Глава 2. СНЕЖНЫЕ ЛАВИНЫ

Снег может прийти в движение не только под действием ветра. Падающий под действием силы тяжести снег бывает еще более грозным, чем переносимый ветром. Сход лавин в горах порой имеет такие катастрофические последствия, с которыми не могут сравниться бедствия, вызываемые метелями.

По своим страшным последствиям выделяется, например, Уаскаранская катастрофа. 10 января 1962 г. в 6 ч вечера гигантская лавина сошла с горы Невадо-Уаскаран в северных Андах (Южная Америка). Объем ее составлял около 3 млн. м³ плотного снега и льда. Лавина устремилась вниз, спускаясь с гор к океанскому побережью. На пути ее лежали населенные пункты, где жители в этот вечерний час, закончив работу, отдыхали и развлекались, совершенно не догадываясь о стремительно надвигающейся беде. Лавина захватила на пути песок, гальку, валуны, талую воду и объем ее возрос до 10 млн. м³. Развив огромную скорость, она спустилась на 4 тыс. м, прошла путь в 16 км и запрудила р. Сайту, которая затем прорвалась через запруду. Хлынувшие массы воды снесли все мосты вниз по течению. На своем пути лавина полностью уничтожила г. Ранаирку и шесть селений, а четыре селения разрушила частично. Погибло около 4 тыс. чел. и 10 тыс. домашних животных.

Что же представляют собой лавины?

Лавина - это снежная масса, соскользнувшая с горного склона и движущаяся вниз под действием силы тяжести (рис. 18). Она увлекает на своем пути все новые количества снега. Даже сравнительно небольшие лавины имеют объем 10 - 20 тыс. м³, лавины средних размеров - 100 - 200 тыс, м³, а объемы больших, как это видно на примере Уаскар-анской лавины, составляют миллионы кубометров.

Рис. 18

Лавины нередко движутся со скоростью 90 - 100 км/ч, т. е. близкой к скорости курьерского поезда. Однако имеются сведения и о гораздо больших скоростях. Так, скорость одной лавины, сошедшей в Альпах, составляла 194 км/ч, а другой - 350 км/ч.

Благодаря большой скорости и значительной массе лавины обладают огромной кинетической энергией, Если подсчитать кинетическую энергию лавины объемом в 1 млн. м³, спускающейся с высоты 1000 м при крутизне горного склона 30°, то окажется, что в конце пути эта энергия равна 1 190000000 кгс м, Удар такой лавины обладает чудовищной силой.

Лавины ломают дома, вырывают с корнем столетние деревья, сносят мосты, обрывают линии телеграфа и электропередач. Разрушительное деист-вне лавин усиливается воздушной волной, которая движется впереди снежной массы. Воздушная волна сама по себе, даже без удара лавины о препятствие, вызывает значительные разрушения. Известен случай уничтожения воздушной волной горного отеля в Гоппенштейне (Швейцария) в феврале 1908 г. Лавина остановилась в 4 - 5 м от отеля, но он был полностью разрушен воздушной волной, причем крыша была переброшена на противоположный склон горы. Постояльцы отеля, сидевшие лицом к горе, с которой сошла лавина, были задушены сильным давлением воздуха. В Глетше (Швейцария) воздушная волна от лавины сорвала и отбросила на 40 м большой пролет металлического железнодорожного моста массой в несколько тонн.

Большая серия катастроф, вызванных лавинами, разразилась в Альпах зимой 1950/51 г. Они следовали одна за другой во всех районах, где проходит Альпийская горная цепь - в центральной, восточной и южной Швейцарии, в альпийских районах Австрии, в Южном Тироле, Итальянских и Восточных Альпах. Катастрофы охватили зону длиной около 700 км и шириной до 150 км. Лавины разрушали дома и целые селения, прокладывали широкие просеки в лесах и на склонах гор, заваливали дороги, убивали и калечили людей и животных. Количество лавин, причинивших ущерб в эту зиму только в Швейцарских Альпах, превысило 1300; погибло 233 чел., было ранено 250 чел., погибло 1304 домашних животных, разрушено 308 домов и 730 прочих построек, уничтожено 170295 м³ древесины (леса и дров). Помимо этого, было повреждено много мостов и зданий промышленных предприятий, линий высокого напряжения, телеграфных линий. Жители ряда уцелевших населенных пунктов были лишены электроосвещения и воды, а связь с ними поддерживалась только с помощью самолетов.

Крупная лавинная катастрофа произошла в феврале 1965 г. в горном поселке Ледюк-Кемп (Британская Колумбия, Канада). Катастрофе предшествовали несколько дней с сильными метелями, сопровождавшимися интенсивным выпадением снега. На горных склонах накопился обильный снежный покров. В 10 ч утра 18 февраля сошла лавина, уничтожившая значительную часть поселка, где проживало 154 чел. Здания были повалены или разломаны на куски. Лавина подняла и далеко отбросила рельсы, вентиляционные трубы, тяжелые деревянные балки. Семьдесят человек были погребены под образовавшимся огромным завалом. Некоторые из них погибли сразу от нанесенных им ударов, а часть - постепенно под снегом, ввиду запоздания со спасательными работами. Лишь несколько человек сумели откопаться и спаслись.

Лавины всегда составляют большую угрозу движению по дорогам. После схода лавины на дороге остается снежный завал, нередко занимающий несколько сот метров по протяжению дороги. В 1956г. на автомобильной дороге Ош - Хорог после схода лавины образовался завал протяжением около 600 м, высотой в отдельных местах до 24-26 м (рис. 19), объемом около 100 тыс. м³. Проф. Г. К. Тушинский упоминает случаи, когда высота завалов превышала 50 м.

Рис. 19

Снег завалов отличается большой плотностью; 1 м³ его имеет массу 600 - 700 кг, а прочность быстро растет после образования завала. В таком снегу нередко встречаются камни, ветки и стволы деревьев, захваченные лавиной при падении по склону.

Лавины могут быть: сухими, состоящими из сухого порошкообразного снега; влажными - из сыроватого снега, легко скатывающегося в комки; мокрыми.

Сухие лавины сильно пылят при падении и обычно имеют большую скорость. Влажные и мокрые лавины движутся с меньшей скоростью, сползая вниз кашеобразной массой. Если же мокрая лавина имеет избыток воды, скорость ее очень сильно повышается, она напоминает жидкий грязевый поток.

По характеру падения лавины делятся на: ОСОБЫ (так называют снежные массы, соскальзывающие более или менее равномерным слоем со склонов); лотковые лавины, движущиеся по горным логам наподобие снежных рек; прыгающие лавины, которые, встретив на своем пути уступ, взлетают в воздух и как бы с трамплина обрушиваются в долину.

Как образуются лавины?

Снегопады в горах бывают весьма обильными. Иногда за ночь образуется слой снега толщиной 1 м и более. Если же поднимается метель, то ветер начинает в большом количестве переносить и откладывать снег. Особенно много снега собирается на подветренных склонах и в углублениях рельефа, например в водосборных воронках, откуда начинаются русла горных ручьев. Такой свежевыпавший рыхлый снег держится очень неустойчиво на поверхности уже имеющегося на горном склоне снежного покрова; силы сцепления между ними ничтожны. Порой незначительная причина (например, крик человека) может нарушить это неустойчивое равновесие. Снег приходит в движение и начинает скользить вниз по склону. Образуется лавина.

Своеобразно накапливается снег у отвесных гребней гор. Перевалив через гребень, воздушный поток завихряется, скорость его уменьшается, и снежинки откладываются у гребня. Постепенно над откосом растет снежный козырек подобно тому, как это происходит в метель на крышах домов. Снежные козырьки у гребней гор, или, как их называют, "снежные карнизы", порой достигают очень большой величины (рис. 20). Такой карниз нависает над горным склоном и может обрушиться многотонной массой, если под влиянием какой-либо причины нарушается его равновесие.

Рис. 20

Сам снег также непрерывно изменяется. Ветер при метелях бомбардирует снежинками поверхность снежного покрова и уплотняет ее, образуя наст - твердую корку (снежную доску). Такая "доска" предохраняет лежащий под ней снег от выдувания и одновременно преграждает доступ новому снегу, приносимому ветром. Слеживаясь, снег под коркой постепенно оседает. "Снежная доска" перестает опираться на снег, образуется все увеличивающаяся щель. В результате в "снежной доске" возникают сильные напряжения. Она может осесть под давлением ветра или собственной тяжести. Нередко "снежные доски" проседают и разламываются при проходе лыжников. Оседание и разлом сопровождается гулом, вызываемым воздухом, который выжимается из толщи снега, лежащего на склоне. Обломки "доски" устремляются вниз, образуя лавину (рис. 21).

Рис. 21

Известный специалист по лавинам В. Фляйг так описывает образование лавины из "снежной доски": "Не прошел я и одного метра, как случилась катастрофа. Я поскользнулся на крутом месте, ударил, ища опоры, краями лыж в снег и вдруг - громкий треск! Я бросил быстрый взгляд вверх и увидел, как слева от меня с быстротой молнии пересекла склон горы трещина. Весь склон с оглушительным грохотом внезапно ринулся вниз, во всю ширину своих двухсот метров". По счастливой случайности В. Фляйгу удалось спастись.

Изменения в снежном покрове происходят и под влиянием температуры. При оттепелях снег тает и покров, лежащий на склоне, пропитывается водой. Если оттепель сопровождается дождем, таяние идет особенно быстро. Образующаяся в верхних слоях вода просачивается через всю толщу снега, насыщая ее. Она может встретить на своем пути погребенную в снеге корку наста или дойти до поверхности склона. Когда наст пли склон смочены водой, создаются скользкие поверхности, по которым легко сдвигается весь лежащий на них слой снега. Если равновесие снежного пласта нарушится и он придет в движение, образуются влажные или мокрые лавины.

Влияние температуры выражается не только в таянии снега. Если температура воздуха ниже 0°С, то температура снежного покрова обычно неодинакова.

Наиболее теплые слои расположены внизу, а наиболее холодные - у поверхности покрова. От теплых слоев к холодным передвигается водяной пар.

Почему это происходит? Вспомним, например, как запотевают холодные металлические предметы, если их вносят в теплую комнату. Водяной пар, содержащийся в комнатном воздухе, движется к холодному предмету и превращается в мельчайшие капельки воды, конденсируется. Упругость водяного пара в холодных слоях воздуха меньше, чем в теплых. Поэтому частицы водяного пара и передвигаются к слоям с меньшей упругостью.

Такое передвижение происходит и в снеге. Водяной пар, двигающийся к холодным слоям снега, сгущается, оседает на кристаллах снега и вызывает их рост и изменение - перекристаллизацию. В результате перекристаллизации нарушаются силы сцепления между снежными частицами. Они превращаются в крупные льдистые зерна рассыпчатого снега, называемого фирновым. Такое сыпучее скопление снега легко приходит в движение, образуя сухую лавину.

Конечно, для образования лавины прежде всего необходим и соответствующий рельеф. Уже при наклоне более 14° (когда на каждые 4 м по протяжению происходит понижение местности на 1 м) горный склон бывает лавиноопасным.

Чем круче склон, тем больше возможность падения лавин. Но на очень крутых склонах (круче 60°) лавинная опасность уменьшается. Это объясняется тем, что снег не удерживается на таких склонах и по мере накопления осыпается мелкими порциями, не представляющими существенной опасности.

Длительное изучение лавин и условий их образования позволило разработать меры защиты. Прежде всего можно не дать снегу накопиться в тех местах, откуда он мог бы упасть в виде лавины. Такие места называются лавиносборами. Чтобы не допустить накопления снега в лавиносборе, перед ним на достаточном расстоянии ставят щиты и заборы, которые задерживают переносимый метелями снег так же, как и при защите дорог от заносов. Снег накапливается в безопасном месте (на горном плато на ровной площадке, откуда он не может упасть), а лавиносбор остается свободным.

Предотвратить накопление снега в лавиносборе можно и с помощью заборов передувающего действия. Иx ставят непосредственно у лавиносбора и образующаяся зона выдувания способствует выносу снега из него. Лавиносбор и в этом случае остается свободным.

Можно также удержать снег на склоне. Для этого, например, сажают лес на лавиноопасных горных склонах и запрещают его вырубать, ставят шиты, пирамиды из бревен, плетневые изгороди, проволочные сетки, подпорные стены. Эти устройства создают упор для лежащего на склоне снежного пласта и противодействуют его соскальзыванию.

Наибольший эффект дает комплексная защита лавиноопасных склонов (рис. 22). Наверху, на плато, с которого сдувается снег к лавиносбору, ставят щиты или заборы, задерживающие переносимый ветром снег. Их задача перехватить и не допустить к лавиносбору наибольшую часть снега. Непосредственно у лавиносбора ставят передувающий забор. Он должен предотвратить отложение и накопление в лавиносборе той части снега, которая прорвалась через заборы задерживающего действия, установленные на плато. Особенно важно предотвратить образование снежных козырьков или карнизов. Выдутый с лавиносбора снег ложится более или менее равномерным слоем на склоне, обращенном к дороге. Такой слой нужно закрепить, чтобы предотвратить его соскальзывание. С этой целью ставят несколько рядов удерживающих щитов, которые являются заключительным звеном комплексной застройки.

Рис. 22

Для защиты от лотковых лавин, которые движутся по логам, пересекающимся с дорогой на участке короткого протяжения, нередко строят отбойные дамбы и лавинорезы, если это позволяют условия местности.

Отбойная дамба - это толстая стена, из камня, сложенная на пути лавины для того, чтобы остановить или хотя бы погасить ее энергию. Лавина после удара перекатывается через дамбу и распластывается позади нее широким снежным шлейфом.

Лавинорез - треугольная дамба (рис. 23), обращенная острым углом навстречу лавине. Это сооружение не рассчитано на остановку лавины, а предназначено отвести ее в сторону. При ударе о лавинорез лавина делится на два снежных потока, которые отводятся в овраг или в любое другое место, где их падение не может принести вреда.

Рис. 23

Наиболее надежно защищают дорогу навесы и галереи (рис. 24). Галерею располагают так, чтобы избежать прямого удара лавины. Скатываясь с горного склона, лавина скользит по кровле галереи и пролетает над дорогой.

Рис. 24

Сооружения, защищающие дорогу от лавин, имеют высокую стоимость. Поэтому их строят постепенно. На тех участках, где еще нет сооружений, лавины обрушивают искусственно, когда в ла-виносборах еще не накопилось много снега. Чтобы искусственно вызвать сход лавины, те места на склонах, где накапливается снег, обстреливают из пушек или минометов. В последнее время с этой же целью стали применять небольшие ракеты. Сотрясение, вызванное взрывом, стряхивает снег со склона, и он сходит в виде лавины. Успех обстрела зависит от состояния снега и от того, насколько удачно выбраны места, в которые стреляют. Лучше всего производить обстрел во время оттепели или после метели, когда образовались "снежные доски". Стрелять следует в места перегибов поверхности склона и по снежным карнизам. Если снежный покров на склоне лежит устойчиво, обстрел может и не привести к обрушению. Зато он покажет, что можно не опасаться падения лавины.

После искусственного обрушения лавины на дороге обычно остается снежный завал. Такие завалы сразу же расчищают бульдозерами и роторными снегоочистителями.

В районах, где лавины составляют большую угрозу для дорог и предприятий, организованы лавинные станции. Они ведут непрерывное наблюдение за состоянием снежного покрова в горах, определяют места, где могут сходить лавины, предупреждают об опасности проезжающих по дорогам. При лавинных станциях организуется и спасательная служба.

Спасательная служба нередко даже в тяжелых условиях помогает сохранить жизнь людей, засыпанных лавиной. Снег порист, и благодаря этому в кем содержится достаточно воздуха, чтобы пострадавший мог дышать. Однако выдыхаемый воздух содержит водяной пар, и постепенно вокруг лица человека, засыпанного лавиной, образуется плотная ледяная маска. Эта маска препятствует нормальному дыханию. Поэтому спасательные работы нужно вести быстро (желательно не более 2ч).

Группы спасателей формируют из физически сильных людей, хорошо знающих район. Порой приходится работать в самых трудных условиях - в темноте, при сильном ветре и метели. Спасателей снабжают зондами для протыкания снега (лучше всего из толстостенных алюминиевых трубок), совковыми лавинными лопатами, лавинными пилами, электрическими налобными лампами с запасом батарей, тросами, аптечками первой помощи, санями, шерстяными одеялами и т. д. Каждая группа должна иметь с собой портативный радиопередатчик. При спасательных работах используют также специально обученных собак.

При поисках необходимо по возможности точно определить место, где может находиться засыпанный. Для этого опрашивают очевидцев (если они были), а также стараются обнаружить предметы, которые мог потерять пострадавший. Кроме того, руководствуются следующими правилами: человека, на которого лавина упала сверху, следует искать ближе к краям лавинного конуса; если лавина сорвалась из-под ног пострадавшего, то нужно искать его у верхнего края завала; если же пострадавшего сначала видели на поверхности лавины, а потом он исчез, то надо искать его в глубине завала ниже того места, где он был замечен. Поиски следует вести также во всех местах, где скольжение снега затруднено препятствиями.

Места, где ожидают найти пострадавшего, тщательно зондируют, действуя осторожно. Пострадавшему оказывают на месте первую медицинскую помощь. Прежде всего очищают от снега нос и рот и согревают пострадавшего. После восстановления дыхания и деятельности сердца спасенного доставляют в ближайшую больницу или в любой пункт, где находится врач.

История лавинных катастроф показывает, что многие случаи схода лавин, сопровождавшиеся гибелью людей, были вызваны самими жертвами. Поэтому все работники лавинных станций и дорожники, работающие на горных дорогах, изучают правила поведения на лавиноопасных участках, предусмотренные техникой безопасности. Широкая пропаганда этих знаний должна проводиться и среди местного населения.

Чтобы уменьшить создаваемую лавинами угрозу, нужно также правильно выбрать направление дороги еще до ее постройки. По ряду признаков изыскатель дороги может определить лавинную опасность. Характер склонов и логов, углубления рельефа, которые могут служить лавиносборами, обломочный материал, вынесенный лавинами и оставшийся после таяния снега, растительность на склонах - все это позволяет опытному изыскателю опознать опасные места. Такие места лучше обходить, если есть возможность. От тщательности изысканий в значительной степени зависит успех борьбы с лавинами на горных дорогах.