В статье рассматривается режим опасных явлений Большого Норильска, проблематика их учета и каталогизации, их качественные и количественные характеристики

Введение.

В процессе исследований возникла необходимость изучения всего спектра экзогенных стихийно-разрушительных природных явлений. В тех случаях, когда речь идет о собственно снежных лавинах, в настоящей работе применяются термины, принятые в лавиноведении и означенные в Гляциологическом словаре. Тогда же, когда описываются все стихийно-разрушительные явления в целом (снежные лавины, водоснежные и селевые потоки, паводки, оползни, обвалы и т.д., а также их промежуточные формы), используются собирательные термины типа «опасные явления», «стихийно-разрушительные природные явления», «экзогенные стихийные явления» и др.

Режим опасных явлений.

Рассмотрим основные особенности образования опасных явлений разных генетических типов, взяв за основу классификацию снежных лавин В.Н.Аккуратова. Значительный прирост высоты снежного покрова в первые декады снегонакопления при снижении ветровой активности создает предпосылки для схода лавин свежевыпавшего и метелевого снега. Общее усиление ветрового режима последующих месяцев на фоне температурных колебаний больших амплитуд приводит к стабилизации снежного покрова вследствие ветрового уплотнения и смерзания. При этом на протяжение практически всего холодного периода существует возможность схода небольших осовов свежевыпавшего и метелевого снега по гладким, плотным и прочным ветровым коркам, которая возрастает во второй половине сезона (примерно с начала марта) в связи с увеличением количества твердых осадков.

Реже, особенно в начале холодного периода, наблюдаются лавины чисто метелевого генезиса. Во время снегопада лавинопроявлений не наблюдается, а после его окончания ветры средней силы посредством низовой метели или поземка перераспределяют снежный покров, вызывая лавинообразование на подветренных склонах.

В большинстве же случаев разделение рассмотренных процессов на лавины свежевыпавшего и лавины метелевого снега производить не представляется возможным. Выпадение твердых осадков в НПР чаще происходит при общих метелях различной интенсивности, что в условиях сложной орографии гарантирует значительное разнообразие характеристик снежного покрова, участвующего в лавинообразовании.

Сухие лавины свежевыпавшего и метелевого снега на территории НПР чаще всего представляют собой осовы, ширина которых достигает 50-100 метров, а длина пробега — 200-300. Их объем зависит от мощности снежного покрова, вовлеченного в движение. Чаще во время снегопадов на крутых склонах лавины переносят снег порциями, по мере его накопления.

Условия для схода больших лавин возникают нечасто. При этом, имеется ряд геоботанических признаков, подтверждающих возможность схода сухих лавин значительных объемов (более 100-150 тыс.куб.м) вблизи внешних, обращенных к долине р.Норилки, склонов Хараелахских гор. Собранный материал позволяет утверждать, что условия для схода крупных лавин сухого свежевыпавшего и метелевого снега создаются не чаще, чем раз в 30-40 лет.

Сухие лавины, выделенные В.Н.Аккуратовым как лавины сублимационного диафтореза и температурного сокращения снега, захватывающие старый снег и отрывающиеся по образовавшемся в процессе перекристаллизации снежного покрова лавиноопасным слоям, крайне нетипичны. Во-первых, весьма затруднен конструктивный метаморфизм. Во-вторых, снежный покров чрезвычайно устойчив, прочен и плотен вследствие значительных ветровых нагрузок.

Наиболее мощным по количеству лавинопроявлений и их суммарному объему бывает, как правило, период весенне-летнего снеготаяния, охватывающий, как правило, промежуток времени с конца мая до середины июня (см.рис.). Продолжительность опасного периода обычно составляет от 5 до 20 дней.

В мае-июне преобладают мокрые лавины и водоснежные потоки. Сухие лавины редки и могут сходить только при похолоданиях, сопровождающихся выпадением твердых осадков, что само по себе нетипично для конца весны — начала лета.

Опасность схода небольших мокрых лавин возникает на склонах сразу после начала прогревания снежного покрова при переходе температуры воздуха через 0 град.С в сторону положительных значений, реже - при выпадении дождей или значительной инсоляции. Из мокрых преобладают адвекционные лавины, реже промежуточные, еще реже инсоляционные. Из адвекционных примерно половина сходит при отсутствии жидких осадков, а половина — при дожде.

В рассматриваемый период в верхнем слое снега появляется нулевая изотерма, обуславливая начало таяния и появление первой свободной воды. Вначале вся влага с поверхности снега, фильтруясь в нижележащие слои с отрицательной температурой, замерзает.

Вероятность схода небольших мокрых лавин поверхностного слоя в этот период возрастает, если внутри снежного покрова имеется большое количество ледяных корок, осложняющих миграцию жидкой фазы в нижележащие горизонты. При этом появляется избыток влаги, уменьшающий устойчивость снежной толщи на склоне, при лавинообразовании действуя подобно смазке.

Чаще всего местом отрыва небольших мокрых лавин являются выступающие из снега скалы, большие камни, вблизи которых прогревание снежного покрова происходит быстрее и образование избытка влаги наиболее вероятно. Кроме этого, их отрыв может происходить от карнизов, где снежный покров наименее устойчив. Количество лавин данного типа велико, их объемы не превышают 1000 куб.м при среднем — около 50-100 куб.м.

Когда весь снежный покров прогревается до нуля, возникает опасность схода мокрых лавин полной глубины развития и ВСП. Прогрев происходит далеко неодновременно на разных участках, обусловленный различиями в толщине и стратиграфии снежного покрова, крутизне и экспозиции склонов по отношению к солнцу и ветру, открытости горизонта, абсолютной высоте, характере подстилающей поверхности и другими факторами.

Общей закономерностью, определяющей образование опасных явлений в период весенне-летнего снеготаяния, является потеря устойчивости снежной толщи вследствие ее избыточного переувлажнения или подмыва. Когда отвод жидкой фазы происходит более-менее беспрепятственно (налажена свободная миграция влаги внутри снежного покрова), условия для схода лавин и ВСП не возникают. Показателем, характеризующим стабильность снежной толщи, в данном случае является ход миграции талых вод внутри нее.

Избыточное переувлажнение наиболее часто происходит в пределах отрицательных форм рельефа. Чем глубже понижение, больше крутизна его днища, больше его водосборный бассейн, тем вероятнее образование явления. Снегозапасы, количество жидкой фазы, морфология участка определяет его объем, скорость и разрушительную силу. Подмыв, потеря устойчивости и соскальзывание снежного пласта наиболее вероятно в отрицательных формах рельефа, где имеются выходы скальных пород. На данных участках талые воды в грунт не фильтруются, нарушая сцепление снежного покрова с подстилающей поверхностью. К тому же, ступенчатость русел способствует образованию под снегом локальных скоплений жидкой фазы. В том случае, когда в русле с осени сохраняется лед, имеются наледи и ледопады в местах выхода грунтовых вод, подстилающая поверхность создает дополнительные предпосылки к образованию опасных явлений.

Наиболее часто наблюдается образование ВСП в руслах водотоков и в понижениях на склонах, которые наиболее подходят под определение эрозионных врезов и денудационных воронок. В пологих чашеобразных котловинах такие потоки возникают достаточно редко, при особо интенсивных потеплениях или дождях в период весенне-летнего снеготаяния. Никогда не образуются крупные мокрые лавины и водоснежные потоки на положительных формах рельефа и выпуклых склонах. В целом, зона действия опасных явлений весенне-летнего периода шире зоны действия явлений холодного. Это связано с возможностью образования мокрых лавин и ВСП на гораздо более пологих участках (до 6 градусов), нежели сухих лавин.

Объемы ВСП обычно превосходят объемы лавин всех генетических типов. Так, их средний объем составляет 20-30 тыс.куб.м, тогда как объем максимальной из зафиксированных за весь период наблюдений мокрой лавины — 20 тыс.куб.м. Часто суммарный объем всех лавин сезона (и мокрых и сухих) сопоставим с объемом одного-двух ВСП.

Количество ВСП невелико. Практически все они оставляют после себя выработанные до грунта зоны транзита и заметные на протяжение долгого времени характерные конуса выноса, поэтому их регистрация не вызывает проблем. Собственно лавины регистрировать гораздо сложнее, но даже в этих условиях сухих и мокрых лавин фиксируется на порядок больше, чем ВСП.

При размыве ВСП или паводковыми водами рыхлых отложений различного генезиса возможно образование типичных селей. Их повторяемость и объемы малы вследствие широко распространенного промерзания грунтов. За пятилетний период исследований селей в НПР не наблюдалось, хотя местами отмечено наличие типичных аккумулятивных селевых форм рельефа прошлых лет.

В целом же, межгодовая изменчивость режима опасных явлений периода весенне-летнего снеготаяния определяется главным образом характером текущей метеообстановки.

Приведем суммарный объем явлений различных сезонов:

1989/90 гг. — 86530 куб.м (19 явлений),
1990/91 гг. — 70300 куб.м (10 явлений),
1991/92 гг. — 33924 куб.м (11 явлений),
1992/93 гг. — 25971 куб.м (33 явления),
1993/94 гг. — 78204 куб.м (84 явления).

Необходимо отметить, что главным фактором, определяющим как количество регистрируемых явлений, так и их объемы, является орография района. Львиная доля опасных процессов возникает на юго-западном склоне хр.Хараелах, характеризующимся наибольшей средней крутизной и расчлененностью. Очаги зарождения явлений имеют на этом склоне экспозицию от западной до юго-восточной, с преобладанием юго-западной. Кроме этого, повышенная опасность склонов южных румбов, по сравнению с северными, объясняется, по видимому, более резкой стратификацией снежной толщи, большей мощностью и количеством ЛОС, а также корок радиационного происхождения.

Каталог опасных явлений.

Для изучения режима опасных явлений проводится их постоянная регистрация путем занесения в Каталог опасных явлений НПР. Наиболее ранние сведения относятся к сезону 1945/46 гг., но до сезона 1989/90 гг. планомерная каталогизация не велась. С сезона 1992/93 гг. по настоящий момент регистрация ведется в полном объеме, согласно методике, предложенной Красноярским УГМС.

Каталог содержит около 176 подробно описанных явлений, 110 из которых относятся к классу мокрых лавин, водоснежных потоков и 66, относящихся к классу лавин сухого или влажного снега. Ниже приведен краткий анализ информации раздельно для каждой из трех групп явлений:

• все явления в целом,

• только мокрые лавины и ВСП,

• только сухие и влажные лавины.

Качественные характеристики опасных явлений.

Большая часть опасных явлений возникает при оттепелях и выпадении жидких осадков (73% от общего количества). Лишь 7% зарегистрированных явлений относятся к холодному периоду года и связаны с выпадением свежего снега в безветренную погоду или при метелях. Половина мокрых лавин и ВСП сходит при дожде, а более четверти при оттепелях в ясную погоду. В пасмурную погоду без дождя образуется около 13% этих явлений. Сухие и влажные лавины возни кают чаще всего при выпадении дождя со снегом или мокрого снега (38% случаев). 14% подобных явлений сходит при общих метелях.

Подавляющее большинство процессов возникает самопроизвольно, поскольку предупредительные спуски в НПР не проводятся. Лишь 5% сухих лавин сошли при случайном воздействии людей на снежный покров.

Характер отрыва при зарождении всех явлений примерно поровну поделен между признаками «отрыв от точки», «отрыв от линии», «отрыв от точки, переходящей в линию».

В 70% случаев происходит скольжение потока опасного явления по старому снегу. По почве и свежему снегу сходит по 6% явлений, по смешанной поверхности — около 13%. Также 70% мокрых лавин и ВСП скользят по старому снегу, 20% из них имеет смешанную поверхность скольжения, 10% сходит по почве. Из сухих и влажных лавин 74% — по старому снегу, 15% — по свежему и 2% — по смешанной подстилающей поверхности.

Около половины явлений образуются на практически ровных склонах. Канализированную зону транзита (лоток) имеют 29%. Около 9% (за счет участия 15-процентной доли мокрых лавин и ВСП) сходят по склонам сложной конфигурации и имеют «смешанный» признак пути.

Признак вида оторвавшегося снега прекрасно разделяет рассматриваемые классы явлений. При этом 100% мокрых лавин и ВСП состоят из старого снега, а 91% сухих и влажных лавин — из свежего.

Классы разделяются и признаком по степени насыщения снега водой. 100% мокрых лавин и ВСП образуются из мокрого снега. Во втором классе 59% явлений состоят из сухого и 41% — из влажного снега.

Подавляющее большинство явлений в зоне зарождения имеет подстилающую поверхность в виде осыпей или скал.

Около 90% явлений имеют достаточно гладкий и прямой путь схода. Лишь 4% мокрых лавин и ВСП — делают резкие повороты, обусловленные изгибами зоны транзита.

74% опасных явлений останавливаются на выположенных участках склонов, 7% достигают дна долины, 6% — русла рек, 1% — противолавинных сооружений и 3% поражали народнохозяйственные объекты. Большая доля мокрых лавин и ВСП (66%) останавливается на склонах, меньшая — на дне долины (11%) или в русле реки (10%). Более 90% опасных участков при сходах сухих и влажных лавин не выходит за пределы склонов. 6% зарегистрированных явлений этой группы достигали народнохозяйственных объектов.

Наиболее типичная форма конуса выноса мокрых лавин и ВСП — грушевидная (39%), затем — язык (17%) и лента (12%). Среди форм конусов выноса сухих и влажных лавин преобладает трапеция (37%), а также — язык (15%).

Отложения мокрых лавин и ВСП чаще всего концентрируются по всей площади (39%) или по пути движения (28%). У сухих и влажных лавин отложения располагаются в 34% случаев по всей площади и в 25% — в выраженном конусе выноса.

Отложения сухих и влажных лавин, как правило, чистые (68%), а мокрых лавин и ВСП — в половине случаев загрязнены мелкими комками, каменными обломками или частями растений.

Количественные характеристики опасных явлений.

Высота отрыва явлений находится в пределах от 570 до 140 м, причем наибольшую частоту имеет градация 300-400 м.

Средняя высота ступени отрыва опасных явлений чаще всего составляет 10-25 см (45% случаев), реже (36%) — 25-50 см или 50-75 (20%). За счет того, что мокрые лавины и ВСП имеют большие

высоты ступеней отрыва, нежели сухие, до 11% всех явлений имеет ступень более 150 см, из которых 1% — более 500 см.

Максимальная крутизна зоны отрыва чаще всего находится в пределах от 25 до 40 градусов, причем большая асимметрия распределения данного показателя по градациям наблюдается у мокрых лавин и ВСП, за счет того, что 11% последних может образовываться на склонах крутизной менее 15 градусов, из которых 8% — крутизной менее 10, а 2% — менее 5 градусов.

Чаще всего (в 61% случаев) горизонтальное проложение регистрируемых явлений не превышает 100 м, причем под эту градацию попадают до 86% сухих лавин. Мокрые лавины и ВСП в среднем имеют в несколько раз большие горизонтальные проложения.

Общая площадь захваченного снега — как правило, находится в пределах от 100 до 10000 кв.м и поровну (примерно по 40%) распределена между градациями 100-1000 и 1000-10000 м.

Абсолютная высота остановки явлений с наибольшей вероятностью попадает в интервал 300-400 м (38%). При этом зона действия мокрых лавин и ВСП в среднем смещена на 100 м ниже, чем сухих.

Средняя высота отложений в более чем половине случаев находится в пределах 25-50 см. Несколько менее вероятны значения от 50-75 до 75-100 см. Доля других градаций — лишь 13%.

Длина отложений, как правило (74% случаев), не превышает 30 м.

Ширина отложений чаще находится в пределах 5-10 м.

Наиболее вероятны значения объемов регистрируемых явлений двух градаций — 10-50 куб.м (20%) и 100-500 куб.м (33%). Еще 17% имеют объемы от 500 до 1000 куб.м. Объемы 82% явлений не превышают 1000 куб.м, 92% всех явлений и 100% сухих лавин — 5000 куб.м. При этом, 13% мокрых лавин и ВСП имеют объемы более 5000 куб.м, 9% — более 10000 куб.м. Один зарегистрированный ВСП вынес 120000 куб.м.