Термин оползень или реже, оползень, относится к нескольким формам массового истощения, которые могут включать широкий спектр движений грунта, например, камнепады, глубоко залегающий склон отказы, сели и сели. Однако влиятельные более узкие определения ограничивают оползни оползнями и поступательными оползнями в горных породах и реголите, не включая псевдоожижение. Это исключает из определения падения, оползания, боковые сползания и массовые потоки.
Оползни происходят в различных средах, характеризующихся крутыми или пологими уклонами, от горных хребтов до прибрежные скалы или даже подводные, в этом случае они называются подводными оползнями. Гравитация является основной движущей силой возникновения оползня, но есть и другие факторы, влияющие на устойчивость склона, которые создают особые условия, которые делают склон склонным к разрушению. Во многих случаях оползень вызывается определенным событием (например, сильным дождем, землетрясением, срезанием склона для строительства дороги и многими другими), хотя это не всегда идентифицируемый.
Оползни возникают, когда склон (или его часть) подвергается некоторым процессам, которые меняют его состояние с устойчивого на неустойчивое. Это, по существу, связано с уменьшением прочности на сдвиг материала откоса, с увеличением напряжения сдвига, воспринимаемого материалом, или с их комбинацией. Изменение устойчивости склона может быть вызвано рядом факторов, действующих вместе или по отдельности. К естественным причинам оползней относятся:
Lan Оползни усугубляются деятельностью человека, например:
При традиционном использовании термин оползень в то или иное время использовался для обозначения почти всех форм массового движения горных пород и реголита на поверхности Земли. В 1978 году в очень цитируемой публикации Дэвид Варнес отметил это неточное использование и предложил новую, гораздо более жесткую схему классификации движений масс и процессов оседания. Позднее эта схема была модифицирована Круденом и Варнесом в 1996 году и существенно усовершенствована Хатчинсоном (1988) и Хунгром и др. (2001). Эта схема приводит к следующей классификации массовых движений в целом, где жирным шрифтом обозначены категории оползней:
Тип движения | Тип материала | ||||
Коренная порода | Инженерные почвы | ||||
Преимущественно мелкие | Преимущественно грубые | ||||
Падения | Камнепад | Обвал земли | Падение обломков | ||
Падения | Падение камней | Падение земли | Падение обломков | ||
Оползни | Вращение | Падение скал | Падение земли | Падение обломков | |
Трансляционное | Несколько единиц | Оползни каменных блоков | Оползни земляных блоков | Горные оползни | |
Многие единицы | Скальные оползни | Оползни земли | Оползни | ||
Боковые распространения | Скалы | Распространение земли | Распространение обломков | ||
Потоки | Скальный поток | Земной поток | Селевой поток | ||
Каменная лавина | Лавина обломков | ||||
(Глубокая ползучесть) | (Ползучесть почвы) | ||||
Сложный и составной | Сочетание во времени и / или пространстве двух или более основных типов движения |
Согласно этому определению, оползни ограничиваются «движением... деформации сдвига и смещением по одной или нескольким поверхностям, которые видимы или могут быть обоснованно предположены, или в пределах относительно узкой зоны», т. Е. Движение локализовано к плоскости единичного разрушения в геологической среде. Он отметил, что оползни могут происходить катастрофически или что движение на поверхности может быть постепенным и прогрессирующим. Падения (отдельные блоки в свободном падении), опрокидывания (материал, уходящий путем вращения с вертикальной поверхности), растекания (форма проседания), потоки (движение псевдоожиженного материала) и ползучесть (медленное распределенное движение в геологической среде) все они явно исключены из определения оползня.
Согласно схеме оползни подразделяются на подклассы по движущемуся материалу и по форме плоскости или плоскостей, на которых происходит движение. Плоскости могут быть в целом параллельны поверхности («поступательные слайды») или иметь форму ложки («поворотные слайды»). Материалом может быть горная порода или реголит (рыхлый материал на поверхности), при этом реголит подразделяется на обломки (крупные зерна) и землю (мелкие зерна).
Тем не менее, в более широком смысле, многие из категорий, исключенных Варнесом, признаются типами оползней, как показано ниже. Это приводит к двусмысленности в использовании термина.
Материал откосов, который становится насыщенным водой, может превратиться в селевой поток или селевой поток. Образовавшаяся суспензия из камня и грязи может захватывать деревья, дома и машины, блокируя мосты и притоки, вызывая затопление на своем пути.
Селевой поток часто принимают за внезапное наводнение, но это совершенно разные процессы.
Мутные потоки мусора в альпийских районах наносят серьезный ущерб строениям и инфраструктуре и часто уносят человеческие жизни. Мутно-селевые потоки могут возникать в результате факторов, связанных с уклоном, а мелкие оползни могут запрудить русла ручья, что приведет к временной блокировке воды. При выходе из строя водохранилищ может возникнуть «эффект домино » с заметным увеличением объема протекающей массы, которая захватывает мусор в канале потока. Смесь твердого вещества и жидкости может достигать плотности до 2 000 кг / м (120 фунтов / куб футов) и скорости до 14 м / с (46 футов / с). Эти процессы обычно вызывают первые серьезные остановки дороги не только из-за отложений, накопленных на дороге (от нескольких кубических метров до сотен кубометров), но в некоторых случаях из-за полного удаления мостов, автомобильных дорог или железных дорог, пересекающих русло ручья. Повреждения обычно возникают из-за общей недооценки селей: например, в альпийских долинах мосты часто разрушаются ударной силой потока, поскольку их пролет обычно рассчитывается только для сброса воды. Для небольшого бассейна в итальянских Альпах (площадь 1,76 км (0,68 кв. Миль)), пострадавшего от селей, по оценкам, максимальный расход воды составил 750 м / с (26000 куб. Футов / с) для участка, расположенного на среднем участке реки. основной канал. В том же поперечном сечении максимальный прогнозируемый расход воды (по HEC-1) составил 19 м / с (670 куб футов / с), что примерно в 40 раз ниже, чем рассчитанное для возникшего селевого потока.
земной поток - это движение вниз по склону в основном мелкозернистого материала. Земные потоки могут двигаться со скоростью в очень широком диапазоне, от 1 мм / год (0,039 дюйма / год) до 20 км / ч (12,4 миль в час). Хотя они очень похожи на сели, в целом они более медленные и покрыты твердым материалом, уносимым потоком изнутри. Они отличаются от более быстрых потоков жидкости. Глина, мелкий песок и ил, а также мелкозернистый пирокластический материал восприимчивы к земным потокам. Скорость земного потока зависит от того, сколько воды содержится в самом потоке: чем выше содержание воды в потоке, тем выше будет скорость.
Эти потоки обычно начинаются, когда поровое давление в мелкозернистой массе увеличивается до тех пор, пока поровая вода не поддерживает достаточный вес материала для значительного снижения внутренней прочности материала на сдвиг. Тем самым образуется выпуклый лепесток, который продвигается медленным перекатывающимся движением. По мере того, как эти лопасти расширяются, дренаж массы увеличивается, а края высыхают, тем самым снижая общую скорость потока. Этот процесс приводит к сгущению потока. Выпуклое разнообразие земных потоков не столь впечатляюще, но они встречаются гораздо чаще, чем их быстрые аналоги. Голова у них прогибается, и обычно это происходит из-за обвала у источника.
Земные потоки гораздо чаще происходят в периоды обильных осадков, которые насыщают землю и добавляют воду к содержимому склонов. Трещины образуются при движении глинистого материала, который создает проникновение воды в земные потоки. Затем вода увеличивает давление поровой воды и снижает сопротивление материала сдвигу.
Горка обломков - это тип горки, характеризующийся хаотическим движением камней, почвы и мусора, смешанных с вода и / или лед. Обычно они возникают из-за насыщения склонов с густой растительностью, что приводит к образованию несвязной смеси из сломанной древесины, более мелкой растительности и другого мусора. Лавины обломков отличаются от оползней обломков тем, что их движение намного быстрее. Обычно это является результатом более низкого сцепления или более высокого содержания воды и обычно более крутых склонов.
Крутые прибрежные скалы могут быть вызваны катастрофическими сходами обломков. Они были обычным явлением на затопленных склонах вулканов океанических островов, таких как Гавайские острова и острова Кабо-Верде. Другой промах этого типа был оползень Сторегга.
Оползни из обломков обычно начинаются с больших камней, которые начинаются в верхней части оползня и начинают распадаться по мере скольжения к основанию. Это намного медленнее, чем сход обломков. Лавины обломков идут очень быстро, и кажется, что вся масса разжижается, когда она скользит по склону. Это вызвано сочетанием насыщенного материала и крутых спусков. По мере того, как мусор движется вниз по склону, он обычно следует по каналам ручья, оставляя V-образный шрам при движении вниз по склону. Это отличается от более U-образного шрама на спаде . Лавины из обломков также могут проходить мимо подножия склона из-за их огромной скорости.
Гуделл-Крик Лавина обломков, Вашингтон, США
Блокада реки Хунза
Каменная лавина, иногда называемая sturzstrom, представляет собой тип крупного и быстро движущегося оползня. Он встречается реже, чем другие типы оползней, и поэтому плохо изучен. Как правило, он показывает длинное биение, очень далеко течет по пологой, плоской или даже слегка поднимающейся местности. Механизмы, способствующие длительному биению, могут быть разными, но они обычно приводят к ослаблению скользящей массы по мере увеличения скорости.
Оползень, при котором поверхность скольжения находится в пределах почвенной оболочки или выветренная коренная порода (обычно на глубину от нескольких дециметров до нескольких метров) называется неглубоким оползнем. Обычно к ним относятся оползни, оползни и обвалы дорожных вырубок. Оползни, возникающие в виде отдельных больших блоков породы, медленно движущихся вниз по склону, иногда называют блочными оползнями.
Неглубокие оползни могут часто происходить в районах, где есть склоны с высокопроницаемыми почвами поверх низкопроницаемых грунтов основания. Низкопроницаемые нижние почвы удерживают воду в более мелких, высокопроницаемых почвах, создавая высокое давление воды в верхних слоях почвы. Поскольку верхние слои почвы заполняются водой и становятся тяжелыми, склоны могут стать очень неустойчивыми и скользить по низкопроницаемым грунтам. Скажем, есть склон с илом и песком в качестве верхнего слоя почвы и коренной породы в качестве нижней почвы. Во время сильного ливня коренная порода будет удерживать дождь в верхних слоях почвы из ила и песка. Когда верхний слой почвы становится насыщенным и тяжелым, он может начать скользить по коренной породе и превратиться в неглубокий оползень. Р. Х. Кэмпбелл провел исследование неглубоких оползней на острове Санта-Круз, Калифорния. Он отмечает, что если проницаемость уменьшается с глубиной, при интенсивных осадках в почвах может образоваться водный горизонт. Когда поровое давление воды достаточно для снижения эффективного нормального напряжения до критического уровня, происходит разрушение.
Глубокие оползни - это те, в которых оползни Поверхность в основном расположена глубоко ниже максимальной глубины укоренения деревьев (обычно на глубине более десяти метров). Обычно они связаны с глубоким реголитом, выветрившимися породами и / или коренной породой и включают большие разрушения склона, связанные с поступательным, вращательным или сложным движением. Этот тип оползней потенциально возникает в тектонически активном регионе, таком как гора Загрос в Иране. Обычно они движутся медленно, всего несколько метров в год, но иногда перемещаются быстрее. Они имеют тенденцию быть больше, чем мелкие оползни, и образуются вдоль слабой плоскости, такой как разлом или плоскость напластования. Их можно визуально идентифицировать по вогнутым уступам наверху и крутым участкам у носка.
оползни, которые происходят под водой или оказываются в воде, например значительный камнепад или обрушение вулкана в море может вызвать цунами. Массивные оползни также могут вызывать мегацунами, которые обычно достигают сотни метров в высоту. В 1958 году одно такое цунами произошло в заливе Литуйя на Аляске.
Анализ и картографирование опасностей оползней могут предоставить полезную информацию для сокращения катастрофических потерь и помочь в разработке руководящих принципов устойчивого развития землеустройство. Анализ используется для определения факторов, связанных с оползнями, оценки относительного вклада факторов, вызывающих обрушение откосов, установления связи между факторами и оползнями, а также для прогнозирования опасности оползней в будущем на основе такой зависимости. Факторы, которые использовались для анализа опасности оползней, обычно можно сгруппировать в геоморфологию, геологию, землепользование / растительный покров и гидрогеологию. Поскольку при картировании опасностей оползней учитываются многие факторы, ГИС является подходящим инструментом, потому что он имеет функции сбора, хранения, обработки, отображения и анализа больших объемов пространственно привязанных данных, которые можно обрабатывать быстро и эффективно.. Карденас сообщил о доказательствах исчерпывающего использования ГИС в сочетании с инструментами моделирования неопределенности для картирования оползней. Методы дистанционного зондирования также широко используются для оценки и анализа опасности оползней. Аэрофотоснимки и спутниковые снимки до и после используются для сбора характеристик оползней, таких как распределение и классификация, а также таких факторов, как уклон, литология и землепользование / растительный покров, которые используются для предсказания будущих событий. Снимки до и после события также помогают выявить, как ландшафт изменился после события, что могло спровоцировать оползень, и показывает процесс восстановления и восстановления.
Использование спутниковых снимков в сочетании с ГИС и на- наземные исследования, можно составить карты вероятного возникновения будущих оползней. Такие карты должны показывать места предыдущих событий, а также четко указывать вероятные места будущих событий. В целом, чтобы прогнозировать оползни, необходимо предположить, что их возникновение определяется определенными геологическими факторами и что будущие оползни будут происходить в тех же условиях, что и прошлые события. Следовательно, необходимо установить взаимосвязь между геоморфологическими условиями, в которых происходили прошлые события, и ожидаемыми условиями в будущем.
Стихийные бедствия являются ярким примером людей, живущих в конфликте с окружающей средой. Ранние прогнозы и предупреждения важны для уменьшения материального ущерба и человеческих жертв. Поскольку оползни случаются часто и могут представлять собой одни из самых разрушительных сил на Земле, крайне важно хорошо понимать, что их вызывает и как люди могут помочь предотвратить их возникновение или просто избежать их, когда они действительно происходят. Устойчивое управление земельными ресурсами и развитие также являются важным ключом к снижению негативного воздействия оползней.
Проводной экстензометр, контролирующий смещение откосов и передающий данные удаленно по радио или Wi-Fi. Экстензометры на месте или стратегически развернутые могут использоваться для раннего предупреждения о потенциальном оползне.ГИС предлагает превосходный метод анализа оползней, поскольку он позволяет быстро собирать, хранить, обрабатывать, анализировать и отображать большие объемы данных и эффективно. Поскольку задействовано так много переменных, важно иметь возможность наложить множество слоев данных, чтобы получить полное и точное изображение того, что происходит на поверхности Земли. Исследователям необходимо знать, какие переменные являются наиболее важными факторами, вызывающими оползни в любом конкретном месте. Используя ГИС, можно создавать чрезвычайно подробные карты, чтобы показать прошлые события и вероятные будущие события, которые могут спасти жизни, имущество и деньги.
Глобальные риски оползней
Оползень Фергюсона на Маршруте штата Калифорния 140 в июне 2006 г.
Детектор горных оползней на трассе UPRR Сьерра рядом с отметкой Колфакс, Калифорния
Свидетельства прошлые оползни были обнаружены на многих телах в Солнечной системе, но поскольку большинство наблюдений производится зондами, которые наблюдают только в течение ограниченного времени, и большинство тел в Солнечной системе, по-видимому, геологически неактивны, известно не так много оползней, произошедших в последнее время. раз. И Венера, и Марс подвергались долгосрочному картированию с помощью орбитальных спутников, и на обеих планетах наблюдались примеры оползней.
До и после радиолокационных снимков оползня на Венере. В центре изображения справа можно увидеть новый оползень, яркую, похожую на поток область, простирающуюся слева от яркой трещины. Изображение 1990 года.
Оползень на Марсе, 19.02.2008
На Wikimedia Commons есть материалы по теме Оползни. |