Разгул водной стихии на протяжении столетий доставляет человеку много хлопот. Прорывы ирригационных систем, вызванные, главным образом, наводнениями, оставляли людей без урожая, разрушали дома, хозяйственные и производственные постройки и даже целые города. Долгое время самым распространенным способом защиты от большой воды было строительство дамб. Однако в ХХ веке гидротехническая мысль разработала другие интересные проекты снижения ущерба от катастрофических половодий. Они не являются догмой, панацеей от всех бед и должны применяться, исходя из характеристик, особенностей конкретной реки и сопутствующих ей экономических и экологических условий. Эту тему очень уместно затронуть в связи с предстоящим весенним разливом на Урале и других реках региона. Пока официального прогноза половодья нет. Зато известно, что осеннее увлажнение и снегозапасы во многих частях бассейна Урала либо близки к норме, либо превышают ее.
Водохранилищем … по половодью
Специально для борьбы с наводнениями водохранилища создаются редко – это неоправданно экономически: затраты на создание водохранилищ намного превышают ущерб от затопления. Однако в ряде регионов бывшего СССР случаются исключения. Задача борьбы с наводнениями решается в комплексе с задачами гидроэнергетики, водного транспорта и других водопотребителей. Конечной цели удается достичь в том случае, если к моменту наступления максимального приточного расхода в водохранилище имеется некоторый резервный объем для зарегулирования и срезки максимума. Суть регулирования в данном случае состоит в том, что притекающая в водохранилище вода частично расходуется на сбор через напорный гидроузел в его нижний бьеф и частично на заполнение порожней емкости.
На реке с весенним половодьем перед многоводной весной производится сработка водохранилища. Сработки Ириклинского водохранилища весной 2011 года перед половодьем не было из-за низкого уровня водоема после засушливых 2009 и 2010 годов. Воду в Ирикле, напротив накапливали. Такая же ситуация была и в 2015-м. А вот в более многоводные годы в марте сбрасывается 60-200 кубометров в секунду, чтобы принять большой объем воды с верховий Урала.
Впадающая в Каспийское море бурная кавказская река Кура, вырвавшись из гор, часто разливалась по обширной Куро-Араксинской низменности. Тучи комаров висели над болотами, досаждая людям и скоту. Река подчас неожиданно меняла русло, прорывая дамбы. С постройкой в 1951 году Менгечаурского водохранилища удалось полностью ликвидировать наводнения на протяжении 390 км до места впадения в Куру реки Аракса.
Такой же эффект дало сооружение в 1975 году водохранилища на реке Зее.
Что касается влияния на водный режим Урала Ириклинского водохранилища, то споры об этом кипели, кипят и наверняка будут кипеть со страшной силой. В 1960-1970-е годы немало ответработников успокаивали общественность Приуралья: мол, Ирикла находится слишком делеко, выше Орска, объем ее небольшой, и никакого влияния на водный режим Урала водохранилище не оказывает. Но так ли это?
После наполнения в 1966 году Ириклинского водохранилища на Урале вдруг стали редкостью большие половодья. И дело здесь не только в наступлении очередного маловодного периода, а в том, что благодаря Ирикле стало возможным задерживать идущую сверху воду, сбросить ее после пика половодья на реках Орь, Сакмара, Илек, Утва, Чаган и правых притоков Урала, стекающих с возвышенности Общий Сырт – Рубежки. Быковки, Ембулатовки. Не случайно известный в прошлом специалист по наводнениям, ученый-гидролог широкого профиля Рувим Нежиховский сделал однозначный вывод:
«Благотворное влияние в смысле уменьшения опасности наводнений в городах Орск, Новотроицк и Оренбург оказало сооружение Ириклинского водохранилища. (Р. Нежиховский, «Наводнения на реках и озерах», Ленинград, «Гидрометеоиздат», 1988 г., стр. 45).
Зато в Приуралье, особенно летом и осенью, ругают Ириклу на чем свет стоит: водохранилище держит воду, Урал мелеет, деградируют его экосистема, пойменный лес, падает уровень грунтовых вод, затрудняется, а то и вовсе прекращается судоходство.
С другой стороны, переполнение Ириклинского водохранилища вынуждало производить аварийные водосбросы объемом 600-800 кубометров в секунду. Если они накладывались на пик половодья на Сакмаре, в Приуралье начинался потоп.
Мы новый вал построим!
В гидротехнике для борьбы с наводнениями часто используется постройка так называемых заградительных валов. Такой способ весьма эффективен, если, конечно, валы построены по всем правилам.
Прорывы валов происходят по следующим причинам: усиленная фильтрация воды, ее перелив, размыв берегов, создание прокопов. В свою очередь, главные причины усиленной фильтрации воды – плохая подготовка основания дамбы и наличие отверстий в ней (норы кротов и мышей, выпуски оросительных систем). Меры борьбы с фильтрацией таковы: заделка отверстий со стороны наружного откоса дамбы; устройство временного бассейна со стороны такого же откоса; устройство временного бассейна со стороны низового откоса для создания противодавления.
В случае перелива воды подсыпают и утрамбовывают грунт, а при размыве откоса укладывают хворост комлями вверх и крепят их камнями, устраивают волноломы из плавающих бревен. Любой проран сначала имеет небольшие размеры, но затем быстро увеличивается. Прежде всего надо крепить комлями конец прорана с нижней стороны, а промежутки между кольями закладывать песком, камнями, кирпичом.
Нежиховский в качестве действенной меры борьбы с наводнениями называет спрямление рек и подсыпку территории.
Суть способа спрямления рек с точки зрения гидрологии состоит в том, что падение между верхним и нижнем концами сильно извилистого участка реки сосредотачивается на меньшем , чем прежде расстоянии, то есть на прямом участке. Уклон водной поверхности при этом возрастает, увеличивается и скорость течения. Если, например, уклон возрос в 2 раза, то скорость течений увеличивается в 1,4 раза. В конечном счете, максимальный расход проходит при более низком уровне. Путем спрямления большего по длине участка реки удается понизить максимальный уровень на 0,5-1 м., а вместе с расчисткой русла — на 1-1,5 м.
Известны два приема работ по спрямлению рек. В случае плотного грунта прокладывается новое русло заданного сечения снизу вверх по течению. При слабом грунте прокапывается траншея площадью поперечного сечения, равной 10-20% будущего сечения русла. Затем водный поток сам разрабатывает себе русло. Рекомендуется, чтобы новое русло реки имело небольшую кривизну в плане, это усиливает циркуляцию воды. Верхнему отрезку спрямленного участка придается такой угол, чтобы не допустить размыв берегов.
Есть один общий для всех видов наводнений способ борьбы — подсыпка территории. Способ применим лишь для вновь застраиваемой территории при сравнительно небольшой высоте подсыпки – 2 -2,5 м.
Обычно стоимость работ по подсыпке территории в 2-3 раза больше, чем стоимость устройства оградительных дамб. Тем не менее, как подчеркивает Рувим Нежиховский, к таком у способу прибегают довольно часто, так как он предпочтительнее по градостроительным условиям: работы можно вести по частям, выравнивается рельеф, город не отгораживается от водного пространства, практически отсутствуют эксплуатационные затраты.
Опыт – дело наживное
Еще один способ борьбы с наводнениями на реках – углубление русла и расчистка его от топляков. На эту тему доводилось беседовать с академиком Виктором Киянским, который прямо заявил:
— Если бы Урал регулярно расчищался и углублялся, как прежде, это бы ускорило прохождение воды, что во время больших разливов имеет огромное значение.
Как не согласиться с Виктором Владимировичем! Ведь счет порой идет на сантиметры: затопит-не затопит.
В прежние времена Урал регулярно расчищался мощным отделом пути Уральского речного пароходства, который был укомплектован почти десятком земснарядов, двумя карчекранами и двумя землечерпалками чехословацкого производства высотой с трехэтажный дом.
За навигацию пароходство разрабатывало 70-80 перекатов, убирало из русла карчи. Сегодня масштабы дноуглубительных и дноочистительных работ не идут ни в какое сравнение с 1960-1980-ми годами. Между тем русло Урала заиливается, зарастает травой, тальником, что затрудняет прохождение половодья.
А вот другой пример. В Астане в ее окрестностях русло Ишима на протяжении 22-х километров было расчищено. Этот участок реки не только стал судоходным, быстрее стало прохождение паводковых вод, что значительно уменьшило угрозу подтопления казахстанской столицы. Поэтому предложение Киянского своей актуальности не потеряло.
Что касается строительства дамб, то в бассейне Урала это делается где попало, нередко перегораживая притоки. Уже и до Сакмары добрались, а ведь это самый многоводный приток Урала. Самовольное сооружение дамб, запруд способствует накоплению талых вод, а затем их прорыву, затоплению населенных пунктов.
В середине 1990-х годов тогдашний председатель Уральского городского общества садоводов и огородников Василий Рук много раз обращал внимание на подпор, который создавала дорога-дамба от Подстепного до нового моста через Урал. По этой причине подтапливались садово-огородные массивы Учужный затон и Козинское. Ответственные лица не верили Руку, пока он не уговорил их побывать с ним на дороге-дамбе. Они убедились в том, что подпор составил более полуметра! В дамбе сделали отверстия и вода стала проходить более свободно.
Наконец, стоит напомнить о еще одной серьезной проблеме: во время высоких разливов существует угроза прорыва вод Урала в Урало-Кушумскую оросительно-обводнительную систему, в том числе со стороны Владимировки. По оценкам некоторых специалистов, Урал даже способен проложить по Кушуму новое русло. Прорыв вешних вод по нему из Урала может буквально смыть прибрежные населенные пункты, разрушить ирригационные системы.
Сооруженные около села Владимировка три струенаправляющие дамбы отводят воду в сторону и не допускают подмыва берега. Доводилось, правда, слышать другое мнение: мол, расположены дамбы неудачно и яр толком не защищают… Так или иначе, но струенаправляющие дамбы, о которых Р. Нежиховский даже не упоминает, в условиях Урала могут всерьез рассматриваться как средство берегоукрепления и борьбы с наводнениями, конечно, при условии их грамотной постройки.
Необходимо тщательно анализировать казахстанский и мировой опыт борьбы с наводнениями на реках, использовать различные гидротехнические приемы с учетом местной специфики. Это позволит уменьшить ущерб от стихии.
Александр СУЕТИН
