Puin- en modderstromen

Karakteristieken

Puin- en modderstromen zijn een combinatie van snelstromend water en een grote hoeveelheid sediment en puin dat met een enorme kracht van een helling naar beneden stroomt. De consistentie is vergelijkbaar met die van pannenkoekenbeslag. Ze zijn vergelijkbaar met plotselinge overstromingen en kunnen plotseling optreden zonder tijd voor een adequate waarschuwing. Waar het afwateringskanaal minder steil verloopt, verspreidt de vloeibare massa zich en vertraagt ze om een deel van een puinwaaier of een modderstroomafzetting te vormen. In de steile geul zelf is erosie het overheersende proces, aangezien de stroom extra vast materiaal oppikt. Een afwatering kan meerdere modderstromen per jaar hebben, of geen enkele gedurende meerdere jaren of decennia. Ze komen vaak voor in het steile terrein van Colorado en variëren sterk in omvang en vernietigingskracht. Wolkbreuken vormen de gebruikelijke bron van water voor een modderstroom in Colorado.

verzwarende omstandigheden

De kans op modderstromen en modderstroomschade wordt vergroot door handelingen die de hoeveelheid water of grond in het gebied vergroten. Het verwijderen van vegetatie op steile hellingen, het dumpen van puin en vulmateriaal in een modderstroomtraject en onjuiste wegenbouw of grondverzet kunnen bijdragen aan een modderstroom. Het falen van een dam, irrigatiesloot of andere waterbeheersingsstructuur kan modder-/puinstromen op gang brengen als het ontsnappende water snel een grote hoeveelheid bodemmateriaal kan ophopen. Evenzo kan een aardverschuiving die een stroom tijdelijk blokkeert een puinstroom veroorzaken of daartoe bijdragen.

Wettelijke definitie

H.B. 1041, Deel 1, 106-7-103 (12) definieert een modderstroom als volgt:

Modderstroom betekent de neerwaartse beweging van modder in een bergstroomgebied als gevolg van de eigenaardige kenmerken van extreem hoge sedimentopbrengst en incidentele hoge afvloeiing.

H.B. 1041, Deel 1, 106-7-103 (4) definieert een puin-fan overstromingsvlakte als volgt:

Puin-fan overstromingsvlakte betekent een overstromingsvlakte die zich bevindt bij de monding van een zijrivier van een bergvallei op het moment dat een dergelijke stroom de valleibodem binnenstroomt.

Beschrijvende definitie

Een modderstroom is een geologisch verschijnsel waarbij een natte, stroperige vloeistofmassa van fijn tot grofkorrelig materiaal snel en turbulent naar beneden stroomt, meestal in een afwateringskanaal. Gewoonlijk is een stortbui of een zeer snelle afvloeiing door sneeuwsmeltwater de initiërende factor. Het resultaat is snelle erosie en transport van slecht geconsolideerd oppervlaktemateriaal dat zich in de bovenloop van het afwateringsgebied heeft opgehoopt. Onder dit complexe proces vallen strikte termen als grondstroming, modderstroming en puinstroming. Zeer hoge materiaalviscositeiten resulteren gewoonlijk in langzame grondstroombeweging of een combinatie van langzame beweging en interne breuk van aardverschuivingen.

Fluviaal (water) transport van materialen wordt gekenmerkt door stroming van water met zeer lage viscositeit en fijnkorrelige sedimenten in suspensie.

Modder bestaat voornamelijk uit slib en klei, terwijl de term puin gewoonlijk wordt toegepast op materiaal dat voornamelijk bestaat uit keien en keien vermengd met verplaatste grond en vegetatie.

Modderstromen zijn typisch terugkerende gebeurtenissen in bepaalde afwateringsbekkens. De combinatie van klimatologische en geologische omstandigheden die modderstromen veroorzaken is een kenmerk van modderstroom-gevoelige afwateringsgebieden. Het bewegende mengsel van water, grond, gesteente en vegetatie heeft meestal de consistentie van vers gemengd beton. Tijdens de afwatering kan een modderstroom bijna alles op zijn weg opnemen – bomen, rotsen en puin dat door eerdere stromingen is achtergelaten – die op hun beurt de eroderende kracht en de vernietigingsenergie van de bewegende massa verhogen. In de benedenloop van het afwateringskanaal kan het stroomkanaal diep worden geërodeerd, door de stroom worden overspoeld en onder water komen te staan, of worden opgevuld, en de ligging en configuratie worden veranderd.

Een puinwaaier is een driehoekige landvorm die ontstaat door afzetting van materiaal op de kruising van een zijdal met een groter dal. Het materiaal bestaat uit sedimenten van overstromingen en/of modderstromen en wordt afgezet waar de stroom van helling verandert bij het binnenkomen van de grotere vallei.

Net als de modderstromen waarmee ze verwant zijn en soms geassocieerd worden, zijn overstromingen en de afzetting van materiaal op puinwaaiers terugkerende gebeurtenissen. De oorzaak van de overstroming is een wolkbreuk, langdurige regenval of snel smelten van de sneeuw, gevolgd door een snelle afvloeiing naar de afwateringsroute. Terwijl het water en het bijbehorende puin zich stroomafwaarts bewegen, nemen ze grote hoeveelheden materiaal mee – stenen, vegetatie, grond en soms kunstwerken. Verder stroomafwaarts, waar de afwatering minder begrensd is door dalwanden en waar de stroomhelling lager is, verspreidt het water zich in meerdere kanalen. Dit gebied, meestal dichtbij of aan de voet van de bergen, wordt een uiterwaard van puin genoemd. Op dit punt zijn de stroomsnelheden en de snelheid van het puin lager, en is er onvoldoende energie om het puin te verplaatsen. Het puin wordt afgezet als een gemengde massa die de puinwaai vormt, en het water verandert geleidelijk van een meerkanaalsstroom in een plaatstroom.

De meeste modderstromen in Colorado ontstaan in afwateringsbekkens die uitmonden in hoge kale bergachtige gebieden. Dergelijke gebieden zijn gevoeliger voor erosie door snelle afvloeiing dan zachtere, begroeide hellingen. Bijbehorende puinwaaiers en hun overstromingsgebieden komen meestal voor langs bergfronten en steile valleikanten.

Schaarste van het probleem

Modderstromen worden een ernstige bedreiging voor menselijke werken en mensenlevens wanneer mensen er onbedoeld voor kiezen om in actieve modderstroomgebieden te gaan wonen. Modderstromen kunnen optreden zonder meer waarschuwing vooraf dan een opkomende stormwolk of een snelle stijging van de lentetemperatuur. De meeste modderstromen in Colorado doen zich voor in het voorjaar en de zomer, de maanden met de grootste sneeuw- en neerslaghoeveelheden.

Vele schilderachtige bergvalleigebieden in Colorado staan onder intense ontwikkelingsdruk. De onzekere periodiciteit van modder- en puinstromen en overstromingen, in combinatie met het korte geheugen van mensen, kan leiden tot zeer gevaarlijke omstandigheden als deze modderstroomgevoelige gebieden worden ontwikkeld.

Omdat puinwaaiers en modderstromen genetisch verwant zijn, zijn de problemen die ermee samenhangen vergelijkbaar. De locatie van puinwaaiers aan bergfronten maakt ze toegankelijker voor mensen en ontwikkelingsdruk.

Criteria voor herkenning

Bijna alle modderstroomgebieden in Colorado bevinden zich in de lagere delen van zijrivieren van grote stromen als ze de grote vallei binnenkomen. Zij zijn het gemakkelijkst te herkennen aan de aanwezigheid van recente modderstroomafzettingen en aan de kenmerkende golvende topografie van de waaiergebieden. De maximale omvang van deze afzettingen en de bijbehorende waaier vertegenwoordigt de waarschijnlijke maximale omvang van modderstromen en gevaar. Dit geldt zelfs wanneer sommige delen van de waaier bedekt zijn met vegetatie, hetgeen wijst op tijdelijke inactiviteit. Modderstroom materiaal is een heterogeen mengsel van modder, hoekige kiezel- tot kei-grootte of grotere rotsen, grond, vegetatie, en grove brokstukken van bomen. De top van een modderstroom of puinwaaier is meestal ruw tot golvend wanneer materiaal met grotere afmetingen overheerst en relatief glad wanneer het meeste materiaal in de stroom fijnkorrelig is. De kleur en samenstelling van het stromingsmateriaal is gewoonlijk vergelijkbaar met het overheersende gesteente in de buurt van de bovenloop van het afwateringsgebied waaruit het is ontstaan. Aan de rand van het stroomgebied is er een duidelijke overgang van verstoorde vegetatie en golvend grondoppervlak naar normale vegetatie en hellingomstandigheden. De meest recente modderstromen zijn bijna verstoken van vegetatie. De modderstroom is meestal te zien als een met modder en puin bedekte bedding die in het dal eindigt als een waaier in het afzettingsgebied. In het geval van bepaalde afwateringskanalen die een grote hoeveelheid water en incidentele modderstromen vervoeren, kan de stroom zijn kanaal diep in de waaier insnijden in plaats van voortdurend van kanaal te veranderen. In dergelijke gevallen is de typische topografie van de puinwaaiers afwezig of niet gemakkelijk te herkennen en kunnen de modder en het puin worden afgezet in of nabij de beek die de grote vallei inneemt.

De voorlopige herkenning van puinwaaiers wordt geholpen door hun ligging nabij bergfronten, hun onregelmatige oppervlak, de veelheid van kleine stroomgeulen op hun oppervlak, hun driehoekige (waaier)vorm, slecht gesorteerde afzettingen die typerend zijn voor puinstromen. Andere criteria voor herkenning zijn gekneusde en/of gedeeltelijk begraven staande bomen. Zorgvuldig onderzoek kan documentatie opleveren van historische voorvallen.

Gevolgen van oneigenlijk landgebruik

De gevolgen van oneigenlijk gebruik van modderstroom- en puinwaaigebieden variëren van incidenteel ongemak voor menselijke bewoners tot verlies van mensenlevens en totale vernietiging van alle werken van de mens in het getroffen gebied. Weinig door modderstromen bedreigde gebieden zijn geschikt voor de bouw van permanente constructies. Het onvoorspelbare karakter en de vaak snelle verplaatsing van modderstromen maken zelfs de plaatsing van semi-permanente constructies, zoals mobilhomes, uiterst gevaarlijk. Zelfs in gevallen waar de frequentie of de omvang van modder- of puinstromen zodanig is dat enige bebouwing aanvaardbaar is, is de aard van oude modderstroomafzettingen onzeker, en normale menselijke activiteiten zoals graafwerkzaamheden en irrigatie van gazons kunnen de beweging van de afzettingen verstoren en mogelijk weer op gang brengen. Bovendien hebben veel waaiergebieden zeer hoge seizoensgebonden grondwaterstanden die een nadelige invloed kunnen hebben op de afvoer van afvalwater ter plaatse en andere planningsoverwegingen.

In het algemeen moeten de gevaarlijkere modderstroom- en puinstroomgebieden worden vermeden. In minder ernstige gevallen worden zorgvuldige mitigerende maatregelen en compatibele ontwikkelingsvormen aanbevolen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.