Половодье в Арктике: особенности и методы ликвидации последствий

Природа Арктики
1 Мая, 2021 | 04:48
Половодье в Арктике: особенности и методы ликвидации последствий
Фото предоставлены автором


Республика Саха (Якутия) - один из наиболее речных и озерных регионов России. В условиях изменения климата происходит перестройка водного режима рек, в частности, прослеживается тенденция к более ранним срокам начала и пика половодья. Разлив рек является одной из главных сезонных проблем Республики, поскольку ежегодно подтапливаются жилые дома и социально-значимые объекты во многих населенных пунктах, дороги регионального и муниципального значения. Именно поэтому сложно переоценить важность и сложность проблемы по защите населения и объектов экономики в период весеннего половодья.

Начиная с 1998 года в Республике Саха (Якутия) отмечается рост повторяемости и масштаба наводнений. Так, наводнения на реках Лена, Алдан, Яна, Колыма, Алазея, Амга, Нюя, Таатта, Мархинка, Тяня, Олекма, Витим и др. по величине подъема уровня воды, масштабам затопления и суммарному ущербу превысили все крупнейшие наводнения предыдущих лет и по существующим классификациям относятся к разряду катастрофических, причем с очень редкой повторяемостью. Общая сумма ущерба, нанесенного наводнениями населению и экономике Республики оценивается десятками миллиардов рублей. [1]


Рис. 2 Половодье 2018 г., с. Походск. Р. Колыма.jpg

Половодье 2018 г., с. Походск. Р. Колыма


Федеральные и региональные органы власти уделяют пристальное внимание вопросам предотвращения наводнений. Для этих целей выделяются значительные финансовые средства. 

Практически все стихийные наводнения, происходящие на реках Якутии, связаны с формированием в период вскрытия рек заторов льда. Являясь своеобразными динамичными ледяными плотинами, заторы создают иногда очень высокие подпорные уровни воды. Статус катастрофического наводнение получает в случае поражения водами социально-экономических объектов в населенных пунктах, расположенных на пойменных территориях или низких террасах рек. Вместе с тем следует обозначить, что заторы льда на реках, имеющих течение с юга на север, представляют собой обычное природное явление, ежегодно наблюдаемое в весеннее время. 

Необходимо отметить организованную в Республике Саха (Якутия) работу по переносу населенных пунктов с затапливаемых территорий. Это новые поселения Кальвица в МО «Кобяйский улус (район)», Кутана в МО «Алданский район», Даппарай МО «Олекминский район Республики Саха (Якутия)» и др. Вне всякого сомнения, обоснованная дальнейшая работа по переносу населенных пунктов с подтапливаемых территорий на безопасные места крайне важна и необходима. Требует продолжения и работа по правовому регулированию землепользования на затопляемых территориях. 

Как правило, населенные пункты Якутии, места проживания арктических старожил, имеющие многовековую историю, расположены на возвышенных местах и не подвержены возникающим угрозам в период весеннего половодья. Яркий пример тому – селение Бирюк, организованное староверами в границах с. 1-й Нерюктяй МО «Олекминский район Республики Саха (Якутия)»,  участок в местности Карлуково (видимо, одна из древних стоянок племен карлуков),  недалеко от с. Колымское МО «Нижнеколымский район Республики Саха (Якутия)» и др. Данные территории в период катастрофических наводнений находились вне всякой опасности. Безопасное месторасположение от весеннего половодья также имеют: село Жиганск МО «Жиганский национальный эвенкийский район», на р. Лена (образовано 1632 г.), поселок Черский МО «Нижнеколымский район Республики Саха (Якутия)», на месте небольшого рыбацкого поселения, р. Колыма  (~ 1643 г.), село Казачье МО «Усть-Янский улус (район) Республики Саха (Якутия)» (1636 г.), р. Яна и многие другие.


Рис. 3 Жилые строения в старой части села 1-й Нерюктяй во время затопления села, 2012 г., р. Лена.JPG

Жилые строения в старой части села 1-й Нерюктяй во время затопления села, 2012 г., р. Лена


На арктических территориях, находящихся в акваториях рек, затоплению подвержены населенные пункты, организованные в советское время, в периоды расселения и перевода коренного населения на оседлый образ жизни. Известно, что первый этап коллективизации в Якутии прошел в 1930 – 1950 годах, следующий – с 1960-х по 1980-е годы. Это село Колымское (основной пункт проживания этнических чукчей)  на реке Колыма - административный центр Халарчинского чукотского национального наслега. Село основано в 1941 году, ранее здесь находилось кочевое летовье юкагиров. До 1950-х годов здесь было два колхоза, которые объединили в один в 1951 году. Десять лет спустя был образован новый колхоз – «Нижнеколымский», село Походск в современных границах на реке Колыма, село Андрюшкино (проживание тундренных юкагиров) на реке Алазея, центр муниципального образования сельское поселение Олёринский наслег. Основная часть населения наслега — эвены (87 %). 
В Республике Саха (Якутия), в целях недопущения возникновения гидрологических чрезвычайных ситуаций и снижения вероятности их возникновения в период весеннего половодья, основные усилия направляются на предупредительные мероприятия по ослаблению ледовых полей с целью их беспрепятственного пропуска в затороопасных местах. Работы проводятся в акватории рек от их истока, а также на речных притоках, составляющих водный бассейн. На малых реках, наряду с мероприятиями по ослаблению ледового покрова, проводятся мероприятия по очистке русла, при которых удаляются кустарники по берегам рек, древесные скопления в виде завалов и навалов древесины и т п.

При анализе используемых методов по подготовке к пропуску вод весеннего половодья целесообразно принять следующие исходные позиции:

  1. В каждом регионе свои физико-географические, экономические и другие условия, обуславливающие разные ресурсы, цели и результаты в опыте борьбы с наводнениями. 
  2. Как правило, заторы льда на реках формируются в одних и тех же местах – очагах заторообразования, расположенных на участках реки, где морфологические особенности русла претерпевают значительные изменения:
    • изменение уклонов (на сопряжении перекат – плес);
    • резкое изменение направления русла и (или) фарватера (переход фарватера от одного берега к другому поперек русла);
      Рис. 4 Кангаласский затороопасный участок, р. Лена.JPG

         Кангаласский затороопасный участок, р. Лена

    • расширение русла, разветвляющегося на протоки;
      Рис. 6 Затороопасный участок Монастырские пески, р. Лена.JPG

      Затороопасный участок Монастырские пески, р. Лена

    • сужение основного русла;
      Рис. 7 Затороопасный участок Тинный, р. Лена.JPG

      Затороопасный участок Тинный, р. Лена

    • появление островов, отмелей и осередков.

Рис. 10 Затороопасный участок в районе о. Кыыллаах, р.Лена.JPG

Затороопасный участок в районе о. Кыыллаах, р. Лена

Все это ведет к изменениям режима скоростей течения, транспортирующей и пропускной способности реки [2]. 
Зачастую русловые морфологические особенности могут включать в себя несколько компонентов. Русловые морфологические особенности мест формирования заторов необходимо учитывать при планировании и проведении оперативно-технических мероприятий по ликвидации ледовых заторов: время, период, частота проведения, мощность, характер планируемого взрыва и место закладки заряда разнятся и определяются руководителем-специалистом в зависимости от складывающейся ситуации в текущем, «ручном» управлении индивидуально, касательно каждого затора.


Рис. 12 Оперативно-технические работы по ликвидации затора на р. Колыма.JPG

Оперативно-технические работы по ликвидации затора на р. Колыма


На практике, довольно часто, по незнанию, вышеобозначенные критерии определяются неправильно, в том числе, не учитывается основная цель взрыва – направить на разрушение затора воду, энергию течения реки, несравнимо большую мощности проводимого взрыва. Оперативно-технические мероприятия по ликвидации катастрофических наводнений зачастую не приводят к действенным результатам из-за неумения определить заторный замок. Следует также учитывать, что определенные заторные места, с известными морфологическими особенностями, возможно ликвидировать только в период формирования затора, на начальном периоде его образования, а после поднятия уровней воды разрушить данный затор представляется довольно сложным, а зачастую невозможным, в результате чего взрывные работы влекут необоснованные финансовые потери.

Немаловажный критерий – привлечение авиации. Для проведения оперативно-технических работ в период весеннего половодья с привлечением авиации, должное внимание необходимо уделить подготовленности личного состава экипажа воздушных судов и специальному, в том числе дополнительному оснащению воздушного судна.

Рис. 13 Экипаж воздушного судна на паводковых мероприятиях.jpg

Экипаж воздушного судна на паводковых мероприятиях


Меры при подготовке, организации и проведению работ по защите населения и объектов экономики можно разделить на подготовительные и текущие. Они должны включать:

  • Комплексный характер планирования и организации подготовительных работ по пропуску вод весеннего половодья. Не стоит забывать, что реки и их бассейны могут быть расположены на территориях нескольких территориальных единиц (область, край, республика, район). При такой ситуации, отсутствие координации приводит к катастрофическим последствиям. Так, работы по ослаблению прочности льда в верховьях рек, боковых притоках в верховьях рек приведут к разгону вод весеннего половодья и, несомненно, скажутся на ситуации в расположенных ниже по течению административно-территориальных единицах. 
  • Подготовку сил и средств для организации и проведения превентивных и оперативных аварийно-спасательных мероприятий. 
  • Создание временных гидротехнических сооружений. В 2007 году в верхнем течении реки Лена, в ухвостье острова Половинный МО «Ленский район» была создана сдерживающая ледовая дамба-перемычка по методу намораживания (наращивания) льда «снизу вверх». Работы выполнялись ЗАО «Транссахамост» (руководитель Мазур В. Н.)  и Государственным учреждением «Поисково-спасательная служба Республики Саха (Якутия)» (руководитель Барышев Е. В.). После проведения зимне-весенней подготовки общая толщина дамбы составляла 130 сантиметров при естественной в то время толщине льда на этом участке 96 сантиметров. Наращивание льда проходило при довольно небольших отрицательных температурах, характерных для марта месяца в Ленском районе Республики Саха (Якутия) в течении 10 дней.  В период весеннего ледохода, искусственно созданная дамба простояла 47 часов. При этом заторный уровень воды составил 154,0 м, что ниже гребня защитной дамбы. В этот период участок реки у г. Ленска и ниже в значительной степени освободился от местного льда. После ликвидации дамбы, был осуществлен безопасный пропуск транзитного льда на участке Ленск - Мача. Следовательно, с заторами и наводнениями необходимо не только бороться, но и умело, правильно и эффективно регулировать места их образования, мощность и продолжительность.

    Рис. 14 Работы по организации дамбы-перемычки (2).JPG

    Работы по организации дамбы-перемычки

  • Организация водохранилищ, запруд специального и комплексного назначения. Такая необходимость рассматривается автором на реках Лена, Колыма, Яна, Амга, Тяня и др. Ярким примером этому могут служить инженерные мероприятия США. Современный принцип организации защиты от наводнений в США заключается в комплексном осуществлении как структурных, так и неструктурных мер. 
  • Зачернение ледового покрова смесью из угольной крошки. Метод основан на использовании солнечной радиации и повышении температуры плавления льда за счет распределения смеси из угольной крошки по его поверхности. Он применяется на затороопасных участках рек в Республике Саха (Якутия), при этом на многих участках угольная крошка заменена на речной песок.
    Рис. 16 Зачернение льда на р. Лена (2).JPG

    Зачернение льда на р. Лена


  • Резка льда. Одной из мер, направленных на предотвращение заторообразования, является проведение мероприятий по предварительному ослаблению ледового поля. Делаются искусственные пропилы, которые приводят к ослаблению и последующему разрушению ледового поля. Поскольку пропилы делаются заблаговременно, велика вероятность их заполнения водой и последующего промерзания вследствие колебания суточных температур. Это приводит к тому, что эффективность предпринятых мер может оказаться ниже расчетной. Метод применяется на затороопасных участках рек в Республике Саха (Якутия). 

  • Рис. 18 Резка льда на р. Лена (2).JPG
    Резка льда на р. Лена

  • Гидропосты на затороопасных участках. Гидропосты на реках Якутии организуются в населенных пунктах, расположенных в непосредственной близости от водного объекта. Для определения места оперативно-технических мероприятий чрезвычайно важным является текущая информация об изменении уровня воды. При прохождении весеннего половодья на реках Республики Саха (Якутия), автором, с привлечением спасателей спасательных формирований, организовывался мониторинг изменения уровней воды в режиме реального времени на затороопасных участках и значительном удалении от населенных пунктов. Мероприятия позволяли точно определять место образования затора, что давало возможность контроля текущей ситуации и готовности к точечной ликвидации затора в случае критических подъемов уровня воды.
  • Средства, порядок и способы перевозки взрывчатых веществ с различными характеристиками к месту проведения оперативно-технических работ довольно значимы и разнятся по времени и характеру образовавшегося затора. Этот пункт должен быть адаптирован к доставке воздушными судами и требует индивидуального принятия решения.
  • Противопаводковые защитные дамбы. Сооружения имеют место по защите населенных пунктов в Республике Саха (Якутия).
    Рис. 22 Противопаводковая защитная дамба в г. Среднеколымск, р. Колыма.JPG

        Противопаводковая защитная дамба в г. Среднеколымск, р. Колыма

    Между тем, автор настоятельно рекомендует организацию и проведение работ по снятию угроз подтопления районного центра МР «Кобяйский улус (район)» Республики Саха (Якутия), населенного пункта п. Сангар. Подтопление поселка происходит не по береговой черте, а с тыла, заполнением внутренних озер, связь которых с акваторией реки Лена по виске – «Первой речке». Здесь же, по дороге из п. Сангар в микрорайон «Аэропорт», в районе моста – самое низкое место, от которого ведется отсчет уровня критического подъема воды, неконтролируемого перелива через дорогу. В первый раз такое подтопление автор наблюдал в 1978 году. Необходимо подготовить проект и поднять уровень дорожного полотна аэропортовской автомобильной дороги на 3-4 метра, протяженностью 200 – 300 метров, с организацией бульвара, смотровой площадки и места отдыха для населения Сангар. Данный участок должен располагаться от бывшего места нахождения пионерского лагеря «Горняк» до подъема в микрорайон «Аэропорт». Также необходима реконструкция мостового перекрытия с шандорным затвором для возможности оздоровления экологии озер п. Сангар. Дамба позволит защитить не только п. Сангар, но и населенные пункты Кобяйского и Усть-Алданского улусов, которые расположены выше по течению. Также дамба обеспечит значительную экономию финансовых средств на организацию и проведение превентивных мероприятий и оперативно-технических работ.

Рис. 24 Место начала подтопления п. Сангар.jpg

Место начала подтопления п. Сангар

В заключении необходимо отметить, что проводимые превентивные мероприятия по безопасному пропуску вод в период весеннего половодья на реках Республики Саха (Якутия) и других регионов России не позволяют в полной мере регулировать ледовые процессы. Представляется приемлемой и рациональной организация защиты от наводнений на основе комплексного осуществления мер структурного и неструктурного характера как в целом на водном объекте, так и на отдельных участках реки и ее поймы. При этом защита от опасных наводнений должна осуществляться комплексным методом с возможностью воздействия не только на сброс вод при ликвидации затора, но и на создание мест искусственного заторообразования, в том числе с целью задержки вод при недостаточной подготовленности русловых процессов к движению льда на ниже расположенных участках с угрозой возникновения чрезвычайных ситуаций. Долговременные структурные мероприятия должны соответствовать индивидуальным особенностям водного объекта, позволять кратно уменьшить ущерб от заторных явлений и расходов на ежегодные меры борьбы и профилактики при имеющихся финансовых и временных условиях. Управление процессом безопасного пропуска вод весеннего половодья должно находиться в «ручном» режиме. 

Известно, что эффективность производственного процесса, проекта, программы можно оценить двумя различными показателями. Один – отношение достигнутых результатов к желаемой или установленной цели – характеризует степень достижения цели. Второй – отношение тех же результатов к использованным ресурсам – говорит об эффективности использования ресурсов. Отношение этих двух показателей, целевого и ресурсного, может служить показателем эффективности управления данным процессом. Максимальная эффективность управления имеет место тогда, когда налицо полное соответствие между поставленными целями и использованными ресурсами. 

При этом отмечу – наличие опытных специалистов, профессионально владеющих гидрометеорологической обстановкой, информацией и знаниями методов борьбы с заторообразованием на реках, опытом практической работы, это чрезвычайно важный, если даже не основной, критерий.



Литература:

1 Быков А.Н., Горкун А.В., Барышев Е.В., Находкин Н.А. Методические рекомендации по проведению мероприятий, направленных на предотвращение образования заторов льда на реках Республики Саха (Якутия).- Якутск, 2011. 67 с.
2  Руднев А. С. Типизация заторов льда на р. Лене. – Сб. раб. Якутской ГМО, 1969. – № 2.-С. 63-69.


***
Барышев Евгений Васильевич – заслуженный спасатель Российской Федерации, Действительный государственный советник Республики Саха (Якутия) 3 класса. Специально для GoArctic

далее в рубрике