Изначально исследователи планировали воспользоваться данными отечественных спутников “KazSat”. Однако за эту информацию, как оказалось, нужно заплатить. Выручила съемка Европейского космического агентства “Sentinel” и американских спутников “Landsat”. Эти кадры с разрешением 10 метров в одном пикселе выложены в свободном доступе в Интернете. Совершенно бесплатно! Точно так же в открытом доступе есть программы, предназначенные для обработки такой съемки – “Q-GIS”, “SAGA”. Скачивай, пользуйся. Единственный недостаток – это зависимость от погоды.
“Цифра” в помощь
В Республиканском комитете по чрезвычайным ситуациям уже предупредили о возможном неблагоприятном развитии паводка в Восточном Казахстане. Снега выпало много, запаса воды в снеге больше, чем обычно. Только в районе Алтай с начала года выпало около 3 метров снега, в горной местности его на 15–50 процентов больше, чем обычно. Похожая ситуация в Шемонаихинском, Бородулихинском, Глубоковском районах.
Только за последнее десятилетие от весеннего половодья в разной степени пострадали практически все уголки области. Достаточно вспомнить тот же Алтай, где в 2018 году под воду ушли десятки домов, погибли скот и хозяйства. В целом года не проходит, чтобы где-то не смыло мосты, не повредило дороги, дамбы, не разрушило дома и хозпостройки.
Самое неприятное, как признают в службе по чрезвычайным ситуациям, крайне сложно угадать, в каком районе “рванет” на сей раз.
Если традиционно наиболее уязвимыми считались населенные пункты вдоль рек Бухтармы, Ульбы, Убы, то в последние годы нередки бедствия в степных и, казалось бы, маловодных районах.
– Департамент по чрезвычайным ситуациям и органы исполнительной власти очень заинтересованы в прогнозировании и моделировании паводков, – рассказал Андрей ОХОТЕНКО, инженер-исследователь Восточно-Казахстанского государственного технического университета имени Даулета Серикбаева. – На сами паводки мы повлиять не в силах, с природой не поспоришь. Но мы можем посмотреть, где и почему в регионе образуются подтопления. Можем понять, как минимизировать ущерб или вообще не допустить ЧС.
Паводок в 3D
Основным инструментом исследования по “паводковому” проекту стало программное обеспечение MIKE, позволяющее получить трехмерную модель гидродинамических процессов. По сути, это пакет инженерных программ, дающих 3D-картинку поведения воды как на поверхности, так и под землей. Чем полнее база статистических данных, тем точнее прогнозная модель. Работа, по словам специалиста, небыстрая. Необходимы наблюдения, 3D-съемка, обработка данных со спутника.
– Считается, что опасный паводок возникает в снежные годы, – поделился рассуждениями специалист. – Но это не совсем так. Снега в нашем крае всегда много, но большая вода случается не каждый год. Как показало наше исследование, зачастую сильный паводок происходит там, где снега как раз мало. Это Тарбагатайский, Зайсанский, Бескарагайский районы. Дело в том, что, когда покров минимальный, земля промерзает. Талая вода не уходит в грунт, а скапливается в низинных местах и приводит к разливу.
В качестве примера исследователь привел ситуацию, когда в конце марта 2019 года подтопило село Бескарагай. Виновным посчитали местное озеро Куликовское. Чуть ли не круглые сутки сотрудники ЧС и местный акимат наращивали многокилометровую дамбу. Но результата не было, часть села по-прежнему тонула. Как выяснилось, ЧС спровоцировала нарушенная циркуляция между поверхностными и грунтовыми водами. С одной стороны, плотная почва из песка и глины промерзла на глубину от 10 до 30 сантиметров и не впитывала талую воду. С другой – в ходе земляных работ при строительстве сельского водопровода был нарушен естественный природный сток грунтовых вод.
По словам специалиста, справиться с проблемой помогла цифровая технология. С помощью моделирования были выявлены все естественные низинки, и служба ЧС смогла принять решения. Подогнали экскаватор, пробили промерзшую корку, и вода стала уходить на глазах.
– Зачастую проблему усугубляют техногенные сооружения, – отметил специалист. – Это могут быть трубопроводы, технологические насыпи, например, под опоры ЛЭП, дороги. Они становятся своего рода плотинами, и вода скапливается.
Всевидящее око
Эта зима, как назло, выдалась очень пасмурной. Тем не менее, по словам инженера, даже при скудной базе данных на спутниковых снимках хорошо просматриваются зоны, где снежный покров минимальный. Это равнинные, продуваемые территории возле озера Зайсан, отдельные участки в Катон-Карагайском и Уланском районах, большие площади в Курчумском и Тарбагатайском районах. Причем в отличие от Курчумского района в Тарбагатайском плотность населения выше и инфраструктурных сооружений больше.
– Земля практически голая, идет промерзание почвы, – пояснил инженер. – А если еще учесть естественные препятствия в виде техногенных сооружений, можно говорить, что будет разлив воды.
Для самого университета проект по паводку любопытен исключительно с научной точки зрения. Для этого нужны многочисленные метео- и гидрологические посты, снегомерные партии. По-хорошему, проект требует совместной работы с Казгидрометом.
Когда лучшая защита – отступление
По мнению исследователей, давно назрела необходимость решения проблемы исторической застройки в водоохранной полосе. Многие дома, расположенные в местах естественных подтоплений, владельцы смогли зарегистрировать в переходные 1990-е годы. Сейчас все “красные” зоны выявлены, определены.
И в акиматах только разводят руками: избавиться от подтоплений невозможно – нужно менять русла рек. Людей в беде тоже не бросишь.
Так и получается: что ни весна, то в поселках вдоль рек и притоков начинаются спасательные операции по эвакуации людей, скота, сооружению дамб.
– Природу не обманешь, – заключил инженер-исследователь университета. – Когда в усть-каменогорских пригородах начинаются подтопления, нужно понимать, что дело не в нерадивости коммунальных служб или чеэсников. Просто дома построены не там. Конечно, они оказывают влияние и на экологию. Люди держат скот, хозпостройки. В паводок всю эту грязь смывает в реки, и так каждый год. Не зря же эти участки называют водоохранной полосой и водоохранной зоной. На наш взгляд, людей дешевле переселить, чем бороться с водой, которая никуда не денется.
УСТЬ-КАМЕНОГОРСК