Миллионная экономия на науке обернулась швырянием миллиардов на ветер – профессор Степанов

Какие ледниковые озера угрожают Алматы.

Какие ледниковые озера угрожают Алматы и что необходимо предпринять для предотвращения катастрофы - читайте в эксклюзивном интервью доктора географических наук, профессора, мэтра гидрологической службы РК Бориса Степанова, сообщает zakon.kz.

- Борис Сергеевич, скоро весна, пойдут талые воды. Может ли это привести к селевой опасности в алматинском регионе, какие ледниковые озера нам угрожают?

- Защита города Алматы и других населенных пунктов, в зависимости от происхождения селей, проводится под руководством "Казселезащиты". Снижение селевой опасности, связанной с гляциальными процессами, осуществляется преимущественно путем превентивного опорожнения озер, формирующихся на моренно-ледниковых комплексах. Из-за слабой механизации работ озера опорожняются не полностью и порой десятилетиями. При неполном опорожнении остающаяся в озерной чаше вода быстро нагревается и увеличивает как площадь зеркала озера, так и его глубину за счет таяния ледника.

Известно, что в условиях северного склона хребта Иле Алатау в ходе формирования селя один кубометр воды может превратиться в 20 кубических метров селевой массы.

Если в озере № 6 на леднике Маншук Маметовой останется всего 25 тысяч кубических метров воды, и оно прорвется по подземным каналам стока, то емкость, образуемая плотиной в урочище Мынжилки, будет полностью заполнена селевой массой. А ведь эта емкость, прежде всего, была сооружена для задержания 500 тысяч кубических метров паводковых вод, которые могут находиться в пустотах Туюксуйской группы ледников.

В середине прошлого века при прорыве подземных вод этой группы ледников произошло излияние около 1,5 миллионов кубических метров. К счастью, для Алматы расход паводка не превышал 5-6 метров в секунду, что оказалось недостаточным для катастрофического селеобразования, а водный поток не выходил за пределы русла реки Киши Алматы.

Другим ледниковым озером, угрожающим городу Алматы в случае прорыва и, как следствие, формирования катастрофического селя, является озеро № 13-бис в бассейне реки Кумбель - приток реки Улкен Алматы.

- Проводятся ли какие-нибудь мероприятия по предотвращению возможной катастрофы?

- Разумеется, проводятся. К примеру, объем озера уменьшается путем его частичного опорожнения с помощью сифонов и насосов. Однако возможности опорожнения сифонами ограничиваются низким атмосферным давлением на высоте около 3500 метров над уровнем моря, а насосами, приводимыми в действие двигателями внутреннего сгорания, горючим и присутствием обслуживающего персонала на протяжении минимум пяти месяцев (май-сентябрь).

Бывали случаи, когда сифоны включались автоматически, а это становилось возможным только тогда, когда уровень воды в озере увеличивался до высоты гребня перелива, расположенной в глубокой траншее, углублять которую стало опасным.

- Для кого опасно?

- Для тех, кто обслуживает эти сифоны. Опасно из-за угрозы обрушения стенок траншеи. В такой ситуации объем воды в озере № 13-бис в несколько раз превышал объем озера № 13, прорыв которого привел в 1977 году к формированию катастрофического селя, гибели людей и большому экономическому ущербу.

По нашему мнению, целесообразно создать условия для перелива в западной части озера, где толщина морены значительно меньше, чем в средней части, где расположена траншея. В этом случае имеются и все условия для полного опорожнения озера.

- Вы считаете, что необходимо скорейшее опорожнение озера № 13-бис?

- Совершенно верно и это обусловлено двумя моментами. Во-первых, приближением дна озерной чаши к поверхности склона пика Советов, где неизбежно существование воздушной прослойки между ледником и склоном пика, а, следовательно, и опорожнения по ней озера. Каков будет режим опорожнения, предсказать трудно, но опасность велика.

Во-вторых, появлением выхода талых вод из озера по подземным каналам стока на поверхность морены в непосредственной близости от озера.

В левом нижнем углу снимка видны выходы озерных вод по внутриморенным каналам стока.

Тепло воды и воздуха быстро приводит к увеличению площади сечения подземных гротов. Грот, образованный в мерзлом грунте (максимальные размеры глыб превышают три метра), результат теплового воздействия воздушных масс, так как максимальный расход водных потоков, поступавших в грот, не превышал 0,2–0,3 метра в секунду.

Вход в грот в 1997 г. О его размерах можно судить по фигуре человека, стоящего у входа.

Опыт превентивного опорожнения селеопасных водоемов, проектирования и эксплуатации селезащитных сооружений в Казахстане свидетельствует о том, что их эффективность могла быть значительно выше, если бы им предшествовало проведение научных исследований.

- А научные исследования разве не проводятся?

- К сожалению, до настоящего времени сохраняется убежденность органов государственного управления в том, что тратить деньги на использование технических средств - грузовые автомобили, экскаваторы, бульдозеры и так далее - это хорошо, а на науку плохо. Ярким примером тому являются события, имевшие место после прохождения селя в 2015 году по территории западной части Алматы. Помните?

Акимат города выделил тогда два миллиарда тенге на мероприятия, уменьшающие ущерб, наносимый селями, которые формировались в бассейне реки Карагайлы. Акимат Наурызбайского района Алматы созвал совещание, на котором присутствовали представители строительных, проектировочных и научных организаций, желающих принять участие в освоении выделенных средств.

Так вот, преимущества в финансировании обещали тем, кто быстрее всех (деньги необходимо было "освоить" в этом же году) предоставит технико-экономическое обоснование предстоящих работ. Предложение научных работников о том, что проектные и строительные работы необходимо начинать только после выявления причины того, почему плотина не выполнила предназначавшиеся ей функции, было отвергнуто.

- Почему?

- Во-первых, на это требовалось несколько месяцев. Во-вторых, слишком мало стоили предстоящие работы, да к тому же требующие много времени - 2-3 месяца.

Проектировщики не решились проводить работы до выяснения причин низкой эффективности плотины, так как еще сохранились в памяти результаты эксплуатации быстротока и укрепления русла реки Есентай, проектирование которых проводилось без должного научного обоснования.

Разрушение облицовки стабилизированного русла р. Есентай из-за эрозионного углубления дна.

Быстроток на р. Есентай выше проспекта аль-Фараби.

Зато строители "смело ринулись в бой". Результаты их работ обнажились после таяния снега весной 2016 года, когда перед непредубежденным зрителем предстало около сотни железобетонных дамб, расположенных ниже плотины в русле реки Карагайлы, на расстояниях в несколько десятков метров друг от друга. Берега и дно русла не были защищены от эродирующего воздействия потока. Емкости, образованные сооружением дамб, были заполнены песком и галькой, принесенных рекой в результате размыва отложений селя выше плотины.

Любой мало-мальски знакомый с этой проблемой человек знает, что дамбы сооружают не ниже плотин, а выше, причем они сооружаются на всем пути от плотины до мест зарождения селей. Если не защищать берега и дно русла от эродирующего воздействия селей, то это неизбежно приведет к их размыву и обрушению дамб. Поскольку дно русла не углублялось, сооружение дамб приведет к увеличению зон подтопления из-за уменьшения глубины русла на высоту дамбы. Песок и галька, заполняющие емкости между дамбами, будут вовлечены в селеобразование, а обнаженные берега и дно подвергнутся эрозии со всеми вытекающими отсюда последствиями. Миллионная экономия на науке обернулась бросанием миллиардов тенге на ветер.

Анализ условий формирования селей и задержания их в селехранилищах показал: то, что произошло в 2015 году на реке Карагайлы, имело место и на реке Талгар в 2014 году. Крупные фракции твердых частиц селевой массы остановились выше 100-150 метров от плотины, а остальная масса, практически без задержки, по водовыпуску в теле плотины проходила в ее нижний бьеф.

Это обстоятельство привело нас к выводу, что необходимо установить регулируемые затворы на входе водовыпусков всех существующих и проектируемых селезадерживающих плотин в Казахстане, а также шандор малых размеров на входе водовыпускных сооружений, выше затворов.

- Какая польза от этих затворов?

- Наличие таких затворов позволит предотвращать формирование вторичных селей в нижнем бьефе плотин, а также регулировать расход паводковых вод, поступающих в нижний бьеф плотин и, тем самым, исключить подтопление городских и прилегающих к ним территорий при формировании дождевых паводков. Наличие шандор исключит возможность напорного режима при пропуске воды (или селевой массы, не содержащей крупных частиц) и позволит регулировать расход потоков, поступающих в нижний бьеф плотины.

Особенно в наличии затвора и шандор нуждается плотина на реке Улкен Алматы. Существование в ней туннеля без затвора более чем в два раза уменьшает емкость селехранилища, так как сель будет вытекать через туннель, расположенный ниже порога селесброса.

Площадь сечения транспортного туннеля в теле этой плотины более чем в 10 раз превышает таковую водовыпуска плотины на реке Карагайлы. На небольшом расстоянии от туннеля уклон нижнего бьефа резко увеличивается, что при большом расходе истечения селевой массы из туннеля в результате пятящейся эрозии, может привести к быстрому увеличению площади сечения туннеля вследствие углубления его дна, а следовательно, и расхода истечения селевой массы. Уменьшится и емкость селехранилища.

Установка затворов предусматривается Сводом правил РК "Проектирование селезащитных сооружений". Здесь же приведена формула, регламентирующая расчет формы уравнительной поверхности отложений грязекаменных селей в селехранилищах.

Результаты расчета по этой формуле свидетельствуют о том, что значения емкости существующих селехранилищ существенно завышены. Необходимо перерассчитать объем селехранилищ, чтобы реально оценить степень защищенности населенных пунктов.

Использование габионов для укрепления речных берегов без укрепления дна русла, исключающего его углубление, не допускается. Проект плотины должен содержать разделы, посвященные расчистке селехранилища: технологии экскавации селевой массы, ее транспортировки и складирования и другое.

- Борис Сергеевич, накануне по телефону вы сказали, что есть и хорошая новость. Что за новость?

- Хорошей новостью может стать совместный приказ "Об утверждении Дорожной карты "Комплексный план по обеспечению селе-, оползне- и лавиннобезопасности на 2020-2024 годы", подписанный министрами образования и науки, внутренних дел, цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности, экологии, геологии и природных ресурсов. Приказ подготовлен в соответствии с поручением руководителя Администрации Президента.

Мероприятия, проведение которых предусматривается этим приказом, многогранны. Однако большинство из них будут выполнять одновременно сотрудники нескольких министерств и организаций, поэтому успешность их проведения во многом будет зависеть от того, насколько быстро исполнители найдут общий язык.

В качестве примера может служить двухлетнее разбирательство между Казгидрометом и Казселезащитой по вопросу, кто должен прогнозировать сели и лавины. Хотя законом РК (Экологический кодекс) исполнителем назначен Казгидромет, занимавшийся этим до 2018 года более 50 лет. По моему мнению, идеальным судьей в этом споре могла бы быть Генеральная прокуратура РК.

Торын Нурсеитова