Проблемы паводковых ситуаций

Одним из приоритетных направлений государственной водохозяйственной политики является предупреждение и снижение вредных воздействий паводков, наводнений и подтопления территорий, что особенно актуально для территорий Красноярского края в связи со значительными ущербами, которые эти явления наносят экономике края.

Только за последние шесть лет сумма ущерба от вредного воздействия паводковых вод на территории края составила около 650 млн. руб. (в ценах 2000 г.). Известно, что реальные размеры ущербов от чрезвычайных ситуаций, как правило, многократно превышают официальные оценки и суммы компенсаций.

Наибольшую опасность для Красноярского края представляют наводнения в период весеннего половодья и ледохода на реках, летне-осенние высокие дождевые паводки, высокие уровни воды при установлении ледостава, а также затопления местности, связанные с разрушением плотин водохранилищ, размывом защитных дамб.

Наводнения отснеготаяния с элементами затора в период весеннего вскрытия рек

Наиболее значимыми реками, протекающими по территории края, являются Енисей, Ангара, Подкаменная Тунгуска, Нижняя Тунгуска, Чулым, Бирюса, Кан, Туба и др. Всего же в пределах края насчитывается около 200 тыс. рек, среди которых 92% водотоков имеют длину до 10 км. Притоки Енисея составляют около 60% рек, Оби – около 30%, Ангары - 9%.

Большое разнообразие природных условий обусловливает различие гидрологического режима рек края. В количественном соотношении на рассматриваемой территории преобладают лесные и горно-таежные реки с характерными для них глубокой зимней меженью, высоким весенним половодьем, и довольно частыми дождевыми подъемами, прерывающими летне-осеннюю межень. Зимняя межень продолжается, как правило, с декабря по март-апрель, весеннее половодье - с апреля-мая по июнь-июль, летне-осенняя межень – с июля по октябрь.

Большинство рек имеют преимущественно снеговое и снегодождевое питание (около 60–80%), подземное питание составляет 10–20% (в горных районах до 30–40%). За весенне-летний период проходит 65–85%, а за период летне-осенней и зимней межени в совокупности – 15–35% годового объема стока (табл .1).

Таблица 1 - Основные характеристики наиболее значимых рек Красноярского края

Река

Длина реки,

км

Площадь водосбора,

км2

Средний годовой расход, м3/с

Средний

годовой объем стока, км3
Енисей 3487 2580000 18600 591
Ангара 1799 1039000 4390 138
Нижняя Тунгуска 2989 473000 3860 122
Подкаменная Тунгуска 1865 240000 1750 55,2
Чулым (в пределах края) 1100 51000 296 9,34
Кан 629 36900 286 8,92
Мана 475 9320 98,5 3,11
Туба 119 36900 771 24,3
Оя 254 5300 63,2 1,99
Сыда 207 4450 28,3 0,89
Сым 699 31600 244 7,7
Большой Пит 415 21700 238 7,51
Курейка 888 44700 724 22,8

Весеннее половодье раньше всего начинается на равнинных реках южных степных и лесостепных районов Красноярского края – в конце марта-первых числах апреля. Процесс таяния снега постепенно распространяется на горные районы и в северном направлении. Фронт снеготаяния и наступления половодья на реках перемещается с юга на север со скоростью примерно 30–50 км за сутки. В среднем за 60 дней (апрель и май) он успевает продвинуться на расстояние свыше 1500 км. К концу мая весеннее половодье охватывает бассейны Хатанги, Пясины и других рек, а в горах Саян оно начинается на водосборах рек, расположенных на высотах 2000–3000 м.

Максимальные расходы воды (табл. 2) на степных реках в южных районах наблюдаются в середине апреля, у высокогорных рек – в конце мая-начале июня. У водотоков Среднесибирского плоскогорья максимумы приурочены к первой половине июня, а у рек Таймыра – к концу июня–началу июля. Подъемы уровня воды в период половодья составляют от 3 до 7 и более метров. При заторном характере вскрытия рек происходит дополнительный подъем уровней еще на 2–3 метра.

Таблица 2 - Характеристики уровня воды, см (над нулем графика)

№№

п/п

 Река-пункт

Период

наблюде-ний

Число лет

наблюдений

Высота нуля

графика,

м БС

 Высшие уровни Низшие уровни
годовой весеннего половодья

дождевых

паводков

 зимний летний
1 Енисей-Красноярск 1967-99 33 134,26 692 нет свед. 692 нет свед. 62
2 Енисей-Казачинское 1967-99 33 82,96 756 нет свед. 756 41 98
3 Енисей-Стрелка 1972-99 28 74,43 916 916 587 124 105
4 Енисей-Енисейск 1967-99 33 64,78 1106 1106 733 -24 168
5 Енисей-Ярцево 1967-00 34 41,63 1513* 1513* 637 128 214
6 Енисей-Ворогово 1967-00 33 33,40 1503* 1503* 468 133 185
7 Енисей-Бор 1967-99 33 19,84 2171* 2171 1026 339 563
8 Енисей-Селиваниха 1967-99 33 1,27 2241* 2241 696 163 213
9 Енисей–Игарка 1967-99 33 0,03 2182* 2182* 316 -42 -30
10 Оя-Ермаковское 1946-99 54 286,71 443 314 443 30 40
11 Кебеж-Григорьевка 1959-99 41 313,62 411 316 411 87 75
12 Туба-Бугуртак 1941-99 59 283,80 1057* 1057* 955 493 557
13 Кизир-Имисское 1932-99 68 305,64 1020* 1020* 939 613 643
14 Амыл-В.Кужебар 1964-99 36 337,50 731 731 704 362 374
15 Кача-Красноярск 1974-99 26 138,60 300 300 284 0 30
16 Кан-Ирбейское 1936-99 64 246,32 561* 561* 405 133 135
17 Кан-Канск 1932-99 68 197,98 562 501 562 -1 39
18 Ангара-Богучаны 1975-99 25 121,15 840* 840* нет свед. -115 -61
19 Ангара-Каменка 1975-99 25 108,36 1127* 1127* нет свед. 33 90
20 Тасеева-Машуковка 1964-99 36 40,84 1017* 1017* нет свед. 10 68
21 Б.Пит-Брянка 1933-99 67 14,.89 596 596 253 -14 -12
22 Сым-Сым 1944-99 56 71,63 1123 1123 812 524 459
23 П.Тунгуска-Ванавара 1933-99 67 242,67 1117* 1117* 472 -16 -12
24 П.Тунгуска-Байкит 1941-99 59 139,74 2076 2076 871 2 29
25 П.Тунгуска-Кузь-мовка 1932-99 68 42,51 (2123) (2123) 868 121 154
26 П.Тунгуска-Суломай 1978-99 22 28,46 2039 2039 509 114 164
27 Н.Тунгуска-Тура 1938-99 62 124,84 2350 2350 1088 130 229
28 Н.Тунгуска-Б.Порог 1927-99 73 14,02 3690 3690 1460 380 486
29 Чулым-Балахта 1937-99 63 293,08 545* 545* 424 165 167
30 Чулым–Красный Завод 1951-99 49 196,26 840* 840* 483 348 351
31 Чулым-Новобири-люссы 1974-99 26 165,39 832 832 нет свед. 340 316

* - уровни заторного происхождения

Более чем за тридцатилетний период наблюдений отмечено превышение критического уровня, выше которого начинается значительное затопление населенных пунктов, на р. Оя у с. Ермаковское – 10 раз, на р. Туба у с. Бугуртак – 12 раз, на р. Кан у г. Канска – 12 раз, на р. Большой Пит у базы Брянка - 4 раза, на р. Енисее у г. Дудинки – 19 раз.

Основными факторами, формирующими катастрофические половодья, являются большие снегозапасы (150-200% нормы) на речных водосборах, устойчивая холодная зима без оттепелей, позднее и дружное снеготаяние. Такие условия наблюдались в 1916, 1936, 1937, 1941, 1966 гг. в бассейне Верхнего и Среднего Енисея, в 1959 г. – на Нижнем Енисее и его притоках, в 1990 г. – в бассейне Нижней Тунгуски (табл. 3).

Таблица 3 - Критические значения уровней воды над нулем графика (см) и даты их наблюдения

№

п/п

 Река - пункт

Период

наблюдений

 Наивысший уровень за период наблюдений Наинизший уровень за период наблюдений при открытом русле
уровень дата уровень дата
1 Енисей-Красноярск 1967-99 692 1.08.88 62 28.11.67
2 Енисей-Казачинское 1967-99 756 3.08.88 98 5.01.89
3 Енисей-Стрелка 1967-99 916 27.05.73 105 19.11.78
4 Енисей-Енисейск 1967-99 1106 28.05.73 168 19.10.79
5 Енисей-Ярцево 1967-00 1513* 12.05.00 214 28.10.67
6 Енисей-Ворогово 1967-00 1503* 10.05.99 185 28.10.67
7 Енисей-Бор 1967-99 2171* 31.05.69 563 30.10.97
8 Енисей-Селиваниха 1967-99 2241* 29.05.99 213 29.08.79
9 Енисей-Игарка 1967-99 2182* 28.05.99 (-30) 23.10.85
10 Оя-Ермаковское 1946-99 443 24.08.85 40 31.10.49
11 Кебеж-Григорьевка 1959-99 411 23.08.85 75 17,20.08.98
12 Туба-Бугуртак 1941-99 1057* 9.06.66 557 23.10.78; 11.09,11.10.89
13 Кизир-Имисское 1932-99 1020* 21.04.77 643 8-21.10.89
14 Амыл-Кужебар 1964-99 731 15.05.87 374 22.08.74
15 Кача-Красноярск 1974-99 300 9.05.94 0

30.01.82; 23.01.87
16 Кан-Ирбейское 1936-99 561* 22.05.66 135 8-10.05.46
17 Кан-Канск 1932-99 562 5.08.60 39 28.10.89
18 Ангара-Богучаны 1975-99 840* 14.05.99 -61 20.10.75
19 Ангара-Каменка 1975-99 1127* 11.05.88 90 2.10.97
20 Тасеева-Машуковка 1964-99 1017* 10.05.66 68 23.10.89
21 Б.Пит-Брянка 1933-99 596 5.06.59 -12 14.09.34
22 Сым-Сым 1944-99 1123 14.06.83 459 29,30.08.98
23 П.Тунгуска-Ванавара 1933-99 1117* 9.05.99 -12 23-29.09.92
24 П.Тунгуска-Байкит 1941-99 2076 4.06.59 29 23-26.08.79
25 П.Тунг.-Кузьмовка 1932-99 (2123) 6.06.59 154 10.08.39
26 П.Тунг.-Суломай 1978-99 2039 12.05.99 164 27-28.08.94, 17.10.87
27 Н.Тунгуска-Тура 1938-99 2350 25.05.90 229 24.09.50
28 Н.Тунг.-Б.Порог 1936-99 3690 6.06.59 486 24-26.08.79
29 Чулым-Балахта 1937-99 545* 4.05.66 167 25-27.10.89, 29.09-3.10.98
30 Чулым–Кр.Завод 1951-99 840* 12.05.66 351 25.09-1.10.82
31 Чулым-Новобири-люссы 1974-99 832 26.04.85 30.05.92 340 22.09.81, 22.09.52

Так, катастрофическому наводнению 1966 г., имевшему место в бассейне Верхнего и Среднего Енисея предшествовала исключительно многоснежная зима. К концу зимы запас воды в снеге составил здесь 200–250% нормы и почти повсеместно превышал ранее наблюдавшиеся максимальные значения на 20-50%. В течение зимы температура воздуха была на 1–2° ниже нормы. Переход температуры воздуха весной через 0° в южных районах края произошел только в конце апреля (средняя дата 15 апреля). В период формирования первой волны половодья (первая половина мая) наводнения были почти на всех реках.

В бассейне р. Чулым (Балахтинский, Назаровский, Большеулуйский, Бирилюсский районы) в мае 1966 г. были подтоплены почти все населенные пункты, расположенные по берегам реки. Река вскрывалась с заторами льда. Было разрушено много мостов, размыты участки дорог. В бассейне р. Тубы при вскрытии средних и малых рек было подтоплено 28 населенных пунктов, разрушены мосты, размыты дороги (Курагинский, Каратузский районы). В бассейне р. Кан, также вскрывшейся с заторами льда, было подтоплено 30 населенных пунктов (Канский, Ирбейский районы). Был снесен железнодорожный мост через р. Большая Уря, в результате на 3 дня было остановлено движение по Транссибирской магистрали. В результате наводнения на участке Енисея от г. Абакана до г. Красноярска было полностью или частично затоплено около 25 населенных пунктов, в т. ч. частично г. Красноярск. Ниже Красноярска на Енисее особенно пострадали селения Ермолаево, Есаулово, Кубеково, Песчанка, Казачинское и другие. Всего по краю было разрушено или повреждено 270 автодорожных мостов.

Образование заторов льда при вскрытии рек весной – характерное явление для многих рек Красноярского края. Наводнения от талых вод с элементами затора льда при вскрытии рек чаще всего наблюдаются на отдельных участках реки, характеризующихся сложной конфигурацией русла (наличие островов, крутых поворотов и излучин, сужений). При этом существенное значение имеют также условия замерзания реки, погодные особенности зимнего периода, условия весеннего периода. Наиболее затороопасными в Красноярском крае являются участки рек:Кан, Чулым, Тасеева, Туба, участок р. Ангара ниже с. Богучан, р. Енисей ниже г. Енисейска, устьевые участки Подкаменной и Нижней Тунгуски.

Повторяемость образования заторов льда при весеннем ледоходе составляет на р. Туба у с. Бугуртак – 38%, на р. Кан у с. Подпорог – 41%, на р. Кан у г. Канска – 30%, на р. Большой Пит у базы Брянка – 40%, на р. Подкаменная Тунгуска – устье – 58%, на р. Нижняя Тунгуска у факт. Большой Порог – 88%, на р. Чулым у с. Балахта - 6%, на р. Тасеева у с. Машуковка – 48%. До ввода в эксплуатацию Енисейских и Ангарских гидроэлектростанций повторяемость заторов на Енисее у г. Енисейска составляла 85%, у с. Назимово – 89%, у с. Ярцево – 97%, у с. Ворогово – 98%; на р. Ангаре у с. Богучан – 62%, у д. Каменка – 57%.

На участке р. Енисей от Красноярской ГЭС до г. Енисейска после создания водохранилища отмечено снижение уровней весеннего половодья на 1,5–3 метра, включая уровни воды заторного происхождения, которые постепенно увеличиваются до естественных значений.

Основная часть весеннего стока рек, впадающих в Красноярское водохранилище, аккумулируется в нем и поэтому ниже ГЭС в период с апреля по июль расходы воды в 3–4 раза меньше, чем при естественном режиме. Это ликвидирует опасность весенних наводнений в г. Красноярске и других населенных пунктах, при этом снизилась повторяемость весенних заторов в нижнем бьефе ГЭС (табл. 4).

Таблица 4 – Частота повторений наводнений на р. Енисей

Пункт Число лет наблюдений Число лет с наводнениями Общее число лет с наводнениями
Снеговыми и снегодождевыми Снеговыми или снегодождевыми с элементами затора льда Зимними
Обычное Большое Обычное Большое Обычное Большое
До строительства ГЭС
д. Подкаменная Тунгуска 34 6 6 - - - - 12
с. Ворогово 55 4 - 16 11 - - 31
с. Назимово 35 - - - - - - -
с. Ярцево 33 3 2 4 5 - - 14
г. Енисейск 68 24 14 5 5 - - 47
с. Казачинское 67 25 4 6 5 - - 40
г. Красноярск 68 40 4 4 3 - - 51
После строительства ГЭС (1969–1999 г.)
д. Подкаменная Тунгуска 31 3 3 - - - - 6
с. Ворогово 31 - - 2 2 - - 4
с. Назимово 31 - - 1 - - - 1
с. Ярцево 31 1 1 1 - - - 3
г. Енисейск 31 4 2 - - 2 - 8
с. Казачинское 31 1 - - - 2 - 3

Как свидетельствуют данные таблиц 2и 3, высшие уровни весеннего половодья при заторном вскрытии на р. Кан у с. Ирбейское, на р. Туба у с. Бугуртак, на р. Тасеева у с. Машуковка, на р. Чулым у с. Балахта, на Енисее и Ангаре одновременно являются наивысшими за весь период наблюдений на этих реках.

Катастрофическим за весь период наблюдений был уровень половодья в 1999 г. на Енисее у с. Ворогово, вызванный образованием мощного затора льда ниже села. Образованию весеннего затора благоприятствовали и следующие факторы:

· особенности строения речного русла (многоостровье, сужения и резкие повороты русла на участке р. Енисея от с. Ярцево до Осиновских порогов);

· условия замерзания реки;

· погодные условия зимнего периода;

· условия весеннего вскрытия реки.

Ледостав на р. Енисей у с. Ворогово осенью 1998 г. установился 8 ноября – на 10 дней раньше средних сроков. Суммарные сбросы Красноярской и Усть-Илимской ГЭС, с учетом времени добегания, на эту дату составляли порядка 5000 м3/с. Нарушений режима сбросов ГЭС в период замерзания реки на рассматриваемом участке не было (режим сбросов регламентируется проектом: «Основные положения правил использования водных ресурсов Ангаро–Енисейского каскада ГЭС»). Ледостав установился при уровне 440 см над нулем графика поста (что выше среднего многолетнего на 1 м), без значительных подвижек льда.

Весной 1999 г. вскрытие р. Енисей у с. Ворогово произошло 9 мая, на 1–4 дня раньше обычного из-за аномально высоких температур воздуха (+25 … +30°С). Резкое потепление, с высоким фоном среднесуточной температуры воздуха, превысившим многолетнюю норму на 6–8 градусов, обеспечило интенсивное снеготаяние и резкое увеличение боковой приточности к р. Енисей. Основная волна снегового половодья на участке р. Енисей ниже г. Енисейска на 75% формировалась за счет бокового притока талых вод и лишь на 25% за счет сбросов ГЭС. Так, весной 1999 г. боковой приток составил 22300 м3/с, а суммарные сбросы ГЭС - 5700 м3/с.

К моменту начала резкого потепления лед не был ослаблен воздействием солнечной радиации. Вскрытие реки началось по наиболее неблагоприятному «заторному» варианту. Произошло быстрое взламывание еще прочного ледяного покрова с остановкой его продвижения в островах и каменных грядах в русле реки в 18 км ниже села, в районе Осиновского многоостровья. От образовавшегося ледового затора 9–10 мая произошло превышение уровня воды у с. Ворогово выше критической отметки на 4,6 м (максимальный наблюденный уровень составил 1503 см при критическом уровне 1040 см). Затор привёл к затоплению пониженных мест территории села. 9 мая, при повышении уровня, огромные льдины устремились по протоке Заимочный Шар, повреждая или полностью разрушая жилые дома в западной и северо-западной части села.

По заключению экспертизы, ущерб от наводнения составил 51,3 млн. руб. На 80% был затоплен населенный пункт (1417 чел.), эвакуировано 773 чел., разрушено 25 домов, 9 домов полностью снесено, разрушено 30% ЛЭП, дизельная электростанция, уничтожена звероферма серебристых лис, погибло 650 голов домашнего скота.

Наводнения от дождевых паводков

Дождевые паводки являются характерным явлением для режима рек Красноярского края. Разнообразие природных условий отдельных районов проявляется в различной продолжительности, сроках начала и окончания, высоте подъемов воды и объемах стока за паводок. Подъемы уровней воды от дождей достигают 50–100 см на реках лесостепных и степных районов и 150–550 см на реках горных районов края. Дождевые паводки, как правило, носят локальный характер и наводнения от них не распространяются на большие территории. Чаще всего они бывают в южных районах края, на реках Канско–Манского Белогорья, редко на левобережных притоках ниже г. Красноярска.

Классическим примером является катастрофическое наводнение от сильных ливней, прошедших в августе 1960 г. в бассейнах Маны, Бирюсы, Кана и некоторых других менее значительных рек края, имеющее разрушительный характер.

Интенсивный ливень, охвативший территорию около 200 000 км2, был фронтального происхождения. Фронтальная зона была ориентирована с района Семипалатинска на районы бассейна Среднего Енисея; вдоль нее смещалась серия циклонов, вызвавших обильные осадки. В верховьях рек Кана, Агула, Бирюсы, Поймы, Маны и других дождь шел с 30 июля по 5 августа без длительных перерывов. За семь суток выпало 2–3 нормы месячных осадков летнего периода.

Холодное и дождливое лето 1960 г. обусловило повышенное увлажнение почвы перед началом августовского паводка, что способствовало образованию повышенного стока дождевых вод. Обильные повсеместные осадки, местами ливневые, привели к образованию большого поверхностного стока и интенсивному подъему уровней воды в реках. Высота подъема уровней воды над меженью достигала на малых реках 1,5–2 м, а на более значительных реках 4–5 м. Подъем уровней вызвал небывалый для этого района разлив рек и привел к затоплению населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий, расположенных на поймах и в долинах рек. Особенно пострадал г. Канск, где было затоплено больше половины территории города.

Данное наводнение превышает по подъему уровней все наблюдавшиеся максимальные уровни весенних половодий и летне-осенних паводков на р. Кан у г. Канска, на р. Агул у с. Петропавловка, на р. Кунгус у с. Ильинка и относится к паводкам очень редкой повторяемости, оцениваемой приближенно как 1 раз в 200 лет.

Наводнения в период установленияледостава

На реках края ежегодно в октябре-ноябре образуется ледостав, которому предшествует период замерзания (возникновение заберегов, появление шуги, ледохода). Под ледяным покровом нередко образуются зажоры, в результате чего русло забивается шугой, и площадь живого сечения сокращается на 40–60%. При установлении ледостава и образовании зажоров уровни воды на реках резко поднимаются, а при особенно высоких подъемах вода выходит их берегов, затопляя прибрежную местность.

Наиболее актуальной эта проблема становится в период установления ледостава на основных водных артериях Красноярского края – реках Енисее и Ангаре, особенно после ввода в эксплуатацию Красноярской и Усть-Илимской ГЭС. В зимний период в нижних бьефах этих ГЭС образуется протяженная полынья (105–330 км). В районе кромки ледостава из-за резкого сжатия русла возникают подпорные явления, сопровождающиеся резкими подъемами уровней воды (до 7–9 м), особенно значительными в условиях нестабильного режима ледообразования, вызванного изменением погодных условий и сбросов ГЭС. Характерным явлением при замерзании Енисея и Ангары стали подвижки льда, наблюдаемые в начальный период ледостава (первые 5–10 дней).

Начальный период ледостава сопровождается значительными подъемами уровня воды, которые составляют на участке р. Енисей с. Ярцево-с. Назимово 4–8 метров, у г. Енисейска 5–9 метров, у с. Казачинское и на вышерасположенном участке 4–6 метров. До строительства ГЭС такие подъемы составляли 2–4 метра. В результате подвижек льда происходит дополнительный подъем (на 1–3 метра) и без того высоких уровней воды.

Со времени ввода в эксплуатацию Красноярской ГЭС на Енисее и ряда ГЭС на Ангаре (Иркутской, Братской, Усть-Илимской) отмечается ежегодное образование зажоров на участке среднего течения р. Енисей, в то время как в обычных условиях повторяемость зажоров составляла: у с. Казачинское - 6%, у г. Енисейска - 83%, у с. Назимово - 42%, у с. Ярцево - 25%. Сдвинулись и сроки образования зажоров: они стали появляться позднее - в декабре-январе, тогда как до зарегулирования реки зажоры наблюдались в ноябре-декабре. Максимальные зажорные уровни на участке реки Енисей от Красноярской ГЭС до с. Ярцево стали более высокими. Так, у с. Казачинское отмечен максимальный зажорный уровень в зарегулированных условиях - 717 см (1972 г.), в естественных - 346 см (1936 г.); у г. Енисейска соответственно 1030 см (1984 г.) и 704 см (1917 г.); у с. Назимово - 910 см (1984г.) и 405 см (1918 г.); у с. Ярцево - 1036 см (1977 г.) и 716 см (1938 г.).

Резкие подъемы уровней воды в периоды подвижек кромки ледостава, образования зажоров вызывают подтопления населенных пунктов и хозяйственных объектов, расположенных по берегам рек. Случаи подтопления имели место в зимнее время в г. Енисейске в 1978, 1980, 1984, 1989 гг.; в с. Стрелка в 1981, 1984 гг.; в с. Казачинское и с. Галанино в 1971, 1972, 1980 гг.; в п. Предивинск в 1978, 1985 гг.; у с. Кононово в 1974, 1977гг.; у с. Павловщина в 1990 г.

Особенно мощные осенние шуго-ледяные зажоры образуются в годы с длительным периодом замерзания реки, когда установление ледостава происходит с подвижками льда или с возобновлением ледохода. Именно в этих случаях, как правило, формируются наиболее мощные весенние заторы льда. Подтверждением сказанному может служить ситуация на р. Енисее, сложившаяся в 1999–2000 гг. на участке с. Назимово-с. Ворогово.

Установление ледостава на участке р. Енисей (Назимово–Ворогово) осенью 1999 г. происходило дважды. Первый раз ледостав установился 21–27 ноября 1999 г., на 1-5 суток раньше средних сроков. Затем 5 декабря произошел срыв кромки ледостава на участке протяженностью 350 км (от 40 км ниже устья Ангары до с. Ворогово). Вторично ледостав на вышеуказанном участке установился уже 6-24 декабря, что на день позже нормы. Причем, в Ворогово это произошло 6 декабря с образованием мощного зажора в 18 км ниже по течению, а в Ярцево ледостав установился 16 декабря, в Назимово – 24 декабря. Длительный период замерзания реки сопровождался подвижками льда, зашуговыванием русла, образованием торосов, навалами льда по берегам реки.

В первый раз ледостав на р. Енисее у Ворогово установился при уровне воды 313 см, у Ярцево – 355 см, у Назимово – 172 см, что ниже обычных на 2,0-3,0 м. Второй раз - соответственно при уровнях воды у Ворогово – 747 см, у Ярцево – 768 см, у Назимово – 649 см, что уже выше обычных на 3,4–4,2 м. Уровни воды при вторичном установлении ледостава на этом участке реки оказались близкими к экстремально высоким за весь период наблюдений. В течение зимы пропускная способность русла несколько увеличилась. Уровни воды понизились в Назимово – на 1,1 м, в Ярцево – на 1,4 м, в Ворогово - остались без изменения. Толщина льда к концу зимы на участке Енисейск–Ярцево была на 10–15 см, а в Ворогово на 30–50 см больше обычной. Таким образом, режим установления ледостава в ноябре-декабре 1999 г. на р. Енисей (Назимово-Ворогово) создал условия для образования заторов льда при вскрытии на указанном выше участке реки.

Стремясь не допустить повторения тяжких последствий затопления с. Ворогово весной 2000 г., в соответствии с решением Губернатора Красноярского края, Главным управлением ГО и ЧС администрации края с 10 марта 2000 г. до начала паводкового периода было проведено командно-штабное учение по теме: «Организация проведения практических мероприятий по предупреждению паводков в населенных пунктах Ворогово, Зотино Туруханского района». В рамках первого этапа учений выполнены ледомерные работы на участке Зотино–Ворогово, на втором этапе проведены профилактические взрывные работы. Схема профилактических взрывных работ была предложена Комитетом природных ресурсов по Красноярскому краю и согласована представителями заинтересованных организаций. Взрывные работы по предварительному рыхлению льда на 454–503 км р. Енисей в районе н.п. Ворогово и Зотино производились в период с 22 апреля по 7 мая 2000 г. ГП «Красноярсквзрывпром» совместно с работниками ГУ ГО и ЧС администрации края.

При аномалиях весеннего периода (повышенные температуры воздуха, снегозаносы) развитие процессов вскрытия р. Енисей на участке ниже устья р. Ангары происходило следующим образом. В срок, близкий к обычному (17 апреля), начался ледоход на р. Енисей у г. Енисейска. Уровень воды при вскрытии оказался на 2,0 м ниже обычного. Скорость продвижения кромки ледохода на участке Енисейск–Назимово составила 8–13 км/сутки (обычно она составляет 15–20 км/сутки).

Начало ледохода в с. Назимово отмечалось 5 мая, что на 6 дней позже обычного, а подвижки льда на участке Назимово–Ярцево начались 3 мая. Подвижки льда приводили к забивке русла реки ледовым материалом, уменьшению пропускной способности русла и подъемам уровней воды. В с. Назимово уровень воды превысил критическую отметку 5 мая в 22 часа и составил 1185 см (опасный 1050 см). Уровни воды выше критических на 1,0–1,4 м сохранялись в течение 2 дней. Наблюдались незначительные подтопления жилых домов и надворных построек.

Очень сложно происходило вскрытие в с. Ярцево. Уровень воды превысил критический 7 мая в 13 часов и составил 1242 см (опасный 1200 см.). Максимальный заторный уровень наблюдался 12 мая в 7 часов утра и составил 1513 см, что на 3,1 м превысило опасный уровень. Уровни воды выше критических сохранялись до 14 мая. 15 мая в результате искусственного разрушения льда уровень воды упал ниже критического на 3,5 м. В с. Ярцево было подтоплено 90% села, 373 жилых дома. Высота воды в домах составляла 0,2–2,0 м. Полностью была затоплена д. Леднево. Предварительный материальный ущерб от наводнения составил 71,1 млн. руб.

В с. Ворогово подвижки льда начались 9 мая. Сплошной ледоход начался 12 мая и максимальный уровень воды от затора льда составил 1315 см, на 2,8 м превысив критический. Уровни воды выше критических отметок наблюдались 12–13 мая. В эти же дни было затоплено с. Зотино.

В результате искусственного разрушения затора льда 14 мая уровни воды понизились до отметки 1027 см утром, а вечером – до 967 см. В районе Ворогово, где ледоход прошел беспрепятственно, подтопления были незначительными, что во многом было предопределено проведенными с 22 апреля по 13 мая профилактическими взрывными работами. Ледоход образовал отложения льда у берегов шириной до 100–150 м, высотой до 10–15 м. Наблюдались частичные повреждения линий электропередач, подтопления жилых домов, размыв дорог, повреждения мостов, гибель скота. Предварительный ущерб от наводнения в Зотино и Ворогово составил 18,2 млн. рублей.

Наводнения, вызванные увеличенными попусками из крупных водохранилищ в нижние бьефы гидроузлов

Для Красноярского края не менее актуальной является проблема наводнений, связанных с эксплуатацией крупных водохранилищ – Красноярского, Саяно-Шушенского на Енисее и Усть-Илимского на Ангаре. Регулирование стока водохранилищами влияет на гидрологический режим, и как следствие, на природно-хозяйственные условия в нижних бьефах гидроузлов. Инженерные сооружения высокого класса капитальности создают у населения иллюзию надежной защиты и провоцируют быстрый рост несанкционированного строительства на «защищенных» от затопления территориях. При внезапном затоплении таких территорий ущерб нередко оказывается очень высоким. В нижних бьефах ГЭС такие ситуации возможны при вынужденных увеличенных попусках из водохранилищ. Расчетные максимальные расходы в створе Саяно-Шушенской ГЭС составляют 13 300 м3/с, в створе Красноярской ГЭС – 20 600 м3/с, в створе Усть-Илимской ГЭС – 9 670 м3/с. При уровнях, соответствующих этим расходам, возможно значительное затопление поселений и хозяйственных объектов в нижних бьефах гидроузлов.

Сложная ситуация сложилась в августе 1988 г. в нижнем бьефе Красноярской ГЭС в связи с экстремально высоким притоком в водохранилище в третьей декаде июля из-за дождей. В июле на территории края преобладала дождливая прохладная погода, увлажнение почво-грунтов было высоким. В третьей декаде июля 1988 г. в южных районах края прошли продолжительные дожди, наиболее интенсивные 24–28 июля. Сумма выпавших осадков за тот период была близкой к месячной норме за июль, местами на 20–80% превышала ее. На многих реках Верхнего Енисея 26–31 июля 1988 г. сформировались дождевые паводки с интенсивностью подъема уровня за сутки 1–2 метра, обусловившие экстремально высокий приток в водохранилища Саяно-Шушенской и Красноярской ГЭС.

Суммарный приток в оба водохранилища к 31 июля составлял 14200 м3/с. Во избежание переполнения Красноярского водохранилища возникла необходимость увеличения сбросов в нижний бьеф ГЭС от 3800 м3/с до 12 000 м3/с. Максимальный расход 12 400 м3/с зафиксирован у г. Красноярска 1 августа 1988 г. при уровне 692 см, он является наивысшим за период наблюдений с 1967 по 1999г.

В связи с резким повышением уровня из-за резко увеличенных сбросов, ниже плотины был разрушен причал завода железобетонных изделий, затоплен пос. Лесников, унесен лес с Манского сплавного участка. Городскому хозяйству нанесен значительный ущерб: унесен лес на Красноярском ДОКе и ЛДК, разрушены запани, подтоплена территория комбайнового завода (цеха, насосная станция, АЗС и др.), затоплены водозаборы на островах Татышева, Казачьем, в Гремячем логу и др. В совхозе «Красноярский» Березовского района были затоплены поля, насосные станции, дороги местного значения.

Предусмотренный проектом «Основных положений правил использования водных ресурсов Красноярского водохранилища на р. Енисей» максимальный попуск в нижнем бьефе Красноярской ГЭС составляет 13200 м3/с. Однако, при увеличении сбросов ГЭС до 12400 м3/с уровень по водпосту Красноярск превысил допустимый из-за стеснения русла реки (перекрыты и сужены протоки, произведено наращивание прибрежных русловых участков и их застройка). В связи с тем, что ликвидировать несанкционированное строительство не представляется возможным, важное значение для минимизации ущербов от аварийных пропусков в нижний бьеф гидроузлов имеет своевременное оповещение городских служб и населения об ожидаемых изменениях уровней воды.

Разрушения плотин малых водохранилищ

На территории Красноярского края в настоящее время эксплуатируется около 11 тыс. водохозяйственных объектов. В их числе 94 водохранилища с объемом более 1 млн. куб. м, 970 прудов с объемом более 100 тыс. куб. м, 105 объектов – загрязнителей, представляющие экологическую опасность (накопители отходов различных производств), 47 защитных дамб протяженностью 94,2 км, 238 сооружений для очистки и сброса сточных вод, 74 выпуска неочищенных стоков, 164 поверхностных водозабора (из них 25 питьевого назначения).Назначение этих объектов самое разнообразное: для обеспечения водоснабжения сельского хозяйства, населения, для целей орошения сельскохозяйственных угодий, рекреации, рыбоводства, а также для защиты населенных пунктов и промышленных объектов от подтопления.

Острой является проблема обеспечения безопасности гидротехнических сооружений, так как значительная их часть эксплуатируется более 20 лет, требует срочного ремонта и восстановления. Находясь в черте крупных населённых пунктов или выше их по течению рек и являясь объектами повышенного риска, гидротехнические сооружения при разрушении могут привести к катастрофическим затоплениям обширных территорий, населённых пунктов, объектов экономики, гибели людей, длительному прекращению судоходства, сельскохозяйственного и рыбопромыслового производства.

Недостаточное внимание к надзору за состоянием плотин, отсутствие эксплуатационных служб, отсутствие средств на текущий ремонт и восстановительные работы, а также ошибки при устройстве плотин (недостаточная пропускная способность водосбросных устройств, несовершенные конструкции трубчатых и поверхностных водосбросов, дефекты строительства плотин) приводят к ежегодным их разрушениям. Разрушения и повреждения плотин в основном приходятся на весенний период интенсивного снеготаяния. Только за период с 1995 по 2000 гг. паводками разрушено более 100 малых плотин и защитных дамб.

Наибольшие последствия имело разрушение плотины Лебедевского пруда в Каратузском районе, построенного на реке Джеп (приток р. Каратузки), весной 1998 г. Разрушение плотины и спуск пруда с объемом воды 4,75 млн.м3 произошли 8 апреля 1998 г., что привело к резкому повышению уровня воды в р. Каратузке. Было подтоплено 423 жилых дома в районном центре с. Каратузское, расположенном ниже пруда, размыто более 3,6 км дорожного полотна, разрушен пешеходный мост, пострадало 1234 человека, один человек погиб. Основной причиной разрушения водосброса и примыкающего к нему участка грунтовой плотины, как было установлено при анализе случившегося, явились недостатки конструктивных решений, изменения, внесенные в ходе строительства водосброса в 1987 г. и суровые зимние условия. В результате этого чрезвычайного происшествия экономике края нанесен ущерб в 2,1 млн. руб.

На территории Красноярского края более 40 гидротехнических сооружений на прудах и водохранилищах находятся в аварийном и неудовлетворительном состоянии, требуют капитального ремонта. Все они представляют угрозу населенным пунктам и хозяйственным объектам в период прохождения половодья и паводков. Так, в период весеннего половодья 1999 г. в Абанском и Дзержинском районах было повреждено 14 плотин прудов на реках Усолка, Абан и их притоках. Из-за переполнения прудов и перелива воды через гребни плотин произошло их разрушение и подтопление населенных пунктов, расположенных по берегам рек. Только в этих двух районах края было затоплено 200 жилых домов, размыто около 10 км автомобильных дорог, разрушено 7 мостов. Из-за сбросов воды переполненных прудов продолжительному затоплению подверглись 36 жилых домов в Тасеевском районе, здесь было размыто 3,4 км автодорог, разрушено 2 моста.

Число аварийных сооружений ежегодно увеличивается после прохождения весеннего половодья и летне-осенних паводков. Причиной этому является недостаточное финансирование, а чаще всего полное отсутствие средств, необходимых для приведения водохозяйственных объектов в удовлетворительное состояние. Различного рода ремонтно-восстановительные работы на плотинах, берегоукрепительные работы в районе населенных пунктов должны быть регулярными, чтобы избежать аварийных и даже чрезвычайных ситуаций на водотоках.

Основные направления исследований и мероприятия по защите от паводков и наводнений

Разработанная примерно 30 лет назад методика прогноза максимальных уровней весеннего половодья и притока воды в водохранилища сибирских ГЭС в настоящее время существенно пересмотрена с целью повышения точности и степени детализации прогнозов.

Гидролого-математическая модель формирования стока весеннего половодья базируется на результатах исследования сложной системы гидрометеорологических процессов, которые включают:

· накопление снега в холодный период года в горах и на равнинах, снеготаяние и поступление талой и дождевой воды на поверхность почвы;

· поглощение и задержание воды водоудерживающей емкостью речного бассейна;

· образование динамичного запаса воды на склонах и его сработку в русловую сеть;

· движение воды по руслам к замыкающему створу речного бассейна.

Многофакторность и ограниченные возможности мониторинга этих процессов не дают больших возможностей для применения строгих методов физико-математического описания паводков. Для решения задач оперативного гидротехнического прогноза было предложено использовать технологические возможности наземной станции приема цифровой информации с американских искусственных спутников Земли NOAA, установленной в 1994 г. в Красноярском научном центре СО РАН. Было разработано программное обеспечение, позволяющее осуществлять оперативную автоматизированную обработку спутниковых данных о заснеженности речных бассейнов по результатам многозональной космической съемки (АРМ «SNOW»):

· представить на экране цифровое цветное изображение территории в видимом и инфракрасном диапазонах спектра;

· провести географическую коррекцию изображения и совместить его с картой высот рельефа в горизонталях;

· провести классификацию изображения для разделения его на области, покрытые снегом, растительностью и облаками;

· автоматически рассчитать площадь заснеженности территории бассейна и её распределение по высотным зонам.

Полученная информация позволяет проводить расчет снеготаяния в рамках математической модели стока с учетом динамики площадей заснеженности. В настоящее время накапливается опыт использования модели для прогноза притока воды в водохранилище Красноярской ГЭС на декаду, месяц и квартал (Бураков, 1996).

Значительные трудности представляет разработка достаточно надежных методик прогноза высоких уровней воды, вызванных зимними заторно-зажорными явлениями для зарегулированных участков реки Енисея. В трудах сотрудников ИВМ СО РАН рассмотрены математические модели термического и ледового режима реки и выполнены вычислительные эксперименты динамики длины полыньи для нижних бьефов существующих и проектируемых ГЭС Сибири. Модели ИВМ СО РАН требуют задания детальных исходных данных, ограниченность которых и неизбежные упрощения при физико-математической постановке задачи приводят к необходимости проведения специальных исследований. В связи с этим были разработаны сравнительно простые физико-статистические модели, параметры которых определяются по данным многолетних наблюдений, требуют значительно меньшего объема исходных данных и обеспечивают достаточно высокую точность. Модели базируются на исследованиях взаимосвязи элементов зимнего режима (сроков установления ледостава, подвижек льда и подъемов уровней воды) с гидрометеорологическими, ледово-термическими и гидродинамическими характеристиками. В основу положены современные методы гидрофизических расчетов характеристик термического режима рек (теплообмен водной поверхности с атмосферой; расстояние до нулевой изотермы; расходы шуги и др.), а также статистические приемы выявления прогностических зависимостей по данным многолетних наблюдений. Оправдываемость прогноза по предложенной методике составляет 83–92% .

Особую сложность представляют прогнозы максимальных весенних заторных уровней воды. Исследования по прогнозам заторообразования для участка р. Енисей в районе поселков Ярцево–Ворогово в 2000 г. показали, что успешное решение этой задачи возможно на базе расчетных уравнений регресии для основных показателей, учитывающих условия образования заторов. К ним относятся: расход воды по г. Енисейску на дату вскрытия Енисея у с. Ворогово, сумма положительных температур воздуха от даты перехода через 0°С до даты вскрытия по г. Красноярску, максимальная толщина льда, максимальный уровень при ледоставе, запас воды в снеге и другие.

Дальнейшие исследования по прогнозированию максимальных заторных уровней воды должны включать:

· разработку автоматизированной гидролого-математической модели прогноза расходов воды у г. Енисейска и других створах р. Енисей;

· развитие сети мониторинга на р. Енисей, в том числе восстановление закрытых и создание новых пунктов водомерных наблюдений;

· постановку дополнительных исследований ледохода, зажоров и заторов льда;

· развертывание космического мониторинга ледовых процессов с использованием информации высокого разрешения.

В настоящее время накоплен определенный опыт и разработаны различные методы инженерной защиты от наводнений. К ним относится создание противопаводковых водохранилищ, обвалование русел рек, проведение русловыправительных работ, повышение местности путем подсыпки грунта, дренирование затопляемых территорий, укрепление берегов, искусственное регулирование ледовых явлений на реках в целях борьбы с заторными и зажорными явлениями.

Однако практика показывает, что одни только инженерные мероприятия не могут обеспечить полной защиты от наводнений. Связано это не только с недостаточным противопаводковым строительством, ошибками при его осуществлении или с неразумным ведением хозяйства. Очень часто после сооружения гидротехнических сооружений у людей, живущих на подверженных наводнениям территориях, возникает уверенность, что возможность затопления исключена. Они начинают осваивать новые земли, строят жилые здания и промышленные предприятия, прокладывают дороги. В случае же формирования половодья или паводка редкой повторяемости, возможность которого исключать никогда нельзя, защитные сооружения не способны предотвратить катастрофу и ущерб от затопления многократно увеличивается. Статистика свидетельствует о более высокой повторяемости катастрофических наводнений в регионах позднего освоения, к которым относится и Красноярский край. Решение вопроса видится в регулировании хозяйственного использования пойм и водосборов. Такое регулирование должно базироваться на следующих главных принципах:

· рациональное использование паводкоопасных территорий, при котором ущерб должен быть минимальным;

· возведение надежных и максимально эффективных инженерно-защитных сооружений, минимально нарушающих природную среду;

· использование природных и хозяйственных особенностей территории для защиты от паводков и затоплений;

· охват намечаемыми мероприятиями всего водосбора, а не отдельных его участков.

На основе прогнозирования наводнений предлагается осуществлять зонирование паводкоопасных территорий, критерием которого является повторяемость их затопления паводками различной обеспеченности, и составление карт размеров страхования от наводнений. Значительные ущербы от паводков и затоплений на территории Красноярского края обусловлены тем, что 52 населенных пункта в 14 районах размещены на паводкоопасных территориях. В населенных пунктах среднего течения Енисея, р. Кан и др. изменились в сторону уменьшения критические отметки, выше которых происходит затопление населенных пунктов. Так, если в 1970 г. величина критической отметки уровня воды на Енисее у г. Енисейска была 1200 см, то в 1999 г. – 1050 см, у с. Ярцево соответственно – 1500 см и 1350 см, у с. Ворогово – 1300 см и 1200 см, у г. Игарки – 1900 см и 1800 см, на р. Кан у г. Канска – 450 и 370 см и т. д. Вышеуказанные цифры свидетельствуют о том, что население осваивает территории, которые изначально являются зоной высокого риска. В данном случае для уменьшения величины ущерба от наводнения наиболее приемлемым видится административный метод - полное запрещение хозяйственной деятельности на заведомо опасной территории.

В связи с тем, что наводнение – прежде всего, социально-экономическая проблема, задача регулирования паводков (регулирование ущерба от них) должна быть признана главной целью мероприятий по защите от наводнений.

В 2000 г. за счет средств от платы за пользование водными объектами была разработана краевая целевая программа по снижению рисков и смягчению последствий чрезвычайных ситуаций, вызванных наводнениями и паводками на период реализации её мероприятий в 2001–2005 гг. Заказчиком программы определено Главное управление по делам ГО и ЧС при администрации края. Координатором и разработчиком программы определен Комитет природных ресурсов по Красноярскому краю.

Главной целью программы является минимизация ущерба от ЧС, вызванных паводками и наводнениями, повышение уровня защиты населения, охрана и рациональное использование земельных и водных ресурсов. Система программных мероприятий включает следующие разделы:

· нормативно-правовое, методическое и информационное обеспечение программы;

· проведение научно-исследовательских работ;

· организация системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций;

· создание страховой защиты от чрезвычайных ситуаций, вызванных паводками и наводнениями;

· выполнение предупредительных работ, включающих: ремонтно-восстановительные работы на плотинах, берегоукрепительные работы, строительство защитных дамб, расчистку и спрямление русел рек;

· природоохранные мероприятия на защищаемой от наводнений территории.

Реализация программы позволит предотвратить ущерб, связанный с разрушением и затоплением жилых домов, производственных объектов, транспортных коммуникаций, сельскохозяйственных угодий, будет способствовать закреплению населения в местах проживания, улучшению качества поверхностных вод и общей экологической ситуации в регионе.

С выходом федерального закона «О безопасности гидротехнических сооружений» и Постановления Правительства РФ от 06.11.98 г. «Положение о декларировании безопасности гидротехнических сооружений», в крае началась планомерная работа, включающая инвентаризацию существующих малых гидротехнических сооружений, поднадзорных Министерству природных ресурсов РФ, выявление их собственников, и аварийных объектов. С введением платы за пользование водными объектами появилась возможность начать ремонтные работы на аварийных сооружениях, переданных в муниципальную собственность, включая их в программы мероприятий, финансируемых за счет платы за воду. Ответственность за безопасность гидротехнических сооружений в законодательном порядке возложена на собственников таких сооружений с обязательным представлением деклараций безопасности гидротехнических сооружений. В Министерстве природных ресурсов РФ создана необходимая нормативная база, определен порядок составления деклараций безопасности гидротехнических сооружений и проведения государственной экспертизы деклараций. Эти мероприятия должны способствовать повышению ответственности собственников сооружений за их безопасность, за возмещение ущербов, причиненных их возможным разрушением.

Текст на этой странице подготовлен по материалам издания –

Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты.
Региональные проблемы безопасности. Красноярский край. – М.: «Знание», 2001. – 500 с.