Вода и мир: как защитить города от катастрофических наводнений

Содержание:

• Весенние волны
• Кто так строит
• Спасти и сохранить
• Инновации против потепления
• Асфальт как губка
• Прайс-лист на безопасность
• Восточные чудеса

Весенние волны

«Три четверти территории страны сейчас покрыты снегом. Это значит, что проблема половодья еще впереди, – сообщил в конце апреля научный руководитель организации Роман Вильфанд. – Еще вот великие сибирские реки начнут вскрываться – Обь, Лена, Енисей. Северо-запад Европейской России: Северная Двина и многие другие реки великие, Архангельск и так далее».

Гидрометцентр в своих прогнозах опирается на многолетние наблюдения, согласно которым, например, в регионах Сибирского федерального округа случаются два-три пика половодья. Наводнения идут волнами из-за того, что в марте–апреле тает снег в низинах, в мае–июне – в предгорьях и горах.

Сибирские реки текут с юга на север, верховья вскрываются ото льда намного раньше, чем низовья. Из-за этого образуются ледяные заторы, вода у этих преград накапливается и поднимается выше критических значений, разливаясь по окрестностям. В результате регулярно «тонут» большие и малые населенные пункты, наносится вред сельхозугодьям, объектам транспортной и энергетической инфраструктуры.

Классический пример – наводнение в якутском Ленске 2001 года. Ущерб составил 6,2 млрд руб. Отстраивать заново пришлось более 1 тыс. жилых домов, предприятия промышленности, коммунального хозяйства, учреждения социальной сферы, объекты энергетики. Все бы неплохо, если бы не один нюанс: тремя годами ранее Ленск, хоть и в меньших масштабах, уже пережил подобный потоп, от которого не успел оправиться.

Разница в том, что в 1998 году Лена поднялась примерно на 17 метров, а в 2001-м – более чем на 20 метров. По-хорошему следовало бы перенести город в безопасное место, чтобы раз и навсегда решить проблему, но остановились на другом проекте. Возвели дамбу высотой 18 метров и протяженностью более 19 км.

Строительство продолжалось до октября 2010-го, затраты бюджета превысили 1,82 млрд руб. Таким образом, у Ленска появился защитный рубеж, а у городской казны – новая статья ежегодных расходов. Дамба относится к гидротехническим сооружениям второго класса опасности, содержание которых требует немалых денег.

Кто так строит

Ошибки проектировщиков, небрежность строителей, ненадлежащее техническое обслуживание таких сложных объектов могут приводить к тяжелым последствиям. Совсем свежий пример – настоящий потоп в Орске, случившийся после прорыва в ночь на 6 апреля дамбы, которая, как надеялись, должна была спасти город от этой напасти.

Глава Минстроя Ирек Файзуллин, лично осмотрев объект, назвал его слабым земляным валом, в принципе не способным защитить город, если уровень воды в реке Урал превысит 5,5 метра. «Сгребли землю и рассчитывали на защиту. Но никто не прогнозировал, что более десяти метров воды придет в Орск», – сказал министр.

Ранее прокуратура официально предупреждала муниципалитет о ненадежности дамбы, которая, к слову сказать, обошлась бюджету почти в 1 млрд руб. В марте текущего года первому заместителю главы города было указано на недопустимость нарушения законодательства о защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Проверка установила, что гидротехническое сооружение находится в ненадлежащем техническом состоянии, что неудивительно – муниципалитет считал возможным сокращать затраты по содержанию и эксплуатации дамбы. В 2018 году городская казна выделила на эти цели 1,8 млн руб., в 2020-м – около 1 млн руб., на 2024 год было предусмотрено 1,6 млн руб.

Доктор экономических наук, эксперт в берегоукреплении Виктор Новиков считает, что такие защитные сооружения должны находиться в федеральном ведении – на балансе Росводресурсов, как, собственно, это было раньше. Муниципалитеты не обладают ни финансами, ни кадрами, чтобы правильно содержать плотины и дамбы.

В планах Минстроя, которые огласил Ирек Файзуллин, защитить Орск от наводнений по правилам. По словам министра, специалистам дано поручение разработать проект «настоящей дамбы». Будет использован опыт Комсомольска-на-Амуре, Нижнеудинска и Тулуна, где конструкция гидротехнических сооружений предусматривает наличие канализационных насосных станций, железобетонных трубопроводов, систем для сбора и очистки поверхностных вод.

Спасти и сохранить

По данным Росгидрометцентра, общая площадь зон подтопления в России составляет около 500 тыс. кв. км, в том числе на 150 тыс. кв. км потенциально возможны наводнения с катастрофическими последствиями. Такая угроза существует для 300 городов, тысяч сел и деревень, объектов промышленности, жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ), энергетики.

Руководство Росводресурсов самым действенным средством предотвращения последствий половодий и паводков считает возведение капитальных сооружений и объектов инженерной защиты. Большую часть расходов традиционно берет на себя федеральный центр, финансирование осуществляется в рамках проекта «Защита от наводнений и обеспечение безопасности гидротехнических сооружений (ГТС)».

Еще в 2013 году президент Владимир Путин поручил построить в регионах Дальневосточного федерального округа (ДФО), подверженных наводнениям, 37 дамб. К 2021-му успели возвести двенадцать, затем план актуализировали. В обновленный перечень Росводресурсы включили уже 58 ГТС. В необходимости масштабного проекта сомнений не было.

Глава Минприроды Андрей Козлов подсчитал, что на строительство 23 дамб общей протяженностью 168 км, которые хотели сдать в эксплуатацию до 2024 года, потребуется без малого 18 млрд руб. Это позволит предотвращать возможный экономический ущерб в случае наводнений в размере до 88 млрд руб., отметил министр.

Инновации против потепления

Следует сказать, что дамбы и плотины – далеко не единственный способ защиты городов и поселков от половодий и паводков. Влияние глобального изменения климата ощущается по всему миру. В России потепление выражается в увеличении интенсивности наводнений, в основном вследствие обильных снегопадов и дождей.

Проектировщикам бывает сложно правильно рассчитать технические характеристики ГТС, в частности, высоту дамб и плотин, поскольку исторические максимумы подъема уровня воды в реках, озерах и водохранилищах последние десятилетия с пугающей частотой обновляются. Вот почему необходимо внедрять новые технологии, чтобы минимизировать негативные последствия.

Например, градостроители могут предусмотреть создание в черте населенных пунктов противопаводковых коллекторов, водохранилищ-ловушек и даже затопляемых зеленых зон (парков). Городские пространства и застройка должны быть адаптированы к возможному разливу рек как весной в период снеготаяния, так и в другое время года во время сильных и продолжительных дождей.

Такие решения могут быть реализованы в разных вариантах. Например, в Копенгагене в некоторых парках детские и спортивные площадки выполняют функцию затопляемых резервуаров на случай обильных осадков. Россия тоже не чужда неожиданным, казалось бы, подходам, позволяющим в черте населенных пунктов аккумулировать в специально отведенных местах паводковые воды.

В Новосибирске участок площадью 19,5 га в пойме реки Каменка отвели под парк. Проект включили в пилотную программу формирования водно-зеленого каркаса страны. Это подразумевает создание ландшафтно-прогулочного пространства, которое может затопляться во время весенних половодий.

В Нидерландах некоторое время назад придумали программу Room for the River, согласно которой дайки (разновидность инженерной защиты и укрепления берегов) и дамбы были отодвинуты от берегов. Так появились дополнительные пространства для контролируемого разлива паводковых вод. Это позволило заметно снизить риски затопления многих прибрежных зон.

Власти Нью-Йорка поддержали несколько аналогичных проектов. Один из них – Южный парк Хантерс-Пойнт, под который отдали 4,4 га земли бывшей промзоны. На набережной океана напротив Манхэттена совместными усилиями дизайнеров и архитекторов создано новое общественное пространство, предназначенное не только для прогулок и отдыха горожан. В парке выделены специальные места для удержания избыточного количества воды во время штормов и обильных осадков. Тем самым удалось снизить риски возможного подтопления расположенных рядом жилых районов.

В США, Великобритании, Нидерландах научились строить дома-амфибии. Они спроектированы так, что способны при наводнении всплывать, так что здания можно ставить на реках и водоемах. Причем конструкция предусматривает, что не только электрические провода, но и водопровод, канализация, пока дом плавает, остаются в рабочем состоянии. А значит, жильцам нет нужды эвакуироваться: несмотря на наводнение, у них продолжается повседневная жизнь.

Асфальт как губка

Продумывая систему защиты от наводнений, городским властям и планировщикам необходимо просчитывать все варианты развития событий. Помогает в этом мастер-план – стратегический документ, охватывающий все сферы городского развития. В частности, в него обязательно включаются предложения по организации ливневой канализации, очистных сооружений, берегоукрепления и других объектов инфраструктуры.

«Закатывать» в асфальт исторический центр и спальные районы себе дороже. Даже самая мощная ливневая канализация не всегда способна принять весь объем дождевой воды. Потому улицы периодически и превращаются в реки и озера. Резюме – газоны и цветочные клумбы не только служат для красоты, но и являются важным элементом дренажной системы города.

Там, где это позволяют климатические условия, предпочтение следует отдавать водопроницаемому дорожному покрытию. Ученые несколько десятилетий изобретали и таки изобрели «умный» асфальтобетон. Верхний его слой – крупная галька, которая не задерживает воду, нижний – дренажные каналы (мембрана), через которые вода уходит в почву. В южных городах РФ подобная технология дорожного строительства может быть полезным дополнением к ливневой канализации.

Описанные выше многоуровневые системы защиты от паводков не наносят вред природным экосистемам. С точки зрения зеленой повестки в этом у них преимущество перед дамбами. Они помогают сохранять биоразнообразие, увеличивают подпитку грунтовых вод, способствуют фильтрации отложений. Кстати, это позволяет фактически естественным путем снижать загрязнение рек, озер и прибрежных участков морей и океанов.

Прайс-лист на безопасность

Наибольший ущерб от наводнений возникает вследствие затопления жилых и офисных зданий. На восстановление домов и выплаты компенсаций государство ежегодно тратит миллиарды рублей. Как представляется, архитекторы и градостроители сегодня готовы предлагать простые и эффективные решения. Согласно отчету американского Национального института наук о строительстве, каждый потраченный в этой сфере доллар приносит экономию в $6 за счет предотвращения ущерба имуществу.

Известны факты, когда экономический эффект существенно превышал затраты. Так, в Гринвилле (США) в 1999 году ливень, вызванный ураганом «Флойд», затопил водоочистную станцию. После этого за $4,8 млн была возведена защитная стена. Спустя 17 лет, когда через город прошел ураган «Мэтью», она спасла предприятие, предотвратив прямой ущерб в размере до $212 млн.

В истории Москвы официально зафиксировано более двух десятков наводнений. Одно из самых сильных случилось в апреле 1908 года – уровень Москвы-реки тогда поднялся почти на 11 м. Вода затопила примерно 100 км улиц, превратив на несколько дней Первопрестольную в Венецию: даже в центральной части города передвигаться можно было только на лодках.

В XV–XVI веках московские власти пытались бороться со стихией, создавая каскады прудов и плотины. В конце XVIII века, чтобы обезопасить Замоскворечье, прорыли водоотводный канал. Так появился остров Балчуг. В 1930-х угрозу наконец устранили: Москву-реку местами расширили, местами спрямили повороты, берега одели в гранит, в результате набережные стали архитектурной достопримечательностью столицы.

Но главное – была построена сложная система гидроузлов с водохранилищами, в том числе канал Москва – Волга, что позволяет регулировать сток рек в московском регионе в период весенних половодий и паводков, вызванных дождями и ливнями. Также появилась ливневая канализация, представляющая сегодня порядка 7,7 тыс. км труб диаметром от 400 до 3500 мм, 260 тыс. дождеприемных и смотровых колодцев.

Восточные чудеса

Крупнейший в мире противопаводковый коллектор защищает Токио. Через мегаполис протекает несколько крупных рек, рельеф же местности чем-то напоминает чашу. Прежде реки часто выходили из берегов во время сезона дождей (конец мая – середина июля) и сезона тайфунов (август–сентябрь).

Чтобы снизить угрозу паводков, власти решились на дорогостоящий проект. В период с 1992 по 2006 год методом механизированной щитовой проходки на глубине нескольких десятков метров (под токийским метрополитеном) была построена разветвленная система туннелей и огромных колодцев-хранилищ. Затраты составили около $2 млрд.

Поступающая во время обильных осадков в коллектор вода в дальнейшем насосами перекачивается в реку Эдо. Объект коммунальной инфраструктуры сегодня является одной из туристических достопримечательностей Токио. Когда подземелья сухие, в них проводят экскурсии. Гиды называют гигантское сооружение не иначе как восьмым чудом света.

Системно подходит к решению вопросов защиты от наводнений густонаселенных районов Китай. Госпрограмма реализуется в интересах развития национальной экономики, в частности, было создано почти 2 млн новых рабочих мест. В период с 2012 по 2022 год в строительство инфраструктурных объектов водного хозяйства страны инвестировано 6,66 трлн юаней ($966 млрд).

Средства направили на предотвращение наводнений в бассейнах крупных рек, регулирование стоков малых и средних рек, возведение новых и реконструкцию действующих ГТС. Например, на севере КНР на реке Хайхэ и ее притоках построили восемь бассейнов для хранения и задержания паводковых вод, 155 водохранилищ.

В конце июля – начале августа 2023 года, когда из-за непрекращающихся ливней реки начали переполняться, благодаря новой системе удалось предотвратить подтопление 24 городов и 7,5 млн га сельхозугодий. В этом отношении китайский опыт защиты от наводнений тоже можно считать чудом света.

***

Весна 2024 года с ее рекордным половодьем, которое привело к масштабным наводнениям в ряде регионов России, обозначила множество нерешенных проблем. Найти ответы на эти вызовы – обязанность федерального правительства и местных властей. Свою лепту в обеспечение эффективной защиты от водной стихии городов могут внести градостроители и компании-застройщики.

Автор – эксперт-стратег по развитию городов и территорий