Селевые паводки или сели наблюдаются в горных районах, где склоны
водосборных бассейнов лишены растительности и покрыты рыхлыми продуктами
разрушения горных пород. Термин сель, происходящий от арабского слова
сейл (горный поток), хотя и общепринят, но не имеет одинакового
толкования у различных исследователей (М. Ф. Срибный, Д. JI.
Соколовский, И. И. Херхеулидзе, И. С. Гогошидзе, С. М. Флейшман и др.).
Некоторые исследователи под селем 'понимают густые грязекаменные потоки,
двигающиеся сплошной массой, другие же считают селевым любой водный
поток, в котором содержание наносов превышает определенную норму.
Последнее определение селя наиболее распространено.
Определение селя, содержащее необходимые для практических целей
количественные характеристики, дал Д. JI. Соколовский:
«Сель — это паводок, насыщенный большим количеством наносов, свыше 100
кг на 1 м3 воды, и имеющий турбулентный характер движения и
пульсационный заторный режим. При содержании наносов свыше 500 кг на 1
м3 воды сели приобретают характер связных или структурных потоков,
движущихся как одно сплошное тело с ламинарным характером режима».
Селевые потоки характерны внезапностью своего возникновения,
стремительностью и прерывностью движения — паводок идет несколькими
волнами.
Так, на р. Малой Алмаатинке 8—9 июля 1921 г. прошло последовательно
около 80 валов селя. Эти валы — результат временных заторов, создаваемых
крупными -камнями на поворотах русла, и их прорывов накопившейся массой
селя.
В СССР сели распространены главным образом на Кавказе (бассейны рек
Терека, Алазани, Аракса и др.) и в Средней Азии (бассейны рек Сырдарьи,
Чирчика, Или и др.), вызываемые ливнями, а иногда и таянием ледников.
Сели ливневого происхождения встречаются также на малых речках, текущих
с хребта Хамар-Дабан в о. Байкал, и в горных районах Забайкалья.
Сели в период снеготаяния наблюдаются в районах Полярного Урала от
прорывов снежных запруд на малых реках. Это явление еще недостаточно
изучено.
Наблюдались случаи прохода катастрофических селей в результате прорыва
озер, образовавшихся в верховьях горных речек вследствие завалов их
русел после землетрясений, выноса селей из боковых притоков, оползания
ледников и по другим причинам.
Образование таких озер и их прорывы, вызывавшие мощные селевые валы, по
данным, собранным Е. В. Болдаковым, наблюдались в бассейнах р. Терек
(1910 г., 1934 г. и 1967 г.), в долинах рек Гунт и Ванч на Памире (1962
г.), на р. Иссык в Заилийском Алатау (1963 г.) и других местах. Такие
селевые потоки производят особенно большие разрушения.
Сели не могут образоваться на очень малых и очень
больших бассейнах, так как в первом случае на малом бассейне не может
образоваться достаточно больших запасов рыхлообломочного материала, а во
втором случае этот материал не может транспортироваться потоком на
значительные расстояния и откладывается в верховьях большого бассейна.
Наиболее часто селевые паводки образуются ,на горных .бассейнах с
площадями примерно от 5 до 250 км2.
Для образования селя необходимо скопление на эродированных горных
склонах бассейна достаточных запасов рыхлообломочного материала, который
может быть смыт в результате интенсивного поверхностного стока. При этом
осадки исключительной силы могут не вызвать исключительной силы селя,
если в момент их выпадения запасов рыхлообломочного материала мало.
Поэтому в зависимости от интенсивности денудационных процессов на
некоторых селеносных бассейнах наблюдается определенная периодичность
селей. Например, если на данном бассейне образование запасов
рыхлообломочного материала происходит придтерно за 10 лет, то и средняя
повторяемость селей близка к указанной цифре. Но величина каждого
данного селя зависит от сочетания обоих факторов — запасов
рыхлообломочного материала и силы стока. Такая периодичность была
установлена нами на р. Либраждит в бассейне р. Шкумбипи в Албании.
Селеносные бассейны обычно имеют три участка: селсобразующий цирк горных
склонов (рис. XV-3), транзитное русло перед выходом к базису эрозии
данного бассейна (рис. XV-4) и конус выноса селевого материала,
непосредственно сопрягающийся с базисом эрозии (рис. XV-5).
Если селеносный водоток имеет постоянный сток, то конус выноса прорезает
глубокое русло с отвесными берегами, которое образуется в межселевой
период и заваливается выносами при прохождении очередного селя. Если
водоток имеет лишь периодический сток, то поверхность конуса выноса
обычно изрезана сетью мелких сухих русел, по которым растекается водная
часть стока; при прохождении очередного селя сеть этих мелких русел
полностью меняет свою конфигурацию. Вышедший из ущелья сель может пройти
в стороне от меженного русла и расширить конус выноса.
У малых селеносных логов, впадающих в крупную горную реку,
иногда не образуется конусов выноса, так как
отложенный селем материал уносится быстрым течением реки. Установить
селепос-ность таких логов можно только, поднявшись ,по транзитному руслу
до селеобразующего цирка.
Селевые выносы поступают в русло потока с активной селенос-ной части
бассейна. Эти выносы могут достигать очень большой величины — от 50000
до 80 000 мг с 1 км2 активной площади. Однако в расчет объема селевых
выносов обычно вводят всю водосборную площадь бассейна F.
Иногда турбулентные сели называют водно-каменными
потоками в отличие от грязе-каменных связных селей, но такое название не
отражает специфики турбулентных селей, которые могут быть насыщены и
мелкоземом вместе с камнями.
Для максимального расхода селевого паводка Н. Н.
Чегодаев предложил формулу, по структуре близкую к формуле (XV-8), но
без учета заторности. Заменяя в этой формуле объемный вес наносов в
воздушно сухом состоянии и пористость наносов на объемный вес материала
наносов ун~2,65, получим
За отсутствием натурных данных сопоставить результаты и оценить точность
той или другой формулы в настоящее время нельзя. В проектных
организациях железнодорожного транспорта более распространена формула
(XV-11), а в автодорожных — формула (XV-12) и метод И. И. Херхеулидзе.
Расчет связных (структурных) селевых потоков не относится к расчетам
водного стока, так как здесь движется не вода, насыщенная наносами, а
грунт, насыщенный водой, потерявший свою устойчивость на крутых горных
склонах. Структурный сель движется как одно целое, не растекаясь,
взвешивая крупные глыбы камней, и, останавливаясь, застывает как
грязекаменная лава. Вследствие огромной разрушительной силы таких селей
стеснение их опорами мостов и тем более подходами к ним невозможно; они
должны пересекаться в наиболее узком месте и полностью перекрываться
одним пролетом моста.
Для проектирования моста на местности необходимо установить наличие
такого типа селя, -его вертикальные и горизонтальные размеры, а не объем
и расход выносов грунта. Поэтому эти вопросы здесь не рассматриваются.
Стеснение жидких турбулентных селей сооружениями мостового перехода
возможно при условии пропуска селевого потока только мостом с наименьшим
количеством массивных опор; применение свайно-эстакадных мостов не
допускается.
Как указывает Е. В. Болдаков, стеснение бытовой ширины селевого потока
допустимо не более 30% для водно-каменных селей и 20% для грязекаменных
при обязательном устройстве направляющих дамб.
При переходах «а конусе выноса отмешу низа пролетного строения моста
назначают с учетом возможного наращивания конуса по высоте 1—3 см в год.
Для задержки наносов на селевом логу выше створа дорожных сооружений
устраивают системы запруд (рис. XV-6). Эти мероприятия, несмотря на
капитальность запруд (мощные подпорные стенки высотой 10 м и более),
носят временный характер, так как создание после заноса запруд
ступенчатого профиля лога хотя и гасит силу селя, но не исключает
поступление части наносов к створу моста.