Как борются с наводнениями?13.05.2022 20:33

Встретившись с разбушевавшейся водой, заливающей сушу, человек, наверно, никогда не смирится с мыслью, что та самая влага, без которой невозможна наша жизнь, может нести смерть и разрушения. А вместе с тем физическая природа наводнений проста и незатейлива, ее постигают еще в детстве, строя запруды на весенних ручейках. Если прибывающая вода не умещается в сосуде, она неизбежно выплеснется наружу, чем бы ни был этот сосуд — чашкой, ванной, водохранилищем или речным руслом. Гораздо сложнее понять и научиться предсказывать капризы стихии и, главное, придумать, как снизить наносимый ими урон.

Небольшие наводнения, вызванные сезонными разливами рек, — вещь вполне естественная. В конце концов, где бы была древнеегипетская цивилизация, если бы выходящий из берегов Нил периодически не покрывал слоем плодородного ила горячие африканские пески? По-настоящему страшны катастрофические наводнения, которые застигают врасплох, уносят жизни, уничтожают имущество. Нам в России приходится иметь дело в основном с двумя типами таких потопов, вызванных естественными причинами. Первый тип — нагнетание гонимых ветром морских вод в устья рек. Это то, что регулярно случается в Санкт-Петербурге, и город за три века существования неплохо научился обороняться от регулярных бедствий. Второй тип — паводковые наводнения, вызванные чрезвычайно высоким уровнем осадков. Среди самых разрушительных паводковых наводнений последнего времени можно вспомнить события июля 2012 года в районе Крымска и колоссальное затопление водами Амура районов Дальнего Востока в 2013-м.

И в том и в другом случае виной стали климатические аномалии. Наводнение в Крымске вызвала так называемая окклюзия — столкновение теплых и холодных воздушных масс, в результате чего в горах прошли мощные ливни, а вода ринулась вниз, повторяя проторенные горными реками пути. На Дальнем Востоке блокирующий антициклон — зона высокого давления — не давал влажным циклонам уходить к Охотскому морю, запирая их, таким образом, над континентом. И дожди лили, лили и лили…

В событиях на Дальнем Востоке сыграл свою роль еще один важный момент. Сколько бы влаги ни выпало над большой рекой и ее притоками, далеко не вся она в конце концов добирается до моря. Какая-то часть ее, конечно, испаряется, а другая — очень значительная — уходит в грунт. Любой водоем пропитывает своими водами берега. Однако воде, попавшей в реки бассейна Амура, впитываться было некуда: из-за снежной зимы и затянувшегося весеннего паводка земля и так была насыщена влагой. Значит, воде ничего не оставалось, как продолжать течь по поверхности.

Вылейте на асфальт ведро воды — и получится лужа, пролейте воду на лужайку, поросшую травой, и, скорее всего, никакого следа не останется. Обложив свою среду обитания бетоном, асфальтом, булыжником и утрамбованным песком, люди нередко усиливают опасность, которая может исходить от бесчинств природы. Согласно некоторым версиям, во время наводнения в Крымске в формировании высокой волны, принесшей гибель и разрушения, приняла участие дорожная насыпь, в которой не было сделано достаточного количества проходов для воды. Найдя путь в том месте, где насыпь, превратившаяся в дамбу, прерывалась мостом, поток становился мощной струей, бьющей под большим давлением. Роль таких же импровизированных дамб могла выполнять плотная застройка, аккумулировавшая энергию набегающих с гор вод. Все подобные события заставляют задуматься о том, что люди должны и могут сделать, а чего они делать не должны перед лицом угрозы наводнений.

Гидросфера Земли очень динамична. Данные палеогидрологии показывают, что большие и малые реки не раз меняли русла и конфигурацию берегов в связи с климатическими и тектоническими факторами: например, Верхняя Волга когда-то впадала в Дон. Циклы «большой» и «малой» воды существуют не только в виде ежегодных паводка и межени, но и в виде колебаний с шагом, длящимся десятилетия, а может быть, и столетия. Сегодняшняя пойма через какое-то время может по вполне естественным причинам стать речным дном, а спустя еще годы снова обнажиться. По этим причинам жизнь в непосредственной близости к реке сопряжена с определенными рисками, но эти риски давно уже оцениваются человечеством как менее существенные по сравнению с выгодами жизни у большой воды, ибо вода необходима и в быту, и в сельском хозяйстве, и в промышленности. Кроме того река — это и источник рыбы, и транспортный коридор, и прекрасное место отдыха.

Над тем, чтобы минимизировать риски, связанные с соседством потенциально опасных водоемов, давно работает инженерная мысль. Как известно, сток почти всех крупных рек зарегулирован: их течение преграждено гидроузлами, в состав которых входят плотина, шлюзы, водосливы и чаще всего электростанция. Перед плотиной создается водохранилище, в котором во время паводков аккумулируется избыток воды, а ее количество, продолжающее движение по руслу, регулируется с помощью водосливов. В межень, то есть в маловодное время года, попуск воды из водохранилища можно увеличить, чтобы наполнить обмелевшую реку, например, в интересах судоходства. В момент катастрофических паводков водохранилище тоже играет свою роль, смягчая последствия стихии, но, разумеется, резервуар имеет конечный объем и наполнять его до предела нельзя. Если вода из водохранилища перельется через плотину, это приведет к ее разрушению и мегакатастрофе, поэтому при угрозе переполнения воду все равно придется сливать в таком количестве, что она сможет представлять определенную опасность.

Однако общественное мнение относится к гидросооружениям с некоторой опаской, особенно это предубеждение усилилось после аварии на Саяно-Шушенской ГЭС. Все помнят, как во время наводнения в Крымске была популярна версия об аварийном сливе Неберджаевского водохранилища, а в разгар катастрофы на Амуре обсуждалась негативная роль в этих событиях двух гидроузлов на притоках Амура — Бурейской и Зейской ГЭС, хотя в реальности их водохранилища работали на смягчение действия паводка.

Другой метод борьбы с наводнениями, помимо сооружения гидроузлов и регулирования стока, — это создание разного рода защитных сооружений, укрепляющих и увеличивающих высоту берегов рек и водохранилищ, а тем самым их емкость. В больших городах издавна сооружали набережные с высокими берегами, за пределами городских поселений возводили дамбы, проводили обваловку берегов. Все это, безусловно, эффективно, хотя нарастить берега таких титанических рек, как Амур, да еще вкупе с притоками на всем их протяжении, вряд ли возможно. В таких экстренных случаях, как аномальные наводнения, задачу защиты от наводнений приходится решать чрезвычайными методами. Классический материал для сооружения защитных дамб в экстренном порядке — мешки с песком, однако в наше время появляются более технологичные средства. Для наращивания берегов, защиты русел от размывания и строительства дамб применяются так называемые габионы. Это не сегодняшнее изобретение — корзины, наполненные землей и камнями, использовали для создания боевых укреплений еще в эпоху наполеоновских войн. Однако место корзин в наше время заняли оболочки из геотекстиля — водонепроницаемого тканого и нетканого полотна, а также из металлической сетки. Габионы — конструкции в виде кубов или параллелепипедов — заполняются камнем или другим наполнителем, причем процесс заполнения автоматизирован. При этом габионы проще грузить, транспортировать и устанавливать.

Если угроза наводнения нарастает стремительно, фактор времени при сооружении защитных сооружений становится решающим. Например, с целью экономии времени компания NoFloods со штаб-квартирой в Дании разработала способ борьбы с наступлением воды с помощью… воды. Их мобильные барьеры представляют собой трубы из мягкого синтетического материала высокой прочности, которые складируются, будучи намотанными на барабаны наподобие пожарного шланга. При угрозе наводнения труба разматывается и с помощью насоса заполняется водой того самого водоема, от которого надо защищаться. Максимальная длина одной секции — 200 м, и за четыре часа бригада из четырех человек способна соорудить дамбу длиной 1000 м. Когда угроза отступает, вода откачивается с помощью того же самого насоса, и трубы вновь сматываются на барабан. Высота барьера невысока — всего 80 см, и конечно, от большой волны типа той, что сокрушала Крымск, такая конструкция не защитит, но на равнине, при небольшой глубине затопления, таким образом можно огораживать от воды целые населенные пункты.

Как бы мы ни пытались отгородиться от водной стихии, повторения мощных наводнений с жертвами и разрушениями исключить нельзя. А потому кроме плотин и дамб требуется тщательная разработка мер безопасности на случай прихода большой воды. Опыт стихийных бедствий, связанных с водой, показывает, что люди зачастую не осознают всей опасности наступающего на населенный пункт бедствия. Даже поток глубиной 15 см способен сбить человека с ног. Немало смертельных случаев связано с попытками проехать через воду на легковом автомобиле, который бурная вода может подхватить как бумажный кораблик. В развитых странах, подверженных наводнениям, власти разрабатывают подробные рекомендации, не только описывающие меры безопасности в момент наступления наводнения, но и рассказывающие людям, что делать, когда вода ушла, как входить в свой дом, очищать его и т. д. В конце концов, как показывает наш недавний опыт, одним из главных факторов, приводящих к катастрофическим последствиям, становится пренебрежение мерами безопасности, в частности при строительстве домов и сооружений инфраструктуры, неготовность людей оперативно и разумно действовать в критической ситуации и недостаточно эффективные меры со стороны органов власти.