П. Пушистов - Наводнения: от защиты к управлению. Научные редакторы: член-корреспондент РАН В. Н. Лыкосов и профессор В. А. Земцов

• Название: Наводнения: от защиты к управлению. Научные редакторы: член-корреспондент РАН В. Н. Лыкосов и профессор В. А. Земцов
• Автор: П. Пушистов
• Жанр: Прочая научная литература

Книга представляет собой обзор избранных публикаций и материалов, отражающих характерный для начала 21 века переход от традиционной весьма ограниченной парадигмы простой «защиты от наводнений» к инновационному подходу – интегрированному управлению наводнениями, основной задачей которого является сведение к минимуму человеческих жертв, а также экономического и экологического ущерба, приносимого наводнениями, с одновременным максимальным повышением эффективности использования пойменных территорий.

---

Рис. 1. Схема структур двухрядных обвалований и противопаводковых бун для защиты от наводнений вдоль рек в Нидерландах.4

Нидерланды сумели достичь расцвета экономики отчасти благодаря своему расположению в дельте Рейна. Сельское хозяйство Нидерландов сумело извлечь выгоду из отложенных Рейном плодородных почв. Сильная экономическая позиция Нидерландов частично также связана с дамбами. В то же самое время дамбы стали для страны чем-то вроде «ахиллесовой пяты».

Значительная часть Нидерландов лежит ниже максимального уровня подъема воды при наводнениях на главных реках. В настоящее время уровень моря постепенно повышается в результате изменения глобального климата. Такие изменения климата совместно с изменениями в землепользовании на водосборной площади как внутри Нидерландов, так и выше по течению, могут привести к росту максимальных расходов воды Рейна и Мааса. Тем временем, земли, защищенные дамбами, опускаются вниз – главным образом, из-за оседания и окисления торфа, поскольку почва там хорошо дренируется. Это увеличивает перепад между уровнями воды на территории, защищенной дамбами, и за пределами этой территории.

Вместе с тем, существует разумный предел дальнейшему увеличению высоты дамб и их усилению. Общественность ясно высказалась против роста высоты дамб, поскольку в этой густонаселенной стране многие ощущают себя в ограниченном замкнутом пространстве. Сегодня идет поиск более естественного решения.

В подразделе 2.3 отмечается, что для сохранения нынешнего уровня защиты от наводнений необходимо возводить более высокие дамбы. Чем выше уровень воды в реке, тем тяжелее последствия в случае наступления сильного наводнения, превосходящего несущую способность дамбы. Однако в действительности более высокие противопаводковые дамбы превратятся в проблему, поскольку общественность ясно высказалась против такого решения. Возникает вопрос: «Как можно обеспечить дополнительную защиту, которая должна соответствовать расчетным или проектным критериям риска, установленным парламентом Голландии?»

Задача заключается в разработке и осуществлении мероприятий, которые, несмотря на больший расчетный расход воды, подлежащий пропуску по реке, не потребуют дополнительного увеличения высоты дамб. Этого можно добиться только путем создания большего пространства для пропуска паводковых вод при существующей высоте дамб. Это означает необходимость увеличения ширины или глубины рек или их пойм и обустройства зон перелива паводковых вод за пределы защищенной дамбами поймы, для их использования по мере того, как внутреннее пространство, защищенное дамбами, будет заполнено. К 2015 г. должны быть завершены специальные работы по планированию и проектированию поймы и другие мероприятия, с условием расчетного расхода воды, равного 16000 м3/с.

В подразделе 2.4 справедливо указано, что всегда есть вероятность того, что уровень воды вдоль по реке превысит расчетную высоту дамб. Желаемый уровень безопасности выбирает общество. Если общество желает полной и всеобщей безопасности, то единственный способ достичь этого – выехать всем за пределы поймы. Для таких природных явлений, как ветер, дождь и расход воды в реке, не существует абсолютных верхних пределов. Поэтому нет никаких гарантий абсолютной безопасности; конечный риск затопления будет существовать всегда. Однако общество может обеспечить защиту в разумных пределах, подготовившись к событиям наводнений, превышающим расчетную способность любых имеющихся защитных сооружений. Контролируемое затопление на участках чрезвычайно быстрого подъема воды является одним из способов управления событиями наводнений, превышающих расчетные уровни воды.

Понятие риска наводнения учитывает как саму возможность затопления, так и неблагоприятные последствия этого события. Сведение к минимуму возможности затопления – это не единственно возможный вариант снижения риска. Уменьшение неблагоприятных последствий события также снижает риск. Эта идея, в частности, лежит в основе проектирования или расчета специальных участков чрезвычайно быстрого подъема уровней воды: лучше иметь контролируемое затопление с небольшим ущербом, чем не контролируемое наводнение с большим ущербом.

Политика управления рисками наводнений включает в себя следующие позиции:

качественное прогнозирование наводнений, вместо того, чтобы просто реагировать на них;

увеличение живого сечения и пространства для пропуска воды, а не только упование на технические меры, например, на увеличение высоты дамб;

предотвращение распространения наводнений вниз по течению путем задержания и накопления части стока.

Есть несколько способов для сохранения расчетных уровней воды при повышении расчетных расходов воды в Рейне:

удерживать воду на водосборной площади выше по течению от Нидерландов;

аккумулировать на территории Нидерландов избытки воды в Рейнских рукавах;

пропускать избытки воды через Рейнские рукава.

Первый вариант – это попытка добиться того, чтобы осадки, выпадающие на водосборе выше по течению, не приводили позже к более высоким расходам ниже по течению. Для этого нужны мероприятия на водосборе выше по течению, а именно, в Германии, например, изменения в землепользовании или задержание воды. Аналогичные меры в Нидерландах также могут помочь в уменьшении дополнительного стока из притоков и каналов в Рейнские рукава.

В Нидерландах могут быть применены варианты с аккумулированием и пропуском паводковых вод. Меры по аккумулированию речной воды (они подробно описаны в подразделе 2.4.1) на участках задержания стока Рейнских рукавов приводят к снижению пиков расходов, понижая уровни воды ниже участков задержания. А меры по увеличению пропускной способности речного русла (они описаны в подразделе 2.4.2), наоборот приводят к понижению уровней воды выше по течению. Примеры: удаление препятствий в русле, таких, как высоко расположенные участки, пандусы паромных переправ или опоры моста, земляные работы в поймах, уменьшение высоты бун или струенаправляющих дамб, дноуглубительные работы на пониженном участке русла и перенос дамб от русла. Некоторые из этих примеров показаны на рис.2.

Рис. 2. Альтернативные варианты увеличения пропускной способности рек без увеличения высоты дамб.

Если перенос или строительство дамбы оказываются малоэффективными, то тогда (см. подраздел 2.4.3) следует обратиться к альтернативному способу снижения уровней воды при наводнениях, который иногда называют «зеленая река». «Зеленая река» это часть поймы между двумя дамбами, которая затапливается только в периоды наводнений. «Зеленые реки» можно использовать для сельскохозяйственных целей или для природных резерватов и/ или зон отдыха. Это не исключает возможности строительства канала или водоема в такой зоне, например, для рекреационных целей. Разработка проекта «зеленой реки» зависит от местонахождения участка. На рис. 3 показан участок поймы, превращенный в «зеленую реку». «Зеленые реки» могут обеспечить существенное снижение уровней воды в месте их нахождения и выше по течению. Значит, на таких речных участках отпадает необходимость применения других мер, снижающих уровни воды при наводнениях.

Рис. 3. Реальная ситуация (слева) в пойме Рейна рядом с голландским городом Хафтен (Haaften) и взгляд художника (справа) на обустройство территории от «зеленой реки» к северу от города.

Выводы, сделанные авторами в заключении раздела 2 сводятся к следующему.

1. Основным направлением в использовании Рейна в Нидерландах и выше по течению в настоящее время являются задачи смягчения наводнений и восстановления благоприятных экологических условий. Относительно небольшое внимание уделяется вопросам маловодья, которое может привести к ухудшению качества воды и условий судоходства.

2. До последнего времени стратегия предотвращения наводнений сводилась к наращиванию высоты дамб (обвалований) вдоль пойменных земель. В настоящее время эта стратегия столкнулась с социальным сопротивлением и критикой её негибкости, что недопустимо при неопределенном будущем. Альтернативные решения сосредоточены на понижении уровней воды при наводнениях путем создания вдоль Рейна в Германии аккумулирующих бассейнов (емкостей), а в Нидерландах – понижение поверхности поймы для увеличения пропускной способности живого сечения реки. В то же время, поймы, которые проектируются таким образом, больше соответствуют поймам, которые сформировались бы за счет естественных морфологических и экологических процессов.

3. В дельте Рейна, будущие адаптационные действия сосредоточены на дальнейшем расширении пойм и на планировании «зеленых рек». Эти «зеленые реки» будут затапливаться только в периоды наводнений. На участках выше по течению в Германии, внимание будет сосредоточенно на ландшафтном планировании, при котором вода будет стекать из поймы в реку, как можно более медленно.