Как учёные могут защитить от наводнения

Газета Тихоокеанская звезда №16 31.01.2013
Поводом для проведения очередного круглого стола, посвященного последствиям наводнения в Хабаровском крае и мерам предотвращения подобных явлений, стало письмо П. Лыхина, доктора технических наук из Перми, который предложил паводковую воду сливать в большие подземные тоннели. («Тихоокеанская звезда» от 11 декабря 2013 года - «Спустим всю лишнюю воду в тоннель»).

К тому же, сейчас обсуждается вопрос о возведении дамбы вдоль Амура в Хабаровске. Насколько эта мера поможет городу? 

Ученые Дальневосточного государственного университета путей сообщения обратились в редакцию с просьбой прокомментировать идею автора и высказать свои предложения по поводу острой проблемы для региона. Сотрудники университета участвовали в ликвидации последствий паводка осенью прошлого года. 

Участники круглого стола: Андрей Федорович Серенко, проректор по науке, доктор технических наук; Борис Николаевич Смышляев, кандидат технических наук, заведующий кафедрой «Мосты и тоннели»; Лев Дмитриевич Терехов, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Гидравлика и водоснабжение»; Константин Александрович Чехонин, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой «Информационные технологии и системы». 

А. Серенко: - Довольно интересная, и я бы сказал, даже необычная мысль, которую высказал Лыхин: отводить от города воду с помощью тоннелей, но вот насколько это реально? 

Б. Смышялев: - Ориентировочно - расход воды в р. Амур при уровне 2-3 метра составляет 18000-22000 кубических метра в секунду. При уровне воды в 8,0м (нынешнее наводнение) расход воды в Амуре можно как минимум удвоить. Давайте хотя бы предположим, что скорость Амура 2 - 2,5 метра в секунду - это, конечно, много. Но при наводнении, даже при средних уровнях, она может быть и больше. Возьмем тоннель шириной метров 500-600, высотой примерно 12-15 метров, через него 8-10 тысяч кубометров воды в секунду еще можно пропустить. А предложенный тоннель диаметром 5-8 метров не справится с наводнением! Тем более нужен тоннель 300 км длинной! Конечно, для строителей возводить такой тоннель было бы счастьем - получается, работой они были бы обеспечены на всю жизнь! 

А если серьезно, то я даже не могу представить, какие нужны для этого средства. Потому что, для примера, один из вариантов (я рассматривал в 90-х годах возможности перехода на Сахалин через пролив Невельского, а там возможно построить мост или тоннель) - тоннель длиной 12-12,5 км, и по расчетам он стоил около 6 млрд. долларов. Вот теперь давайте прикинем, во сколько обойдутся 300 км. Я думаю, что 2-3 бюджетов нашей страны не хватит. И по срокам это будет лет 30,если не больше.

А. Серенко: Борис Николаевич, а давайте вспомним Кузнецовский тоннель, какая у него была длина? 980 метров. И стоимость была порядка 15 млрд.рублей. И диаметр у него был 9 метров. А предлагаемый тоннель в 100 раз длиннее. К тому же, все рассматриваемые тоннели были авто- или железнодорожными. Здесь же потребуется использовать другие технологии. 

Б. Смышляев: - Но построили Кузнецовский тоннель по строительными меркам довольно быстро - за три года. К тому же, сейчас мы рассматриваем уже сам факт строительства. А ведь строительству предшествуют изыскания, проектирование... А что такое сделать их даже на предполагаемое расстояние в 300-350 км? Это очень долго и не менее дорого. Андрей Федорович уже назвал определенную сумму, но к ней нужно прибавить еще 10-15 процентов - вот как раз на указанные расходы. И к тому же неизвестно, какие «сюрпризы» может приготовить нам природа во время этих изысканий. Проектная и исполнительная геология даже во время прохождения Кузнецовского тоннеля не совпадали на 60 процентов. То есть приходилось по мере проходки корректировать проектные решения. Кроме того, не надо забывать, что после строительства тоннель необходимо поддерживать в работоспособном состоянии в течение многих лет, а это значительные затраты на эксплуатационные расходы. 

А. Сееренко: - Лев Дмитриевич, вы работали в комиссии, которая занималась оценкой и ликвидацией последствий наводнения в Хабаровске. И не понаслышке знаете о сложившейся ситуации. Какими путями нужно защищать город? 

Л. Терехов: - Наводнение, которое произошло, по прогнозам, бывает раз в 150 лет...

Б. Смышляев: - Извините, я вас перебью, но специалисты в Дальводгипротрансе подсчитали, что это «пришло» наводнение, которое бывает раз в 300 лет - это по нашим, «мостовым» нормам проектирования. Но это, как говорят специалисты, «вероятность» свершения события. Однако, паводок 2013 года может повториться и через 120 лет, и через 250, а может быть и завтра. 

Л. Терехов: - Интересное наблюдение! Но так или иначе, каков бы ни был прогноз, мы должны быть готовыми ко всему и уже сейчас принять решения, которые бы позволили избежать последствий. Администрация города Хабаровска приняла определенные меры, они заключались в том, что появилось предписание, что вести строительство на пониженных по уровню участках нельзя. Остро встали вопросы, которые касаются водоотведения ливневых вод. Проблема в том, что этим долго не занимались, а нужно было правильно вести всю документацию и эксплуатацию еще начиная с советских времен, чего не было сделано. Сейчас эти меры принимаются, решаются вопросы по паспортизации ливневых стоков, канализации, и в этой связи будут приняты мероприятия, которые позволят предотвратить затопление. Ведь подтопление производилось через ливневую канализацию, через дамбы. 

А. Серенко: - Я добавлю: Лев Дмитриевич ежедневно выезжал на места подтопления, участвовал в принятии оперативных решений по поводу ливневой канализации. Рассчитывал, где столкнется вода стока с поступающей водой из Амура. 

Л. Терехов: - Причем решения приходилось принимать экстренно. Дамбы стоят, казалось бы, место защищено, но в какой-то момент вода начала идти просто из-под земли, через колодцы. Вода часто возникала неожиданно. Вот вам и принцип сообщающихся сосудов...

А. Серенко: - Константин Александрович, я знаю, что у вас на кафедре разработана программа, математическая модель, которая как раз позволяет в динамическом режиме учитывать поведение русла Амура. Можно ли эту программу использовать для прогнозирования паводков и точного расчета? Мы ведь сталкивались с тем, что объявленные прогнозы просто не сбывались. 

К. Чехонин: - Работами, связанными с математическим моделированием реки Амур, особенно в окрестностях Хабаровска, мы занимаемся с 1992 года. Они начинались по гранту президента РФ, тогда еще Бориса Ельцина и краевого правительства. И, надо сказать, что тема «подогрели» еще вопросы, связанные с проблемами демаркации государственной территории. Надо сказать, что в этот период китайская сторона изменяла конфигурацию берега. И одна из проблем, которая возникла из-за этого, - протока Бешеная начала становиться фарватером. И глубина уже в настоящее время составляет порядка 30- 40 метров. В то же время, глубина по основному руслу (поворот на стадион) составляла 3 - 4метра, что лишает русло судоходности. Выросли острова! И никаких углубительных работ за последние 15 лет в районе города Хабаровска не производилось. Хорошо, построим мы дамбу. А какую? Регулируемую или нерегулируемую? Конечно, регулируемая бы решила больше проблем, чем то, что построили у нас. У нас неукрепленные берега, они размыты. И проблему Бешеной протоки так и не решили. 

И прежде, чем приступать к каким-либо работам, нужно провести серьезный анализ. В том числе и после того, как прошел паводок. И сейчас пошли основательные русло-изменения, которые еще не исследованы. У нас нет цифровой карты поймы, русла, все прежние данные уже устарели, их нужно корректировать. Сейчас у нас в университете создан научный коллектив, который в динамическом режиме моделирует русловые гидродинамические и экологические проблемы реки Амур. Мы на компьютере моделируем различные ситуации. Но пока у нас нет пойменных данных - все исследования не могут быть точными! Мы учитываем данные со спутника, но они далеко не объективны. И пойма пойме - рознь. Если это жилой массив - это одно дело, если луга - другое. И так далее. И все это должно учитываться для построения математических моделей. 

А если поднять вопрос о ливневых стоках, о которых уже говорил Лев Дмитриевич, то они находятся в ведении управления по благоустройству, которое в большей степени занимается озеленением города. И свежих топографических карт у них нет. Должна быть единая политика, ведь когда строят здание - привлекают архитектора. А когда планируют ливневые канализации, занимаются водоотведением - почему-то со специалистами не советуются. 

Л. Терехов: - В районе Пионерской - Павла Морозова есть ливневая канализация, но после перестройки ее толком никто не осматривал, не оценивал, не проводил какие-то поддерживающие систему мероприятия, ее передавали из ведомства в ведомство. Вроде как потребности в этом не было, ливневая канализация со своими функциями справлялась. Наш институт может сделать паспортизацию этой системы, у нас для этого достаточно хорошая база и специалисты. Пока этот вопрос на уровне администраций города и края не решен. 

Сейчас для края стоит серьезная задача - пересмотреть вопросы, связанные с водоотведением, ведь у нас специфический рельеф. Местность холмистая, большие площади водосбора, стоки, нужно уметь их правильно направлять, перераспределять, чтобы в случае наводнения вода не поступала в город, в том числе через дамбы. 

Б.Смышляев: - Очень важно учесть специфику природных явлений при проектировании мостовых сооружений. Например, мост проектируется так: на паводок, повторяемостью раз в сто лет. А проверяем его на паводок раз в 300 лет. И может быть такое, что завтра придет не уровень «раз в триста лет», а уровень «раз в пятьсот лет». Потому что метеорологические и гидрологические наблюдения ведутся на Дальнем Востоке не так давно, чтобы знать и прогнозировать все возможные климатические ситуации. Вопрос еще, а как прогнозировать? По какой модели? Для того, чтобы наши города защитить от катастрофических явлений, нужно их изучать и не жалеть на это средств. 

И, чтобы комплексно решить проблемы, связанные с наводнением, нужно подключать дальневосточную науку: есть база, есть много специалистов в ДВГУПС, есть специалисты в ТОГУ, КнАГТУ, в академических научных институтах - например, водных и экологических проблем. Привлечение науки даже сэкономит средства, которые могут быть потрачены на мероприятия, которые потом возможно окажутся неэффективными без соответствующей научной проработки. Конечно, много предложений идет из западных регионов. Но учитывают ли те ученые специфические условия Дальневосточного региона. 

К. Чехонин: - Действительно, сейчас природа показала нам, что мы не готовы к катастрофам. Достаточно небольшого землетрясения в районе Зейской ГЭС, а она на разломе. Мы ведь порой бездумно вмешиваемся в природу, не моделируя последствия. И в принципе, у нас сейчас есть какие-то данные, можно провести еще исследования и моделировать различные ситуации, которые могут произойти, а значит, быть готовыми к ударам стихии. Для того, чтобы это сделать, нам надо создать гео-информационную систему водного бассейна. Знать объем водостоков и водосборов. Таких сейчас нет вообще. И нам никто их не создаст. 

Я думаю, что в любом случае эти проблемы будут рассматриваться в нашем вузе, потому как мы понимаем, что это интересно и с научной точки зрения, и с точки зрения человеческой: мы здесь живем, здесь жить нашим детям. Регион не будет привлекательным для жизни и бизнеса, если будет хоть какая-то тень сомнения в безопасности жизни в нем. 

А. Серенко: - Разумеется, чтобы начать исследование, нужно понять причины произошедшего. Когда о них говорят, пытаются либо списать на деятельность человека, либо на стихию. Вопрос непростой. В данной ситуации виновата стихия, но давайте не будем забывать, что любое вмешательство в природу - это уже дело рук человека. Но вмешательство исключительно человека все равно не может вызвать такую катастрофу, как произошла у нас, это все равно ограниченное воздействие. 

Б. Смышляев: - Тем не менее, большинство жизненно-важных транспортных сооружений рассчитаны на повышения уровней Амура. Уже наблюдался уровень воды более 6 метров. Подобный уровень воды повторялся, но уровня более 8 м не наблюдалось. Все мостовые конструкции все равно рассчитываются на более высокие уровни воды, на быстрое течение и подъем воды. Аналогично и у Комсомольска-на-Амуре. Другая проблема - что при строительстве жилых домов - другие требования. Поэтому и оказались под водой целые микрорайоны городов и села края. Как уже отмечалось, требования к жилищному строительству тоже бы не помешало пересмотреть и на самом высоком уровне. 

Начинать серьезные исследования нужно сейчас: скоро весна, начнется таяние снега, вскрытие рек, и мы не можем предположить, с чем столкнемся, если не обратим внимание на серьезные научные разработки по прогнозированию паводков на реке Амур. 

Мария ИВАНОВА