Природные и антропогенные лавинные комплексы морских берегов (на примере о. Сахалин) (стр. 2 )

2. В формировании лавин в береговых природных и антропогенных лавинных комплексах важную роль играет наличие в верхней части лавинного комплекса зоны сноса снега ветром, которая обусловливает дополнительный принос снега в лавиносбор, приводя к увеличению объемов и повторяемости лавин.

Важную роль в формировании лавин на морских берегах играет наличие зоны сноса снега ветром, представленной поверхностью морской террасы.

Эта зона обеспечивает большую площадь снегосборного бассейна, что создает благоприятные условия для приноса большого объема снега:

1) в зону зарождения лавин, что приводит к увеличению объемов и повторяемости лавин;

2) к бровке террасы, что приводит к формированию снежного карниза большого размера. Обрушение снежного карниза во многих случаях инициирует сход пластовой лавины большого объёма.

В связи с увеличением объемов и повторяемости лавин происходит усиление воздействия на геосистемы, выраженное главным образом в перераспределении снега на склонах морских террас, эрозии ложа лавиносбора и выбивании растительности в лавиносборе. Кроме того, регулярное воздействие лавин, обусловленное их высокой повторяемостью в береговых лавинных комплексах, препятствует восстановлению в лавиносборах древесной растительности, уничтоженной ранее при антропогенном воздействии.

Необходимо отметить, что при наличии зоны сноса происходит формирование лавин во время низовых метелей даже при отсутствии снегопадов.

Зона сноса входит в природный или антропогенный лавинный комплекс, однако, в настоящее время большинством исследователей не выделяется при картировании лавиносборов.

Во многих береговых лавинных комплексах зона сноса снега ветром создана при антропогенной деятельности. Например, на западном побережье Южного Сахалина на многих участках поверхности морских террас были выровнены под сельскохозяйственные нужды, и при распашке там был вырублен лес. Это привело к образованию поверхности сноса снега ветром в верхней части лавинного комплекса и обеспечило благоприятные условия для снегопереноса.

Площади зон сноса снега ветром на некоторых участках берегов о. Сахалин достигают 120 га.

При наличии зоны сноса снега ветром огромную роль в лавинообразовании играет метелевый перенос снега, объемы которого достигают на морских берегах Южного Сахалина значительных величин. Суммарный снегоперенос за зиму без учета вида метели составляет здесь от 3 652 м3/пог. м в Холмске до 518 м3/пог. м в Корсакове (Лазарева, 1975).

Благоприятные условия для снегопереноса обусловливаются метеорологическими условиями побережий Южного Сахалина. Для западного побережья Южного Сахалина характерна значительная продолжительность залегания снежного покрова (в среднем 150 дней) и большое число дней с метелью (50-70 дней за зиму), что, в сочетании с высокими скоростями ветра при метелях (более 10 м/с), обеспечивает благоприятные условия для снегопереноса.

На побережьях о. Сахалин в зимний период в большинстве районов острова преобладают ветра западных, северо-западных и северных румбов. Такие преобладающие направления ветров создают условия для приноса большого объема снега в береговые лавиносборы. Очевидно, что наибольших объемов снегопринос достигает в тех лавинных комплексах, где преобладают ветра таких румбов, угол между которыми и бровкой склона составляет около 90°.

При незначительной высоте снежного покрова на склонах в подветренных лавиносборах происходит накопление снега за счет ветрового переноса. По этой причине на морских берегах о. Сахалин возможен сход небольших лавин с боковых частей воронкообразных лавиносборов даже при отсутствии снежного покрова на большей части лавиносбора. Следовательно, такой показатель времени наступления лавинной опасности, как критическая толщина снежного покрова в лавиносборе, принимаемая обычно равной 30 см (Божинский, Лосев, 1987), не применим для береговых лавинных комплексов.

Растительность в зонах сноса снега ветром на Южном Сахалине в большинстве случаев также способствует снегопереносу. На юго-западном побережье о. Сахалин она, чаще всего, представлена травянистым разнотравьем с участками кустарничковой растительности либо высокотравьем. Значительные по площади участки покрыты курильским бамбуком. Древесная растительность в большинстве случаев отсутствует либо угнетена. На восточном побережье часть зон сноса снега ветром покрыта смешанным лесом, что препятствует снегопереносу. Однако на значительном протяжении морские террасы здесь покрыты травянистой растительностью. На южном побережье лесом покрыта большая часть поверхностей террас.

Важным следствием наличия в лавинных комплексах зоны сноса снега ветром является формирование в лавиносборе за счет снегопереноса снежного карниза гораздо большего объема, чем при отсутствии этой зоны.

Толщина карнизов составляет чаще всего 1-2 м, однако в некоторых случаях достигает 5 м.

Длина карнизов в отдельных случаях может достигать 100-150 м. Наибольших размеров снежные карнизы на берегах о. Сахалин достигают в конце февраля - марте, а сохраняться могут до апреля. Плотность снежного карниза чаще всего варьируется в пределах 0,35-0,55 г/см3.

Часто карнизы состоят из слоев разной плотности, сформированных в разное время. В результате режеляционного метаморфизма нижние слои со временем уплотняются. Например, карниз, образовавшийся к 20.02.2013 г. на северном въезде в г. Томари (западное побережье о. Сахалин), состоял из слоев плотностью 0,25 г/см3, 0,28 г/см3, 0,37 г/см3, 0,44 г/см3 и 0,57 г/см3 (табл. 3).

Обрушение снежных карнизов причиняет значительный ущерб за счет повреждения и разрушения зданий, сооружений и транспортных средств. Большие величины ударного давления обрушившихся блоков карниза обеспечены, главным образом, высокой плотностью снега (0,35-0,45 г/см3).

Таблица 3.

Характеристики снежных карнизов на морских террасах о. Сахалин в январе-феврале 2013 г.

Дата	Слой	Тип снега	Плотность, г/см³	Толщина, м	Ширина выступающей части, м	Длина, м
автодорога г. Невельск - с. Шебунино, 13 км
11.01.2013	1	свежий метелевый	0,15-0,22	1,0-1,5	1,0-1,8	50,0
2	свежий метелевый	0,15-0,22	1,2-1,8	1,5-2,0	50,0
23.01.2013	1	свежий метелевый	0,19	1,0-1,2	2,0-3,0	50,0
2	свежий метелевый	0,34	1,0-1,8
23.01.2013	1	свежий метелевый	0,19	1,0-1,2	2,0-3,0	45,0
2	свежий метелевый	0,34	1,5-2,8
01.02.2013	-	метелевый	0,17-0,19	1,0-2,5	1,5-2,0	-
06.03.2013	-	метелевый	0,44	4,0	4,0	48,0
06.03.2013	-	метелевый	0,45	3,0	3,2	45,0
06.03.2013	-	метелевый	0,44	2,5	2,5	60,0
автодорога г. Невельск - г. Томари - аэропорт Шахтерск, 143 км
20.02.2013	1	метелевый	0,37-0,41	2,5-3,5	3,0-3,5	98,0
2	режеляционный	0,57	1,0-2,0
автодорога г. Невельск - г. Томари - аэропорт Шахтерск, 153 км
22.02.2013	1	свежий метелевый	0,36	0,4	2,0-3,5	120,0
2	гранный, лед	0,44-0,46	2,6-3,1
22.02.2013	-	-	-	1,0-1,2	1,0	60,0
05.03.2013	-	метелевый	0,38	3,0	2,5	90,0
05.03.2013	-	метелевый	0,29	2,0	2,0	45,0

Нами были проведены работы по измерению скорости движения обломков снежных карнизов. Средние скорости движения обломков снежных карнизов составляли от 8,1 до 11,5 м/с (табл. 4). В четырех случаях обрушение обломка карниза вызывало сход небольших лавин объемом от 75 до 800 м3. Средние скорости лавин составляли от 8,2 до 12,5 м/с. Ударное давление, вызываемое крупными глыбами снега, рассчитанное на основе фактических данных о скорости движения обломка снежного карниза, составляет от 0,017 до 0,041 МПа. При таком ударном давлении происходит повреждение шлакоблочных сооружений, разрушение деревянных сооружений и уничтожение автотранспортных средств.

Таблица 4.

Характеристики движения обломков снежных карнизов, обрушенных в феврале 2012 г. (морская терраса, западное побережье Южного Сахалина)

Относительная высота склона, м	Время движения, с	Фактическая дальность выброса, м	Фактическая скорость, м/с	Ударное давление по Войтковскому К. Ф., МПа	Масса глыбы снега, кг	Объём глыбы, м³
80	17	150	8,1	0,017	200	1,5
80	15	150	9,2	0,022	260	1,5
80	12	150	11,5	0,035	200	1,0

Поскольку многие населенные пункты (например, г. Невельск, г. Холмск, г. Томари и др.) и практически все основные автомобильные и железные дороги побережий Южного Сахалина проложены непосредственно у подножия уступов морских террас, то обрушение снежных карнизов и сход вызванных этим лавин представляют существенную опасность для населения.