Mutavirtaus ( arabiasta سيل - "pyörteinen virta" [1] [2] ) tai mutavirtaus - nopea kanavavirta, joka koostuu veden ja kallionpalasten seoksesta ja joka syntyy yhtäkkiä pienten vuoristojokien altaissa. Tällaisten virtausten pääpiirre on muovimateriaalin korkea kyllästyminen, joka vaihtelee 10-75 % liikkuvan massan tilavuudesta [3] .
Yleensä mutavirtausten esiintyminen liittyy rankkasateisiin , nopeaan lumen sulamiseen tai vuoristojärvien purkauksiin. Mutavirtaus on lyhytaikainen ilmiö (kestää yleensä useita tunteja, harvemmin päiviä), tyypillinen pienille , jopa 25–30 km pitkille puroille, joiden valuma -alue on 50–100 km².
Mutavirtausten nopeus on keskimäärin jopa 5 m/s, joissain tapauksissa se voi olla jopa 10-15 m/s, mikä aiheuttaa niiden suuren tuhoavan vaikutuksen. Matkallaan purot leikkaavat syviä kanavia, jotka ovat yleensä kuivia tai sisältävät pieniä puroja. Mutavirtausmateriaalia kerrostuu keskikertymävyöhykkeille, tulvapuhaltimille, vuortenvälisille altaille ja tasangoille.
Mutavirroille on ominaista sen etuosan eteneminen veden ja sedimentin akselin muodossa tai useammin sarjan peräkkäin vaihtuvia akseleita. Mutavirran kulkua seuraa merkittäviä kanavan uudistuksia .
Mutavirtausta esiintyy voimakkaiden ja pitkittyneiden sadekuurojen, jäätiköiden nopean sulamisen tai kausiluonteisen lumipeiteen seurauksena sekä myös suurten irtolastimateriaalien romahtamisen seurauksena kanavaan ( maaston kaltevuus vähintään 0,07-0,10). Vuoristoalueiden metsien hävittäminen voi olla ratkaiseva tekijä esiintymisessä - puiden juuret pitävät kiinni maaperän yläosasta, mikä estää mutavirtauksen esiintymisen.
Joskus mutavirtoja esiintyy pienten vuoristojokien ja kuivien rotkojen altaissa, joissa on merkittäviä (vähintään 0,10) thalweg- rinteitä , ja kun on olemassa suuria sään aiheuttamien tuotteiden kertymiä.
Alkuperämekanismin mukaan eroosio-, läpimurto- ja maanvyörymämutavirrat erotetaan toisistaan.
Potentiaalinen mutavirtauslähde on mutavirtauskanavan tai mutavirtausaltaan osa, jossa on huomattava määrä löysää kivimaata tai olosuhteet sen kerääntymiselle ja jossa mutavirtauksia syntyy tietyissä tulvaolosuhteissa. Mutavirtausten tutkimusohjeiden mukaan, jotka on laadittu käytettäväksi Neuvostoliiton hydrometeorologisen palvelun järjestelmässä , mutavirtauskeskukset on jaettu paikallisen ja hajallaan muodostuvan mutavirtauksen keskuksiin. Paikallisen mutavirtauksen keskukset jaetaan kolmeen tyyppiin: mutavirtausleikkaukset, mutavirtausurat ja kiviset keskukset [4] .
Maanjäristysten seurauksena murtuneet jäätikköpalat tai romahtaneet kivimassat voivat tukkia jokien polun muodostaen epävakaita patoja. Kun tällainen pato murtuu, vettä ei poisteta siitä vähitellen, vaan välittömästi, mikä edistää suuren kineettisen energian kertymistä virtauksen mukana.
Laharit ovat vulkaanista alkuperää olevia mutavirtoja. Laavan vuotamisen, kuuman tuhkan putoamisen tai pyroklastisten virtausten laskeutumisen seurauksena tulivuoren rinteillä oleva lumipeite ja jäätiköt sulavat nopeasti, ja tuloksena oleva vesi sekoittuu tuhkaan ja kiviin [5] . Vesuviuksen purkauksen aikana vuonna 79 , jonka tuhkan alle Pompeji haudattiin , Herculaneumin kaupunki peittyi laharin tuomalla kolmen metrin kerroksella mutakivimassaa [6] . Kaivauksissa havaittiin, että Herculaneumin mutavirtauskuori on paljon tiheämpi kuin Pompejin tuhkakerros. Suurin määrä uhreja lahareista oli vuoden 1985 Nevado del Ruizin tulivuorenpurkauksen aikana .
Yhteysvirtoja ovat muta-kivivirrat, joissa vesi ei käytännössä eroa kiinteästä osasta. Niillä on suuri tilavuuspaino (jopa 1,5–2,0 t/m³) ja suuri tuhovoima. Vesi-kivivirrat luokitellaan epäyhtenäisiksi. Vesi kuljettaa kiviainesta ja laskeutuu nopeuden pienentyessä väylään tai tulvapuhaltimen alueelle juurella.
Mutavirtausaltaassa erotetaan seuraavat vyöhykkeet:
Mutavirrat voivat aiheuttaa valtavaa tuhoa. Taistelu mutavirtoja vastaan tapahtuu korjaamalla maaperä ja kasvillisuus, rakentamalla erityisiä hydraulisia rakenteita.
Tarkoituksen mukaan erotetaan seuraavat mudan virtausta estävät suojarakenteet [7] :
A. Mutavirtauksen estäminen: betoni-, teräs-, teräsbetoni- ja kivipadot: spillway, läpi (sokea), verkon läpi; padot maamateriaalista (sokeat).
B. Mutavirtauskanavat: kanavat, mutavirrat.
B. Mutavirtausohjaimet: ohjaus- ja aitauspadot, kannukset.
G. Stabilointi: padot, maa, kivi; gabion terassit; terassit-kanavat; vuoristo- ja ylivuotokanavat; tukiseinät; viemäröintilaitteet; maatalousmetsätalous.
E. Mutavirtauksen estäjät: padot mutavirtausta muodostavien tulvien säätelemiseksi; järvien risteyksissä olevat vuodot.
Tiettyjen torjuntamenetelmien käyttö määräytyy suojattavan kohteen sijainnin mutavirtausaltaassa, mutavirtausten laajuuden ja tiheyden mukaan. Ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin ryhdytään mutavirtauksen estämiseksi tai sen vaikutuksen heikentämiseksi jo prosessin alussa. Radikaalisin keino on metsitys mutavirtauksille alttiilla vuorenrinteillä. Metsä säätelee virtausta, vähentää veden massaa, leikkaa purot erillisiksi heikennetyiksi suihkuiksi. Valuma-alueella on mahdotonta kaataa metsää ja häiritä nurmipeitettä. Täällä on suositeltavaa lisätä rinteiden vakautta pengerreillä , siepata ja ohjata vettä ylänköillä , maavalleilla.
Mutakanavissa paoilla on suurin vaikutus . Nämä kanavan poikki asennetut kivestä ja betonista tehdyt rakenteet hidastavat mudan virtausta ja ottavat pois osan kiinteästä materiaalista. Puolipadot työntävät virtausta kohti rantaa, joka on vähemmän murtumisaltis. Mutavirtausloukkuja käytetään virtausreitille asetettujen kaivojen ja altaiden muodossa; rantaa suojaavat tukiseinät on rakennettu estämään väylän rantojen eroosio ja suojaamaan rakennuksia mutavirtauksen iskuvoimalta. Ohjauspadot ja mutavirtavarastot ovat tehokkaita. Padot ohjaavat virtausta oikeaan suuntaan ja heikentävät sen vaikutusta.
Mutavirtausvyöhykkeellä sijaitseville asutusalueille ja yksittäisille rakennuksille järjestetään patoja ohjaavia kiertokanavia, joenuoma viedään korkeille kivirannoille, jotka rajoittavat mutavirran leviämistä. Tierakenteiden suojaamiseksi mutavirrat teräsbetonin ja kivialustojen muodossa ovat järkevimpiä, jolloin mutavirtaukset pääsevät kulkemaan rakenteiden ylä- tai alapuolelta.
Luonnonkatastrofit | |
---|---|
Litosfääri | |
ilmakehän | |
tulipalot | |
hydrosfäärinen | |
biosfäärinen | |
magnetosfäärinen | |
Avaruus |
Sanakirjat ja tietosanakirjat | |
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |