Заслон против стихии

В реальной жизни все гораздо сложнее: Сырдарья ревет, бушует, разрушает. Однако схема спасения та же: вытащить из беды (воды), обогреть, спасти.
Вряд ли стоит подвергать сомнению то, что безопасность жителей любого населенного пункта, расположенного на берегу моря или реки, очень часто, в заранее известные времена года, зависит от надежности береговых защитных сооружений. Тех, которые способных защитить от, скажем так, регулярной, стихии воды, что настигает людей во всех уголках планеты.
Легенда о старой дамбе
Полвека, точнее, 55 лет назад, в 1953 году (год Водяной Змеи), Сыр-Дарья уже заливала Кызылорду. Старожилы отлично помнят, что тогда больше всего пострадала западная часть города. После чего мудрые отцы города настояли на том, чтобы была поставлена капитальная, надежная дамба, вдоль своенравной реки, практически по всей протяженности города. Председатель горисполкома тех лет, Долдаш Алисов добился приезда специальной комиссии из Москвы, после чего и выдали компенсацию пострадавшим кызылординцам, и главное, — приняли решение о возведении капитальной дамбы.
При разработке проекта были проведены серьезные исследования, — взяли анализы грунта, почвы, и т.д., было учтено и наличие подпочвенных вод! Последний раз Сырдарья бушевала здесь в 1961 году, но именно благодаря новой, уже капитальной дамбе, город не пострадал, дамба «выстояла», защитила. Однако, в конце 90-х годов, новые отцы города приняли решение, и — капитальную дамбу «срыли», к сожалению старожилов! Построили набережную, отдали участки земли в пойме реки под застройку… И теперь, благодаря столь недальновидному решению, разливы Сырдарьи регулярно уничтожают дома горожан.
И ту старую, надежную, советскую дамбу теперь вспоминают добрым словом. (Кстати, земли вдоль Капчагая раздают примерно по такой же опасной схеме!). Более того, отсутствуют также береговые защитные дамбы на значительном протяжении русла реки. Наибольшую опасность представляет состояние старых защитных дамб и Казалинского гидроузла.
Юг Казахстана затоплен — «глобально потеплевшая» погода проиллюстрировала свой нрав вполне предсказуемыми последствиями, а сами предсказания отнюдь не стали гарантией спокойствия и безопасности жителей региона.
Уже часть населенных пунктов осталась без крова — жилища разрушены водой!
Как утверждает замначальника ГУ «Каазселезащита», кандидат географических наук, известный эксперт по ЧС, Вадим Виноходов, ситуация в шымкентской части реки Сырдарьи — критическая.
По предварительным прогнозам, в этом году площадь затопления при паводке на Сырдарье в ЮКО может достигнуть 10 000 га.
Эвакуированные жители из зоны паводка размещены в санатории «Сарыагаш». Сырдарья поглотила сотни голов скота, имущество. Люди остаются без крова.
Лед тронулся!
Ожидается «тотальная бомбардировка» земляных дамб на реке Сырдарье, маленькими айсбергами, проплывающими на большой скорости, с мощью инерции, среди более мелкого ледяного же крошева. Местами толщина льда превышает 100-сантиметровую отметку. Как известно, чем толще лед, тем большим весом он обладает, и тем больше сила его инерции при движении вниз по реке, с определенной скоростью. Это означает, что при «ледоходе» громадные ледяные глыбы прорвут земляные береговые укрепления!
Ситуация в бассейне реки Сырдарьи накаляется, сброс воды из Шардаринского водохранилища в реку увеличился до 700-800 кубометров в секунду.
Однако, поговорка «Надейся на лучшее, а готовься к худшему» на данный момент как нельзя точнее отражает положение: потенциальная опасность угрожает даже Кызылорде, в зоне возможного затопления более 50 населенных пунктов, где более 200 000 человек населения, кроме того, на этой же территории находится более 10 участков железной дороги, 800 км линий электропередач, 25 км связи, многие мосты, автомобильные дороги.
Ведется работа с местным населением — по теоретической подготовке к чрезвычайной ситуации. Заранее дислоцированы в опасном районе значительные силы МЧС, ВС, медицинские посты и техника.
Уже началась эвакуация жителей наиболее опасных поселков ЮКО. Наиболее «опасные» жилища, что в низинах реки, уже пусты, хозяева вывезли свое имущество, дома опечатаны и взяты под охрану, хотя очевидно, что эти жилые строения вряд ли уцелеют. Однако в некоторых населенных пунктах уже наступил час «Х», даже спасти свое имущество сельчане просто не успевали. Буквально через несколько часов рухнули крыши наиболее ветхих строений, что можно было увидеть только после восхода солнца, либо с плывущей лодки, либо с вертолета.
И здесь будет нелишне вспомнить «уроки истории», а коль скоро речь пойдет о дамбах — тех «рамках», в которых пытаются удержать реки, то отличным образцом нам могут стать американские дамбы, прорвавшиеся в период знаменитого урагана «Катрина». С той лишь разницей, что в США тогда была теплая погода, конец августа, а казахстанцы будут вынуждены «выживать» в условиях ледяной воды.
Нам бы дамбы…
Ураган «Катрина», бушевавший в США в начале XXI века, снес дамбы и иные укрепления «вскипевшей» стихией воды. Ущерб им нанесенный был подсчитан позднее — тысячи человеческих жизней и около 125 миллиардов долларов. Однако, по мнению американских (и не только) экспертов, жертв и масштабных убытков можно было бы избежать, если бы укрепления были готовы, «на всякий случай», как и предписывалось законом.
Кроме того, у жертв урагана «Катрина», после разгула стихии появились новые проблемы — разгул мародерства, насилие, причем — в невероятных масштабах!
Итак, краткий экскурс в недавнюю, но уже историю. На рассвете 29 августа 2005 г. ураган Катрина обрушился на штат Луизиану, а к ночи уже были прорваны защитные дамбы в Новом Орлеане (Нью-Орлеане). После всего, что произошло, в потрясенных масштабами катастрофы штатах Америки, было решено создать специальную комиссию по изучению причин прорыва дамб. В состав «штаба» вошли четыре группы экспертов, в том числе, группа Американского общества инженеров-строителей (American Society Civil Engineers, ASCE), возглавляет которую инженер-строитель и инженер-эколог Питер Николсон.
В своих «свидетельских показаниях» Сенату США эксперт Питер Николсон официально заявил, что его группа выявила 4 причины, 4 различных механизма разрушения, которые привели к образованию тех десятков брешей в системе дамб, что и привело к трагическим последствиям!
Способы, механизмы разрушения были практически идентичными: и для более крупных земляных дамб, по берегам рек и озер, и для бетонных стен, — судоходных и дренажных каналов.
Эти механизмы являются причиной большей части прорывов дамб во всем мире (не только в США), — ведь так или иначе, вода ослабляет основание заградительного барьера, в результате чего он (она — дамба, насыпь, т.д.) — разрушается, и затем — окончательно рушится.
Как утверждают американские эксперты из ASCE, самое важное — это основание дамбы, ведь оно должно быть достаточно прочным. Поэтому в поймах, где почвы практически всегда влажны, необходимы именно земляные дамбы, но их характеристики должны меняться, через каждые 20-30-40 метров. Окончательный выбор трассы зависит от прочности почвы, от местного напора воды, — таково мнение членов комиссии по урагану Катрина.
Строительство начинается после обследования (разведки) местности, бурения шурфов, — с целью определения характеристик почвы (на данной местности).
И только затем, после этого, вдоль трассы прокладывают неглубокие траншеи, до подстилающего грунта. Важный, ответственный момент: задача инженеров в том, чтобы предотвратить «фильтрацию», просачивание именно под дамбой, или через ее «тело». То есть, следует укрепить склоны дамбы, задать запас высоты и прочности, с учетом «оседания» (осадки, просадки грунта) в будущем. А это может случаться в пределах 5 % для грунтов, уплотненных в процессе строительства, а также 15 % , соответственно, для неуплотненного материала. Существует правило: новым дамбам следует дать время на «просадку» — 1-2 года, и уж только после этого окончательно обрабатывать поверхности новых насыпей.
Что касается параметров дамбы — высоты, глубины основания или шпунтовой стенки, качества материалов, степени уплотнения грунта (которая достигается методом послойного укатывания грунта, с помощью специальной техники, — дорожных «катков» для укладывания асфальта и т.п.), как и способа укрепления склонов, — все они зависят от масштабов финансирования проекта по укреплению «брони» и от предполагаемой катастрофы.
Таким образом, после завершения исследования были составлены все отчеты для выяснения причин затопления Нового Орлеана и побережья Мексиканского залива. Что же явилось настоящей причиной масштабов катастрофы? Были ли проекты самих дамб плохими, а возможно, виновато некачественное строительство, или то, что называется «недостаточный размер дамб»?
Однако, как позднее выяснилось, еще задолго до урагана Катрина в этих штатах специальные службы давно предписывали (в рабочем порядке) уделить должное внимание необходимым мерам по укреплению существующих дамб. Но, увы, тщетно, и, как ясно показала практика — преступная халатность ответственных муниципальных чиновников непростительно дорого обошлась миллионам людей, в большей или меньшей степени разрушенных стихией штатах Америки.
Итак, учитывая, что у нас на Сырдарье напор воды будет усиливаться — ударами больших и малых кусков льдов, можно предположить, какой «бомбардировке» подвергнутся земляные ограждения и дамбы, и как долго они выстоят?!
Дамбы, как они есть
Дамба (от голландского «dam») — гидротехническое сооружение, аналогичное по устройству грунтовой плотине. Различают дамбы напорные (для защиты речных и морских прибрежных низменностей от затопления, обвалования каналов, сопряжения напорных гидротехнических сооружений, гидроузлов с берегами) и безнапорные дамбы (для регулирования речных русел, улучшения условий судоходства и работы водопропускных и водозаборных сооружений).
Дамбы обычные — это земляные насыпи. Если грунты песчаные, то они прочны, но — водопроницаемы. Если грунты глиняные, то менее устойчивы, но меньше пропускают воду.
Конструкции дамб бывают разными, но в принципе, они имеют (должны иметь) общее сходство: основание любой дамбы должно быть укрепленным, а обращенный к воде склон необходимо выложить глиной, укрепить дерном, насыпью из камня. В этом случае — наибольшую устойчивость против эрозии — обеспечивает бетон (цемент), наименьшую — дерн.
По схеме это выглядит почти как ватрушка — высоким бортиком из теста держащая более жидкую (по консистенции) начинку.
Как разрушаются дамбы
Стыки — «тонкое» место, где, как в известной поговорке, — все и рвется. Многие прорывы дамб в Новом Орлеане произошли в стыках, которые бывают в местах сопряжения земляных дамб с защитными стенами, затворами, либо устоями мостов, а также там, где по каким-то причинам устанавливаются дамбы разных вариантов, разных конструкций.
«Ожижение» грунта — процесс незаметный, его последствия видны только тогда, когда поздно принимать какие-то решения, и остается лишь спасать и эвакуировать. То же землетрясение может разрыхлить все основание дамбы, особенно, если оно целиком песчаное, или пропитанное водой!
Подземные толчки еще больше «ожижают» пропитанные водой «пласты», как блендер, так что дамба или стена могут буквально «проехать» с почвой десятки метров, разрушая всю структуру. Увы, не все процессы видны наблюдателям, особенно невооруженным глазом, без каких-либо приборов, то, что происходит в почве — скрытые процессы.
Бреши образуются по разным причинам. Паводковые воды, переливающиеся через верх дамбы или стены, размывают основание, ослабляя боковую поддержку стены, в результате чего она рушится, падает.
В грунте основания создается высокое «поровое» давление воды, вследствие чего сопротивление грунта сдвигу — уменьшается, что постепенно приводит к тому необратимому процессу, который движет стену по скользкому влажному подстилающему слою, вода продолжает давить на стену и сдвигает ее все дальше, тем самым создавая брешь, «пробоину», дающую «течь».
Фильтрация, обусловленная высоким давлением воды, создает «каналы» в грунте, который легко поддается размыву. Вода «подмывает» основание, стена рушится.
В зависимости от конструкции стены, дамбы, она имеет некий, определенный коэффициент прочности, поэтому о надежности дамбы или противопаводкового укрепления, можно судить и по конструктивным особенностям, и строить дамбы более надежного уровня. Так, защитные стены дамбы могут строиться непосредственно по берегам каналов, либо на гребнях земляных дамб, когда невозможно увеличить их прежний размер.
Простые стены закрепляются в основании стальными шпунтовыми стенками, а обращенные, так называемые — Т-образные, — закрепляются бетонной пятой, внутри которой прочные стержни арматуры. Бетонная Т-образная пята обеспечивает лучшую стойкость против боковых сил и уменьшает эрозию основания, предотвращая размыв. Во время урагана Катрина, в Новом Орлеане простые стены рушились гораздо чаще, чем укрепленные бетоном. Видимо, в таком методе укрепления дамб требуется и цемент весьма высокого качества.
Оповещение и — спасение!
Арнольд Шварценеггер — не только чемпион и суперзвезда Голливуда, будучи губернатором штата Калифорния, свою любовь к современной технике он с неизменным успехом стал проявлять на государственной службе. Заказав себе новый автомобиль XXI века, на водородном топливе, «Hummer H2», он стал внедрять новшества и на службе спасения. Если бригады обслуживания дамбы или служба МЧС знают, что какая-то часть дамбы слаба, они могут предпринять меры по ее укреплению или срочно отдать своевременный приказ об эвакуации людей.
Дамбы, сооруженные в современном духе, с учетом всех достижений техники XXI века, — пока редкость, хоть и весьма полезная. Так, в штате Калифорния компания «Kane GeoTech» из Стоктона создала на острове Тайгер, в дельте реки Сакраменто (Sacramento), несколько «интеллектуальных» дамб.
В их склоны (со стороны реки), в их нутро («тела») по осевым линиям, а также в основания со стороны суши были встроены «пьезометры», измеряющие давление воды, и коаксиальные датчики.
Сигнальные провода от приборов — подключены к компьютеру в пультовой, где техники могут считывать все показания приборов или комментировать их по рации.
Данные приборов можно считывать хоть каждые 5 минут (как настроят компьютер, так и будет). Разумеется, изменения показаний датчиков могут свидетельствовать даже о начале процесса «фильтрации», а коаксиальные датчики — о приближении опасности, начале «смещения» дамбы. Все эти наблюдения, приборы и предпринятые меры — предвещают образование бреши.
Превосходную защиту обеспечивают и супердамбы, которые строятся сейчас в Японии. Именно для укрепления уже существующих дамб, которые могут быть разрушены столь частыми в Стране Восходящего Солнца землетрясениями.
Эти японские дамбы имеют очень большую ширину — в 30 раз больше высоты, поэтому для их строительства пришлось даже снести множество зданий, которые, впрочем, могли с тем же успехом быть смытыми или разрушенными сильными штормам и цунами.
P.S.
Безусловно, ошибки не следует повторять, следует идти вперед, просчитывая все детали, нюансы. Старая дамба советских времен осталась в доброй легенде, на берегах Сырдарьи.
Хотелось бы, чтобы построили лучше, чем прежде. Но вот беда: у нас теперь модно использовать дешевую силу из соседних республик. Однако, как показывает практика, они строят, чтобы заработать деньги, что не означает на совесть. А такие серьезные проекты, как ремонт или строительство дорог, или дамб, должны проектировать и строить настоящие строители, профессионалы, обучавшиеся именно строительству, а не профессиональные хлопкоробы, ведь и таксисту не доверят штурвал самолета!
А пока последняя информация: в Кызылординской области укреплено 18, 81 км дамб и построено 1, 82 км , в ЮКО — 31 км дамб, отсыпано 10,77 км защитных дамб, укрепление продолжается. (По сообщению пресс-службы МСЧ).