (gjentatt innen 6-15 år)

c) lav slamflytaktivitet (gjentas en gang hvert 16. år).

Ved innvirkning på strukturer:

1. Laveffekt - skap liten erosjon ved basen, tett kulverter strukturer.

2. Middels kraftig - de skaper sterk erosjon ved bunnen av broer og stikkrenner, tetter fullstendig til åpningene til kulverter. De kan også rive strukturer som ikke er fundament.

3. Kraftig og har stor ødeleggende kraft.Den kan rive ned brostoler, støtter av broer og overganger, og også ødelegge veier.

4. Katastrofal - ødelegger bygninger og deler av veier fullstendig.

Etter vannkilde:

1. Regn - slike mudderstrømmer er typiske for lavfjells- og midtfjellsslambassenger som ikke har brefôring. Betingelsene for dannelsen av disse gjørmestrømmene er kraftig nedbør som vasker bort ødelagte steiner fra bakkene.

2. Glacial - de er preget av lavfjells- og midtfjells gjørmebassenger som ikke har brefôring. De dannes på grunn av kraftig nedbør som kan vaske bort produktene av steinødeleggelse.

3. Vulkanogen - dannes hovedsakelig under jordskjelv Noen ganger i noen tilfeller dannes de under et vulkanutbrudd.

4. Tilhørende gjørmestrømmer - kan bestå av vann, sandholdige og leirholdige jordpartikler. Slamstrømmen beveger seg som en helhet og følger ikke bøyningene i elveleiet, men renner over bredden, og kan i noen tilfeller ødelegge og rette ut elveleier.

5. Ukoblede strømmer er i stand til å bevege seg med høy hastighet i dette tilfellet oppstår konstant rulling av steiner og slitasje på grunn av hyppige kollisjoner. Strømmen følger vanligvis elveleiet, ødelegger den på steder og gjentar bøyningene.

Etter volum av overført fast masse:

I henhold til de viktigste faktorene for forekomst

1. Sonal manifestasjon. De dannes på grunn av kraftig nedbør og er av sonenatur. Som regel oppstår gjørmestrømmer systematisk langs de samme banene.

2. Regional manifestasjon. De dannes på grunn av geologiske prosesser. Som regel er bevegelsesbanene til gjørmestrømmer ikke konstante, og strømmen er episodisk.

3. Antropogen. Oppstår som et resultat Økonomisk aktivitet person.