Водосховища-"пастки" для захисту від повеней
2006-11-07 12:20:16
Руйнівні повені літа 2002 року стали справжнім стихійним лихом для Півдня і Далекого Сходу Росії та деяких країн Західної Європи. Досить згадати, що коїлося під Краснодаром, на Ставропіллі, в Карачаєво-Черкесії, у багатьох землях Німеччини, Австрії, на півдні Франції, в чеській столиці – Празі. Повені завдали величезних матеріальних збитків, були й чималі людські жертви. Основною причиною того, що сталося вважають відсутність надійного прогнозу повеней. Однак навіть найточніший прогноз – це всього лише попередження, він не може застрахувати від важких наслідків насувається лиха. Щоб уникнути повеней, в місцях можливого затоплення потрібна надійна інженерний захист – система споруд, яка виключала б підтоплення міст, селищ і сільськогосподарських угідь. У всі часи для захисту від повеней будували системи дамб. Цей спосіб застосовувався ще в Стародавньому Єгипті й Китаї, використовується він і в більшості сучасних проектів. Але не варто забувати, що будівництво дамби (будь то земляна насип або бетонна стіна) справа дуже трудомістка, дороге і далеко не завжди ефективне. Засобом захисту від повеней становлять також великі гідровузли, де паводкова вода скупчується в водосховищах, а потім або використовується для вироблення електроенергії, або поступово скидається в річку. Цей спосіб застосовується, наприклад, в Китаї (гідровузол "Три ущелини"), в Німеччині (гідровузли на верхньому Рейні) і в Росії (Зейскій гідровузол). Однак гідровузли – теж не кращий вихід з положення. Щоб їх побудувати, потрібні певні топографічні і географічні умови, крім того, під водосховища відходять землі, які могли б використовуватися більш ефективно, і, нарешті, гідровузли рятують від повеней тільки ті землі, які розташовані в заплаві річки нижче греблі, а все, що знаходиться вище за течією, від водної стихії не захищене. Багаторічні спостереження за гідрологічним режимом паводків показали, що міць їх рік від року зростає і трапляються вони все частіше. Фахівці пов'язують цю небезпечну тенденцію з вирубкою лісів, розчищенням річок та ярів. Поки їх не чіпали, лісові масиви затримували поверхневі стоки, а дерева, що впали і густі чагарники створювали міні-греблі в лісових струмках і ярах, які перешкоджали швидкому скиданню води в русла річок. Після вирубки лісів і оранки схилів поверхневі води від опадів, не зустрічаючи перешкод, моментально скидаються в притоки, а звідти – в основне русло річки. Через швидке скидання води, особливо в передгір'ях, де ухил річок та їх численних приток значно більше, русло річки на рівнині не може вмістити в себе весь водний потік, ріка виходить з берегів і починається повінь. Фахівці гідротехнічного факультету Санкт-Петербурзького державного університету водних комунікацій пропонують досить простий, але значно більш економічний спосіб боротьби з повенями: затримувати водні потоки, хоча б на деякий час, в зонах їх утворення, а потім поступово, в дозованому режимі, скидати в річки. Щоб здійснити цю ідею, треба будувати на притоках, в ярах і балках саморегулюючі греблі, що утворюють невеликі водосховища-"пастки". Такі споруди здатні затримувати стік, а потім поступово скидати воду, що скупчилася. Вибираючи місце для греблі, враховують два чинники: найменші витрати на її зведення і мінімальний збиток від тимчасового підтоплення "малого" водосховища. Виходячи з цього греблі доцільно будувати з місцевих матеріалів і в тих місцях, де тимчасове підтоплення не зруйнує грунтовий покрив і не завдасть шкоди природі. Такими ділянками можуть бути зарості чагарників, пасовища, сіножаті, де вже закінчена прибирання сіна, або орні землі, залишені під озимі посіви. Що стосується самої греблі, то до неї також пред'являються дві основні вимоги: економічність в будівництві і можливість дозованого скидання води з водосховища. Строго дозований потік води можна пропускати через греблю, встановивши в насипу труби певного розміру. (Величину витрати води визначають за відомою з гідравліки формулою.) Однак при малому діаметрі труб великий ризик того, що вони будуть засмічуватися потрапили в річку гілками і деревами. Пропускати через греблю дозований потік можна і без водоскиду. Для цього потрібно будувати її у вигляді насипу з каменю, гравію або щебеню. Сток буде проходити через таку греблю, як через фільтр. Величину фільтраційного витрати води, що проникає через кам'яні насипи, ще в 30-і роки минулого століття розрахував професор Санкт-Петербурзького інституту шляхів сполучення Н. П. Пузиревський. Він визначив значення коефіцієнта фільтрації для різних матеріалів. Використовуючи камінь, щебінь або гравій, можна зводити протипаводкові дамби із заданою пропускною здатністю. Якщо створ греблі має велику довжину, то кам'яну начерку слід робити тільки в середній частині, а насипу, що примикають до правого і лівого берегів, будувати з слабофільтруючих грунтів, наприклад з супіски або суглинку. Фільтруючі дамби і насипу успішно використовуються в будівельній практиці. На окремих ділянках Мурманської залізниці, наприклад, рейки покладені на кам'яну насип. Вона надійна і в той же час пропускає зливові і паводкові води. Стабільно фільтруються водні потоки, що проходять через кам'яну начерку Маткожненской греблі на Біломорсько-Балтійському каналі. Протипаводковий комплекс, що включає систему саморегульованих гребель і водосховищ-"пасток", можна формувати поетапно, зводячи греблі спочатку на більш великих притоках річок, а потім на дрібних струмочках і в ярку.
ДЖЕРЕЛО: Наука і життя