Плотины и наводнения
С древнейших времен, человек всегда стремился селиться поближе к рекам. Они дают нам воду для питья и хозяйственных нужд, рыбу на наш стол, служат транспортными артериями и оборонительными сооружениями. Но периодически, реки требуют за это плату. Платить приходится как деньгами, так и, что самое печальное, человеческими жизнями. Сборщиком этой платы выступают наводнения.
Наводнение в Москве в 1908 году. Фото отсюда - photos.streamphoto.ru/1/5/1/1e0a32cbe6cc136b0ce64426a93b3151.jpg
Наводнения на реках возникают по разным причинам. Для России, наиболее распространёнными являются ежегодные половодья, вызываемые таянием снега. Если снега выпадает много, а тает он вследствие установившейся теплой погоды быстро (да еще, не дай бог, пойдут дожди) привычный разлив реки превращается в стихийное действие. Типичным примером такого типа наводнений является наводнение 1908 года в бассейне Волги, знаменитое тем, что в ходе него уровень в Москве-реке поднялся на 8,9 м. Однако, досталось не только Москве, сильно пострадали многие города, расположенные в Волжском бассейне, от Тулы до Астрахани. Ситуация повторилась в 1926 году, а в 1931 году произошло катастрофическое наводнение в бассейне Днепра.
Днепропетровск, 1931 год. Фото отсюда - gorod.dp.ua/photo/usergorod/2008/08/05/19128.jpg
Другая причина - выпадение обильных дождей. Дождевые паводки наносят огромный ущерб в южных регионах, а также в районах с муссонным климатом. Показательна история вызванных дождями наводнений на Янцзы. В 1911 году паводок унес более 200 тысяч(!) жизней, в 1931 году - более 140 тысяч, в 1954 году - более 40 тысяч. Регулярно страдают от такого типа наводнений бассейны Миссисипи, Дуная, Рейна - так, в январе 2003 года воды Рейна поднялись на 9 м, нанеся огромный ущерб. В России наводнения такого типа чаще всего происходят в бассейне Амура, а также на Северном Кавказе.
Наводнение на Рейне. фото отсюда - www.sinaimg.cn/dy/slidenews/1_img/2011_02/2841_69163_448034.jpg
Случаются и наводнения вследствие зажоров и заторов. Зажор возникает осенью, во время ледостава, когда русло реки забивается мелким внутриводным льдом (шугой). Заторы происходят весной, во время ледохода - нагромождения льда перекрывают путь реки, что вызывает ее разлив. Самым известным наводнением такого рода является наводнение 2001 года на Лене, вызванное 80-километровым затором льда, от которого сильно пострадал город Ленск - вода поднялась на 20(!) метров, погибло 6 человек, сумма ущерба - более 6 миллиардов рублей.
Наводнение в Ленске. Фото отсюда - sakha.roskazna.ru/file/up/21/Image/06.07.07/Image1.jpg
Меры по борьбе с наводнениями можно грубо разделить на пассивные и активные. К пассивным относится строительство защитных дамб вдоль реки. Мероприятие весьма древнее, активно используемое, но имеющее ряд недостатков. Во-первых, как показывает практика, рано или поздно приходит наводнение такой силы, что уровень воды оказывается выше уровня дамб; строить же гигантские протяженные дамбы, защищающие от любых возможных наводнений, слишком уж затратно. Во-вторых, стесненная дамбами река начинает откладывать наносы в русле, что приводит к постепенному повышению уровня дна реки. Одновременно, приходится наращивать и дамбы, да и вообще, возникает парадоксальная и чреватая крупными проблемами ситуация, когда дно реки оказывается выше окружающей местности на несколько метров, т.е. река течет как-бы на насыпи.
Типичная защитная дамба
К активным способам борьбы относится создание водохранилищ со значительной регулирующей емкостью. При наводнении, вода вместо затопления нижележащих территорий заполняет водохранилища, которые стремятся располагать на менее ценных землях, по возможности - в горах. В ряде случаев, водохранилища позволяют успешно бороться и с наводнениями заторно-зажорного происхождения. Помимо защиты от наводнений, водохранилище может использоваться для выработки электроэнергии на ГЭС, водоснабжения, ирригации и т.п. - такие водохранилища называют комплексными, созданными для выполнения различных функций. Увы, не всегда на реке можно разместить водохранилище достаточной регулирующей емкости, в итоге хорошо освоенные долины многих равнинных рек довольствуются лишь пассивной защитой в виде дамб со всеми вытекающими.
Плотина Форт Пек на Миссури, имеющая преимущественно противопаводковое значение. Мощность ГЭС - 185 МВт. Запущена в 1940 году. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/USACE_Fort_Peck_Dam.jpg
Защита от наводнений с помощью водохранилищ широко распространена и весьма эффективна. Приведу несколько таких примеров, начав с зарубежного опыта.
Бассейн Миссисипи является одним из самых опасных по наводнениям в мире. Сильные наводнения случались в 1912, 1913, 1927, 1937 годах. Гибли сотни людей, наносился огромный ущерб. Дамбы помогали слабо. После последнего из этих наводнений было решено взяться за вопрос серьезно. Для начала, была построена уникальная гидравлическая модель бассейна Миссисипи в масштабе 1:2000, площадью 80 гектаров. Затем, началось масштабное строительство водохранилищ на притоках Миссисипи, а также новых защитных дамб.
Плотина Гаррисона на Миссури. Мощность ГЭС - 515 МВт, пущена в 1953 году. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/USACE_Garrison_Dam_North_Dakota.jpg
Плотина Nickajack на реке Теннеси, превращенной в каскад гидроузлов, полностью решивших проблему борьбы с наводнениями. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/USACE_Nickajack_Lock_and_Dam.jpg
Очень серьезно за вопрос борьбы с наводнениями взялись в Китае. Центральным пунктом программы по защите от наводнений реки Янцзы является сооружение мощнейшего в мире каскада ГЭС на этой реке с крупными водохранилищами, имеющими большое противопаводковое значение.
Каскад на Янцзы. Взято отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Yangtze_longitudinal_profile_upstream.JPG
Водохранилище крупнейшей в мире ГЭС "Три ущелья" имеет большое противопаводковое значение. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Dreischluchtendamm_hauptwall_2006.jpg
Теперь отечественный опыт. Большинство созданных в России водохранилищ крупных ГЭС, помимо выработки электроэнергии, также решают задачу борьбы с наводнениями. И весьма эффективно. В частности, создание Волжского каскада ГЭС с двумя водохранилищами многолетнего регулирования (Рыбинским и Куйбышевским) практически полностью решило проблему борьбы с наводнениями на Волге (не защищено лишь верхнее течение выше Твери и частично участок между Городцом и Чебоксарами (вследствие функционирования Чебоксарского водохранилища на непроектной отметке).
Жигулевская ГЭС, образующая Куйбышевское водохранилище. Фото отсюда - www.zhiges.rushydro.ru/file/main/zhigulevskayages/press/gallery/1681.jpg
В прошлом 2010 году многие населенные пункты Хакасии и Красноярского края защитила от сильного половодья Саяно-Шушенская ГЭС. Населенные пункты в нижнем бьефе начинают подтапливаться при сбросах более 7000 м3/с (а не вполне законно построенные дачи - при сбросах более 5000 м3/с), а максимальные расходы половодья 2010 года подходили к цифре 10000 м3/с. Однако, благодаря аккумуляции воды в водохранилище, максимальные сбросы были в районе 5000 м3/с.
Саяно-Шушенская ГЭС. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/%D0%A1%D0%B0%D1%8F%D0%BD%D0%BE-%D0%A8%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%93%D0%AD%D0%A1.jpg
Но наиболее показательна история с Зейской ГЭС в 2007 году. Крупные наводнения на Зее случались регулярно, только в 20 веке - в 1928, 1953, 1956, 1972 годах, когда расходы воды превышали 10000 м3/с, а суммы ущерба измерялись миллионами тогдашних рублей. В июле 2007 года притоки в водохранилище Зейской ГЭС, построенной к 1985 году в том числе и для борьбы с наводнениями, достигали 15200 м3/с. Благодаря водохранилищу ГЭС, максимальные сбросы составили всего 4700 м3/с. Даже при таких, более чем втрое меньших приточности сбросах произошло подтопление села Овсянка, одна из улиц которого была застроена уже после пуска ГЭС рядом с руслом реки, в нарушение всех установленных норм. Что было бы при отсутствии водохранилища, представить несложно - и Овсянку, и многие другие населенные пункты ниже по течению просто смыло бы.
Город зея в 1972 году. Расход 12300 м3/с
Зейская ГЭС. Фото с сайта РусГидро
Наводнение в Москве в 1908 году. Фото отсюда - photos.streamphoto.ru/1/5/1/1e0a32cbe6cc136b0ce64426a93b3151.jpg
Наводнения на реках возникают по разным причинам. Для России, наиболее распространёнными являются ежегодные половодья, вызываемые таянием снега. Если снега выпадает много, а тает он вследствие установившейся теплой погоды быстро (да еще, не дай бог, пойдут дожди) привычный разлив реки превращается в стихийное действие. Типичным примером такого типа наводнений является наводнение 1908 года в бассейне Волги, знаменитое тем, что в ходе него уровень в Москве-реке поднялся на 8,9 м. Однако, досталось не только Москве, сильно пострадали многие города, расположенные в Волжском бассейне, от Тулы до Астрахани. Ситуация повторилась в 1926 году, а в 1931 году произошло катастрофическое наводнение в бассейне Днепра.
Днепропетровск, 1931 год. Фото отсюда - gorod.dp.ua/photo/usergorod/2008/08/05/19128.jpg
Другая причина - выпадение обильных дождей. Дождевые паводки наносят огромный ущерб в южных регионах, а также в районах с муссонным климатом. Показательна история вызванных дождями наводнений на Янцзы. В 1911 году паводок унес более 200 тысяч(!) жизней, в 1931 году - более 140 тысяч, в 1954 году - более 40 тысяч. Регулярно страдают от такого типа наводнений бассейны Миссисипи, Дуная, Рейна - так, в январе 2003 года воды Рейна поднялись на 9 м, нанеся огромный ущерб. В России наводнения такого типа чаще всего происходят в бассейне Амура, а также на Северном Кавказе.
Наводнение на Рейне. фото отсюда - www.sinaimg.cn/dy/slidenews/1_img/2011_02/2841_69163_448034.jpg
Случаются и наводнения вследствие зажоров и заторов. Зажор возникает осенью, во время ледостава, когда русло реки забивается мелким внутриводным льдом (шугой). Заторы происходят весной, во время ледохода - нагромождения льда перекрывают путь реки, что вызывает ее разлив. Самым известным наводнением такого рода является наводнение 2001 года на Лене, вызванное 80-километровым затором льда, от которого сильно пострадал город Ленск - вода поднялась на 20(!) метров, погибло 6 человек, сумма ущерба - более 6 миллиардов рублей.
Наводнение в Ленске. Фото отсюда - sakha.roskazna.ru/file/up/21/Image/06.07.07/Image1.jpg
Меры по борьбе с наводнениями можно грубо разделить на пассивные и активные. К пассивным относится строительство защитных дамб вдоль реки. Мероприятие весьма древнее, активно используемое, но имеющее ряд недостатков. Во-первых, как показывает практика, рано или поздно приходит наводнение такой силы, что уровень воды оказывается выше уровня дамб; строить же гигантские протяженные дамбы, защищающие от любых возможных наводнений, слишком уж затратно. Во-вторых, стесненная дамбами река начинает откладывать наносы в русле, что приводит к постепенному повышению уровня дна реки. Одновременно, приходится наращивать и дамбы, да и вообще, возникает парадоксальная и чреватая крупными проблемами ситуация, когда дно реки оказывается выше окружающей местности на несколько метров, т.е. река течет как-бы на насыпи.
Типичная защитная дамба
К активным способам борьбы относится создание водохранилищ со значительной регулирующей емкостью. При наводнении, вода вместо затопления нижележащих территорий заполняет водохранилища, которые стремятся располагать на менее ценных землях, по возможности - в горах. В ряде случаев, водохранилища позволяют успешно бороться и с наводнениями заторно-зажорного происхождения. Помимо защиты от наводнений, водохранилище может использоваться для выработки электроэнергии на ГЭС, водоснабжения, ирригации и т.п. - такие водохранилища называют комплексными, созданными для выполнения различных функций. Увы, не всегда на реке можно разместить водохранилище достаточной регулирующей емкости, в итоге хорошо освоенные долины многих равнинных рек довольствуются лишь пассивной защитой в виде дамб со всеми вытекающими.
Плотина Форт Пек на Миссури, имеющая преимущественно противопаводковое значение. Мощность ГЭС - 185 МВт. Запущена в 1940 году. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/USACE_Fort_Peck_Dam.jpg
Защита от наводнений с помощью водохранилищ широко распространена и весьма эффективна. Приведу несколько таких примеров, начав с зарубежного опыта.
Бассейн Миссисипи является одним из самых опасных по наводнениям в мире. Сильные наводнения случались в 1912, 1913, 1927, 1937 годах. Гибли сотни людей, наносился огромный ущерб. Дамбы помогали слабо. После последнего из этих наводнений было решено взяться за вопрос серьезно. Для начала, была построена уникальная гидравлическая модель бассейна Миссисипи в масштабе 1:2000, площадью 80 гектаров. Затем, началось масштабное строительство водохранилищ на притоках Миссисипи, а также новых защитных дамб.
Плотина Гаррисона на Миссури. Мощность ГЭС - 515 МВт, пущена в 1953 году. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2b/USACE_Garrison_Dam_North_Dakota.jpg
Плотина Nickajack на реке Теннеси, превращенной в каскад гидроузлов, полностью решивших проблему борьбы с наводнениями. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/USACE_Nickajack_Lock_and_Dam.jpg
Очень серьезно за вопрос борьбы с наводнениями взялись в Китае. Центральным пунктом программы по защите от наводнений реки Янцзы является сооружение мощнейшего в мире каскада ГЭС на этой реке с крупными водохранилищами, имеющими большое противопаводковое значение.
Каскад на Янцзы. Взято отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Yangtze_longitudinal_profile_upstream.JPG
Водохранилище крупнейшей в мире ГЭС "Три ущелья" имеет большое противопаводковое значение. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/Dreischluchtendamm_hauptwall_2006.jpg
Теперь отечественный опыт. Большинство созданных в России водохранилищ крупных ГЭС, помимо выработки электроэнергии, также решают задачу борьбы с наводнениями. И весьма эффективно. В частности, создание Волжского каскада ГЭС с двумя водохранилищами многолетнего регулирования (Рыбинским и Куйбышевским) практически полностью решило проблему борьбы с наводнениями на Волге (не защищено лишь верхнее течение выше Твери и частично участок между Городцом и Чебоксарами (вследствие функционирования Чебоксарского водохранилища на непроектной отметке).
Жигулевская ГЭС, образующая Куйбышевское водохранилище. Фото отсюда - www.zhiges.rushydro.ru/file/main/zhigulevskayages/press/gallery/1681.jpg
В прошлом 2010 году многие населенные пункты Хакасии и Красноярского края защитила от сильного половодья Саяно-Шушенская ГЭС. Населенные пункты в нижнем бьефе начинают подтапливаться при сбросах более 7000 м3/с (а не вполне законно построенные дачи - при сбросах более 5000 м3/с), а максимальные расходы половодья 2010 года подходили к цифре 10000 м3/с. Однако, благодаря аккумуляции воды в водохранилище, максимальные сбросы были в районе 5000 м3/с.
Саяно-Шушенская ГЭС. Фото отсюда - upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c0/%D0%A1%D0%B0%D1%8F%D0%BD%D0%BE-%D0%A8%D1%83%D1%88%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%93%D0%AD%D0%A1.jpg
Но наиболее показательна история с Зейской ГЭС в 2007 году. Крупные наводнения на Зее случались регулярно, только в 20 веке - в 1928, 1953, 1956, 1972 годах, когда расходы воды превышали 10000 м3/с, а суммы ущерба измерялись миллионами тогдашних рублей. В июле 2007 года притоки в водохранилище Зейской ГЭС, построенной к 1985 году в том числе и для борьбы с наводнениями, достигали 15200 м3/с. Благодаря водохранилищу ГЭС, максимальные сбросы составили всего 4700 м3/с. Даже при таких, более чем втрое меньших приточности сбросах произошло подтопление села Овсянка, одна из улиц которого была застроена уже после пуска ГЭС рядом с руслом реки, в нарушение всех установленных норм. Что было бы при отсутствии водохранилища, представить несложно - и Овсянку, и многие другие населенные пункты ниже по течению просто смыло бы.
Город зея в 1972 году. Расход 12300 м3/с
Зейская ГЭС. Фото с сайта РусГидро