24185 (Снежные лавины – угроза устойчивому развитию горных территорий), страница 2

4.3 Категории форм рельефа

Можно выделить три наиболее характерные категории форм рельефа, на которых формируются существенно различные морфологические типы лавин.

4.3.1 Ровные склоны

На них широким фронтом происходит соскальзывание снега; границы лавины не очерчены отчетливо и могут сильно варьировать от года к году. Это осовы, напоминающие поверхностные оползни в грунтах. Объемы и дальность выноса осовов, как правило, невелики, но они опасны неупорядоченностью проявления и отсутствием хорошо опознаваемых следов схода лавин.

4.3.2 Узкие денудационно-тектонические и эрозионные врезы, развивающиеся обычно на невысоких склонах

Основная особенность этих форм — незначительная площадь лавиносбора, а значит, ограниченные объемы лавин. В узких врезах, заканчивающихся иногда мелкими водосборными воронками, формируются типичные средние по мощности лотковые лавины. Для них характерны постоянные пути схода и образование конуса выноса, который отчетливо выражен в рельефе.

4.3.3 Широкие денудационные лога

Широкие денудационные лога, заканчивающиеся в верхней зоне склона обширными водосборными воронками, полуразрушенными или действующими карами с современными ледниками. Эти формы занимают обычно весь склон — от водораздельного гребня до дна долины. Путь схода лавины и зона ее отложения из года в год меняются. Конкретные лавины меняют пути схода и участки аккумуляции в связи с тем, что место отрыва и объем захваченных по пути снежных масс варьирует от года к году. Лавины, формирующиеся в этих условиях рельефа, являются наиболее мощными и разрушительными.

Таковы основные генетические и морфологические типы лавин. Однако в природе четкое подразделение лавин по их генезису и морфологии часто оказывается затруднительным. Это объясняется непрерывностью процессов, идущих в снежной толще и в атмосфере, высотной поясностью климата и ландшафтов в горах, постепенным характером перехода одних форм рельефа в другие. Так, например, лавина, начавшаяся как сухая из плотного снега близ ледника, вовлекает в движение массы мокрого снега, лежащие в эрозионном логу в пределах альпийской зоны. Незначительная перегрузка склона во время снегопада или метелей может вызвать сход мощной лавины, если в толще снега сформировался к этому времени горизонт глубинной изморози. Ровные плоские склоны в горах встречаются редко, чаще они имеют уступы, гряды, ложбины. В таких ложбинах образуются небольшие, но опасные для зимних туристов лавины; они занимают промежуточное положение между лавинами плоских склонов (осовами) и лавинами денудационных врезов (лотковыми). Таким образом, существует много сложных по генезису или переходных по морфологии типов лавин.

4.4 Рельеф как фактор лавинообразования

Рельеф — один из основных компонентов, обусловливающих лавинную опасность. Наличие и степень лавинной опасности при достаточном количестве снега в значительной степени определяются характеристиками рельефа. Абсолютная и относительная высота, крутизна и ориентация склонов, форма поперечного профиля долин, ширина днищ и водоразделов влияют на форму, размеры и распределение в пространстве лавинных очагов, повторяемость, типы, силу удара и дальность выброса лавин, т.е. практически на все аспекты лавинной деятельности.

На лавинную деятельность влияют абсолютная высота, крутизна и ориентация склонов, глубина и густота расчленения рельефа, формы и размеры элементов рельефа, шероховатость поверхности. Параметры лавинного очага обусловливают разрушительную силу отдельных лавин. Лавинная опасность горной территории определяется морфологическими и морфометрическими спектрами лавинных очагов, характером их размещения в пространстве. При оценке лавинной опасности необходимо различать и дифференцированно анализировать лавинные очаги, лавинные бассейны и лавиноопасные территории.

4.4.1 Лавинные очаги

Лавинный очаг является самым малым структурным подразделением лавиноопасной территории, подлежащим рассмотрению как единое целое.

Лавинные очаги — это «атомы», из которых складывается все многообразие конкретных лавиноопасных ситуаций. Первое определение понятия лавинный очаг сделано С.М. Мягковым: «Лавинный очаг — участок склона и его подножия, в пределах которого лавины возникают, движутся и останавливаются». Используемой литературой предложена следующая формулировка: «Лавинный очаг — участок земной поверхности, в пределах которого происходит движение лавины» В классе очагов лотковых лавин по форме зоны зарождения выделяются желоба, воронки, долины и кары. Зоны зарождения различных типов можно аппроксимировать простейшими геометрическими фигурами: желоб можно описать как часть цилиндра, отсеченную плоскостью, параллельной его оси; воронка представляет собой часть конуса, долина — призмы, а кар — шара. Эти типы различаются по рисунку горизонталей на топографических картах (рис. 1).

Рис.1. Схемы лавинных очагов лотковых лавин разных типов: б – воронка, в – долина, г - кар

4.4.2 Лавинные бассейны

Лавинные очаги в пределах лавиноопасной территории могут располагаться разобщенно или объединяться в лавинные бассейны. Лавинным бассейном называется совокупность лавинных очагов, имеющих общую зону транзита или аккумуляции. Отличие лавинного бассейна от сложного лавинного очага заключается в том, что в нем лавины образуют не единый лавинный поток, а только единый лавинный
снежник в зоне остановки.

Лавинный бассейн состоит из лавинных очагов, связанных между собой за счет перекрытия зон транзита или остановки. В зависимости от сложности бассейна в нем встречаются участки, принадлежащие одновременно двум и более лавинным очагам.

4.4.3 Лавиноопасные территории

Территории, в пределах которых встречаются лавинные очаги, называются лавиноопасными. Территории, расположенные в одном высотном ландшафтном поясе, с однотипным распределением лавиноопасных участков и одинаковой глубиной расчленения рельефа, характеризуются устойчивыми значениями показателей лавинной опасности. По характеру распределения в пространстве лавиноопасных участков различаются следующие территории:

1. с выровненным рельефом, безопасным в лавинном отношении;

2. с преимущественным распространением выровненного рельефа и локальным распределением небольших лавинных очагов, которые не могут быть отражены в масштабе карты;

3. с преимущественным распространением крутосклонных лавиноопасных участков.

5. Лавины и снежный покров

Лавины как природное явление обусловлены соответствующей географической обстановкой. Но, существуя как феномен, они сами оказываю определенное влияние на эту обстановку, в частности, выступая как фактор развития природы гор. Остановимся на взаимосвязях между лавинами и снежным покровом, снежниками, ледниками. Лавины, так же, как снежники и ледники, одна из производных снежного покрова.

Действительно, для формирования лавины необходим, прежде всего, устойчивый снежный покров. Чем устойчивее снежный покров, тем дольше период потенциальной лавинной опасности.

Второй важный показатель снежного покрова – его высота; когда она достигает 30 см; становится возможным формирование лавины.

Чем больше высота снежного покрова и чем быстрее она меняется, тем благоприятнее условия для образования лавин. Лавины можно рассматривать как форму стока воды в твердом виде. Подобно тому, как ливни вызывают паводки на реках, обильные снегопады приводят к массовому сходу лавин на обширных территориях или к образованию лавин катастрофических размеров.

Зарождаясь в местах скопления снега в верхнем поясе гор, лавины создают аналогичные скопления в нижнем поясе у подножия склонов и на дне ущелий; такие скопления называются лавинными снежниками. Лавинные снежники, лежащие в эрозионных ложбинах, на концах выноса лавин или на дне ущелий, служат прямым признаком лавинной опасности. Структура снега лавинных снежников (брекчиевидная или конгломератовидная) позволяет определить тип снега, из которого была формирована лавина.

Лавины играют заметную роль в питании ледников. Доля лавинного питания в долинных ледниках составляет в среднем 10% (до 20%) от суммы выпадающих осадков. На малых ледниках (группы эмбриональных и каровых ледников) она возрастает до 40%, в отдельных случаях превышая сумму выпадающих осадков. Известны малые ледники, лежащие значительно ниже снеговой линии и образованные путем слияния нескольких конусов выноса лавин; существование таких ледников прямо зависит от лавинной активности. Есть и особый тип крупных долинных ледников, так называемого туркестанского типа, которые не имеют обычного для ледников фирновой области питания,— оно осуществляется главным образом за счет лавин.

6. Лавины и рельеф

Возникновение лавин возможно на коротких и не очень крутых склонах, начиная с уклона 15°, при длине склона 50— 100 м. Однако большинство лавин формируется на склонах крутизной 25—60°; на более крутых склонах снег почти не задерживается. Глубина расчленения рельефа или относительная высота гор влияет на длину пути лавины и ее мощность. В случае большой изрезанности, характерной для эрозионных гор, площадь лавиносборов, а значит, и объемы выноса лавин оказываются ограниченными. В условиях гляциального рельефа объемы лавин значительно возрастают.

6.1 Формы рельефа на склонах и дне долин

Систематически падающие лавины образуют специфические формы рельефа на склонах и дне долин.

В аллювиальных отложениях дна долины, у подножия склонов иногда образуются ямы выбивания, которые обычно заполнены водой. Захваченные лавиной горные породы откладываются на соседнем участке, образуя лавинные бугры высотой до2—3 м.

Мокрые лавины оставляют на склонах параллельные гряды обломочного материала. Наиболее характерным элементом лавинного рельефа является конус выноса, поверхность которого обычно сложена обломками горных пород с остатками древесной растительности и дернины. Обломки горных пород, как правило, некатанные, угловатые, а некоторые имеют совершенно свежие сколы. Другая особенность лавинных отложений — неустойчивое положение обломков. Оно возникает в результате их вытаивания из снежника.

Все эти особенности лавинного рельефа при оценке территории служат признаком лавинной опасности.

Лавины — один из сложных процессов разрушения гор. Они захватывают обломочный материал лавиносбора, подготовленный процессами выветривания, сдирают в каналах стока почвенно-растительный покров и обкладывают все это на дне долин.

Величина и состав сносимого материала меняются в зависимости от высотного положения лавинного аппарата. В верхнем поясе высокогорий — зоне вечных снегов и льда — лавины практически «чистые». Ниже, в при ледниковой зоне, где рельеф и покровные отложения преобразуются наиболее активно, лавины захватывают и выносят наибольшее количество обломков горных пород. В поясе альпийских лугов и лесном поясе рельеф более устойчив; лавины «обогащаются» здесь главным образом растительными остатками, кусками дернины, почвы.

Сухие и мокрые лавины существенно различаются по своим разрушительным действиям. Сухие лавины, сходящие большей частью по поверхности старого снега, значительно чище мокрых. В классе мокрых особенно обильно насыщены обломочным материалом грунтовые лавины, которые часто окрашиваются грунтом и сорванной почвой в грязно-желтый и серый цвет. Различия в степени загрязненности разных типов лавин хорошо видны из анализа проб, взятых с хребта Терскей-Алатау; вес материала в процентах от веса лавины составил для сухих лавин 0,01, для влажных—0,05 и для мокрых —0,61.

7. Лавины и растительный покров

Естественной защитой от лавин служит густой лес. Он препятствует перераспределению снега ветром, разделяет снежный покров на отдельные участки.

Хотя лес противостоит лишь местным лавинам и не может спасти от крупных транзитных лавин, зарождающихся у ледников, жители гор давно осознали его роль. В Швейцарии закон, запрещающий рубки леса на склонах гор, существует с XIV в. Уничтожение лесов на склонах гор всегда стимулирует лавинную деятельность.

Воздействие лавин на лесную растительность проявляется, прежде всего, в образовании так называемых прочесов — полос лиственного леса среди хвойного или смешанного. Хвойные породы не дают поросли после повреждения основного ствола и не способны к восстановлению на участках, систематически подверженных воздействию лавин. Эти участки зарастают обычно лиственными породами — березой, осиной, ольхой, тополем. Лавинные прочесы разрывают лесной пояс на отдельные массивы и делают линию верхней границы леса неровной.

Внешняя граница воздействия лавины или ее воздушной волны отмечена характерными формами угнетения древесной растительности: древесные стволы наклонены или имеют изгиб, крона развита преимущественно в направлении движения лавины, кора и ткань дерева со стороны движения лавины ободраны. Прочесы и конусы выноса систематически сходящих лавин зарастают разреженным молодым лиственным лесом или кустарником и пышным разнотравьем; причем стволы кустарников часто ободраны, а крона развита односторонне. Типичная форма стволов саблевидная.

Следы воздействия лавин на лесную растительность служат хорошим признаком для оконтуривания участков, подверженных действию систематически сходящих лавин (очень редкие катастрофические лавины уничтожают даже взрослые заповедные леса). Возраст недеформированной поросли лиственных пород позволяет определить годы прохождения последних крупных лавин.

8. Защита от лавин

Проблема защиты от лавин стоит особенно остро, так как они наносят огромный ущерб хозяйству районов, подверженных разрушительным действиям лавин; под ними гибнут люди. Распространены лавины чрезвычайно широко.

Лавины создают угрозу для жизни людей, уничтожают или временно выводят из строя различные сооружения, железные и шоссейные дороги, губят леса. Воздействие лавин связано с движением крупных масс снега на большой скорости. Скорость движения мокрых лавин достигает 10—20 м/с, сухих — 80—100 м/с. Помимо большой ударной силы, которой обладает низвергающаяся со склона масса снега, лавина иногда образует перед собой воздушную волну. Воздушная волна возникает перед фронтом крупных сухих (пылевых) лавин, часть пути которых проходит в свободном падении; она расширяет опасную зону на расстояние до 1 км.