Содержание к диссертации
Введение
1. Наводнения на реках Восточной Сибири 8
1.1. Наводнение как стихийное бедствие 8
1.2. Исторический обзор наводнений на реках Восточной Сибири 14
1.3. Генезис наводнений 23
1.4. Повторяемость наводнений 26
1.5. Районирование Восточной Сибири по опасности наводнений 29
1.6. Выводы 36
2. Формирование максимального стока рек юга Восточной Сибири 38
2.1. Характеристика исходных данных 39
2.2. Природные факторы формирования максимального стока 43
2.2.1. Рельеф и геология 43
2.2.2. Климат 51
2.2.3. Гидрография, водный режим и питание рек 66
2.2.4. Почвы и растительность 71
2.3. Выводы 73
3. Максимальный сток рек юга Восточной Сибири 75
3.1. Максимальный сток и его расчеты 75
3.1.1. Обзор развития статистических методов в исследованиях максимального стока 76
3.1.2. Методы построения аналитических кривых распределения вероятности максимального стока 78
3.1.3. Методика анализа применимости кривых распределения 88
3.1.4. Однородность рядов максимального стока 89
3.2. Результаты оценки однородности рядов максимального стока рек юга Восточной Сибири 93
3.2.1. По макробассейнам юга Восточной Сибири 94
3.2.2. По районам юга Восточной Сибири, вьщеленным по опасности наводнений 98
3.3. Анализ кривых распределения максимального стока 101
3.4. Выводы 109
4. Ущерб от наводнений на реках юга Восточной Сибири 111
4.1. Ущербы от наводнений и методы его оценки 111
4.1.1. Ущерб - определение, виды и факторы, определяющие его величину 111
4.1.2. Обзор методов оценки ущерба 113
4.2. Характеристика ущерба от наводнений 121
4.2.1. Характеристика ущерба от наводнений в мире, стране 121
4.2.2. Характеристика ущербов от наводнений в Восточной Сибири 122
4.2.3. Характеристика ущерба от наводнений в Иркутской области 125
4.3. Системный подход к защите территорий от наводнений 130
4.4. Разработка рекомендаций по снижению ущерба от наводнений (на примере бассейна р.Уды) 139
4.4.1. Краткая гидрографическая характеристика бассейна р.Уды 139
4.4.2. Характеристика стока р.Уды 141
4.4.3. Условия формирования максимального стока и причины катастрофический наводнений 142
4.4.4. Расчет ущерба в бассейне р.Уды 149
4.4.5. Рекомендации по уменьшению опасности наводнений в бассейне р.Уды для г.Нижнеудинска 151
4.5. Выводы 153
Заключение 155
Список использованной литературы 160
Приложения 168
- Исторический обзор наводнений на реках Восточной Сибири
- Гидрография, водный режим и питание рек
- Обзор методов оценки ущерба
- Системный подход к защите территорий от наводнений
Исторический обзор наводнений на реках Восточной Сибири
Уже сибирские первопроходцы, селившиеся по берегам крупных рек, были вынуждены бороться с наводнениями. "Енисейский воевода Ржевский донес государю Алексею Михайловичу, что 17(27) апреля 1660 г. Енисейский острог и все деревни в Енисейском уезде разливом рек разрушены, пашни с посеянной в 1659 г. рожью размыты, отчего все служилые, посадские и пашенные крестьяне пришли в крайнее разорение" [Зайков Б.Д., 1954, с. 100]. Наводнения описаны во многих исторических документах и справочниках. Наиболее обширным описаниям наводнений мы обязаны Е.В.Близняку [по Зайкову, 1954] и авторам иркутских летописей [Иркутская летопись.., 1911; Романов, 1993; Романов, 1994], где отмечено значительное разнообразие наводнений по генезису, высоте, площади распространения, ущербу.
Половодные наводнения. Наводнения в период половодья охватывают наибольшие площади северных равнин Восточной Сибири, при этом сильно страдали города. Так, весной 1864 г. "затопление Якутска происходило интенсивно и при сильном ветре, вследствие чего на улицы города были занесены огромные массы льда; в городе остались незатопленными лишь некоторые наиболее возвышенные места" [Ресурсы поверхностных.., 1972, с. 103]. Якутск за последние 150 лет, по имеющимся данным наблюдений и архивным данным [Чистяков, 1964], в половодье на р.Лене более 10 раз подвергался значительному затоплению. Наиболее часто затоплялся Енисейск (в мае 1937 г. он оказался полностью затопленным на 2,5 м [Нежиховский, 1988]). В архивных материалах отмечено наводнение в г.Енисейске в 1857г. и его возможные причины: «Затоплена была половина города, а именно: в первой части города из 480 домов - 382, а во второй, где гора, из 462 - 130 домов...Причинами наводнения можно считать: 1) глубокие снега, 2) до мая стоявшие холода, 3) наступившие вдруг оттепели, 4) совпадение полой воды со снеговой, 5) совпадение вскрытия Енисея, всегда вскрывающегося ранее, и Ангары и Тасеевой». Крупные наводнения в Енисейске были также в 1870,1872, 1879. 1886,1888,1889,1890,1891,1898 гг. [Зайков, 1954].
Заторные и зажорные наводнения. Нередко половодные наводнения усиливались из-за заторов льда на реках. Однако такие заторы и самостоятельно вызвали наводнения, особенно в нижних течениях Енисея, Лены, Нижней Тунгуски, рек Северо-Востока [Мазуренко, 1959]. Заторные наводнения часто случались на р.Енисее у села Стрелка, в месте слияния pp. Енисея и Ангары, где образуется мощный затор. Так, в 1909г.: «...ледоход дал громадный затор на нижележащем перекате, причем подъем воды в месте слияния Ангары и Енисея менее чем в сутки достиг 12 м...Зимовавшие в протоке Ангара-Енисей суда были при этом втянуты в реку с такой силой, которой не могут противостоять никакие удерживающие канаты, и несколько судов погибло» [Зайков, 1954]. Наводнениям от заторов в местности «Быки» на Енисее наиболее подвержено с.Казачинское. В 1888г. «...сильно пострадало от наводнения также с.Казачинское ... Массы льда, перемешанные с обломками построек, среди бушующих волн, уничтожали все, встречающееся на пути... общественный хлебный магазин затопило; снесен мост и несколько телеграфных столбов. Соседние деревни, числом до восьми, - также пострадали от наводнения. Такие наводнения здесь наблюдались также в 1800, 1886, 1889, 1895, 1898,1916, 1941 гг.» [там же].
Разрушительные заторные наводнения издавна наносят значительный ущерб населенным пунктам, расположенным по берегам р.Лены. Например, в 1886г. от затора выше Верхоленска произошло наводнение, в результате которого под водой оказалась половина города: «Вдруг к вечеру понесло лед, вода прибывала с необыкновенной быстротой, кинулась на берег, затопив собою половину города. Выше города в Шишкиной снесло две мельницы, подмочило хлеб и сухари у местных сплавщиков, сложенные на другом берегу Лены в магазинах, которые были на половину в воде; повалило несколько барок» [там же]. Часто страдал в прошлом от заторных наводнений город Киренск. Только в течении 44 лет наблюдений в XX в. этот город затоплялся 28 раз. Весной 1915г. в результате заторного наводнения «...большая часть г.Киренска была затоплена, на берегах было разрушено свыше 30 селений, причем у некоторых из них льдом были совершенно снесены как строения, так и плодородные слои земли на пашнях и огородах» [Ресурсы поверхностных.., 1972].
Заторные наводнения случались также и на реках Забайкалья. Так, в 1910 г. «11 (24) апреля со ст.Хилок получено сообщение, что ввиду затора льда в 1 У2 в. от названной станции вода на р.Хилок поднялась выше уровня аршина на четыре (285 см), причем залило поселок Теребиловка, Остров и Заречье» [Зайков, 1954].
В прошлом, до строительства ГЭС, г.Иркутск был подвержен зажорным наводнениям на р.Ангаре, происходящим осенью в период образования ледяного покрова. В летописных материалах за ХУЩ-ХІХвв. отмечено 17 случаев зажорных наводнений в г.Иркутске на р.Ангаре. Так, в 1786г. «Января 5-го, р.Ангара покрылась льдом, от которого произошло страшное наводнение: вода затопила всю набережную Троицкого прихода, вливалась в дома, текла по улицам и доходила до каменного дома Резанцева, что ныне купца Зубова. Такого наводнения в Иркутске еще не бывало» [Иркутская летопись, 1911]. В 1811г. «26 декабря, ввечеру, р.Ангара против города покрылась льдом при 13 холода, по теплой погоде взвод воды был чрезвычайный, против обыкновенного уровня прибыль воды была на 6 аршин, вода залилась в улицы города от церкви Прокопьевской до Аптечной Курьи». В 1864г. «24 декабря вода в Ангаре начала прибывать и залила площадь Ушаковки. Началась оттепель (10 ). К вечеру Ангара начала становится у собора, а у Чудотворной и Троицкой церквей вода попала уже на берег... у Троицкой церкви стала выступать по улице, прибывая в то же время из под льда и по берегу. Некоторые подвальные этажи домов залила, к некоторым вошла во двор. Назавтра, 25 декабря, в 1-й день Рождества, вода шла уже рекою по Мыльниковской улице, заливая нижние этажи домов... и залилась на Почтамтскую. Домохозяева перебирались в верхние этажи, а лошадей, коров и имущество отправляли к родным или знакомым. Сообщение с некоторыми домами совершенно прекратилось, попасть к ним не было никакой возможности... Из береговых жителей многие пострадали. Можно представить ужас жителей, когда вода по улицам шла рекою. Сколько было сцен трагических, драматических и даже комических. Сколько народу перекупалось в воде, простыло» [там же].
Паводочные наводнения. Наиболее опасны наводнения, вызванные подъемами уровней воды с большими скоростями из-за дождей в бассейнах средних горных и предгорных рек. В 1912 г. в Нижнеудинске "вечером 5 июля, после дождей, шедших непрерывно 4 дня, вода в р. Уде начала прибывать, утром 6-го она выступила из берегов, в 10 часов уже сорвало мосты, и три части города оказались отрезанными; население охватила паника, а вода все прибывала и топила один квартал за другим; к 4 часам вечера уже было затоплено три четверти города" [Зайков, 1954]. В 1877г. в бассейне р.Иркута произошло сильное наводнение, в результате дождей в горах Восточного Саяна. Это наводнение с подробным описанием ущерба зафиксировано в Иркутской летописи: «27 июля, с 9 часов утра вода в р.Иркуте начала прибывать, а к 11 часам уже вышла из берегов даже на самых высоких местах и затопила всю окрестность верст на 4-5 в ширину; с 11 часов утра до 8 часов вечера вода шла громадным валом, унося все встречавшееся на пути. Во время переправы через Ангару оторвало плашкоут с народом и унесло вниз...Наводнением этим, подобного которому никогда не бывало, у подведомых Тункинской степной думе инородцев унесено 10135 копен сена на 4054руб., 2 лошади бОруб, 4 собаки 20р., 3 овцы 9 р., 1197 саж., дров рубленных на 598р., 15752 саж. поскотной и другой изгороди на 10814р.; забило илом и песком: покосов 642 3/4 дес, истреблено в огородах картофеля 13 Уг дес, на полях хлеба 11 дес, конопли 8 дес, всего убытку на 19613р.50к. Трактовая дорога между с.Гужитским и Култукским совершенно испорчена. Разливом Иркута унесено у крестьян Подгородно-Жилкинского селения до 1000 возов сена, а в с.Максимовском -около 1060 возов,., кроме того, в первом селении, на границе г.Иркутска, промыло водою до 15 саж. полотна дороги московского тракта, глубиною в 2 аршина» [Иркутская летопись, 1911].
На реках Восточного Прибайкалья и Западного Забайкалья наиболее разрушительные наводнения обусловлены выходом южных циклонов, формированием и развитием фронтальных систем над этой территорией. В XX веке крупные наводнения здесь наблюдались в 1971, 1973, 1983, 1988, 1991 гг. - в результате июльских, в 1993 г. - августовских и в 1990 г. - сентябрьских дождей, во время которых выпадало от 300 до 500 мм осадков, что в среднем в 2-5 раз превышало месячную норму. Всего за период инструментальных наблюдений наводнения наблюдались на р.Баргузине - 33, на р.Селенге - 38, на р.Джиде - 52, на р.Чикое - 36, на р.Хилке - 15, и на р.Уде - 22 случая затопления [Иметхенов, 1997]. Крупные наводнения в Восточном Прибайкалье и Западном Забайкалье, о которых имеются сведения, происходили в 1751, 1785, 1830, 1854, 1864, 1867, 1869, 1872, 1897, 1904, 1932,1936, 1940 гг. [Зайков, 1954].
Гидрография, водный режим и питание рек
Гидрографическая сеть района принадлежит бассейну Северного Ледовитого океана. Выделяется четыре крупных речных системы: верхнего Енисея; Ангары; верхней и средней Лены; оз.Байкал.
На преобладающей части территории норма годового стока равна 4-8 л/сек км . Малой водностью отличаются реки Лено-Вилюйской низменности, где нормы менее 2 л/сек км2. Относительно высокой водоносностью отличаются реки бассейна верхнего Енисея (в Саянах), где модуль стока достигает 15-20 л/сек км2. На междуречье Ангары и Лены, Лены и Киренги, в верховьях Нижней и Подкаменной Тунгуски величины стока колеблются от 2,5 до 10 л/сек км [Соколов, 1952; Атлас, 1962].
Суровый климат и наличие ММП определяют своеобразие режима вод территории. При полной непроницаемости мерзлых грунтов, малых потерях на фильтрацию и испарение, поверхностный сток здесь сравнительно велик. Коэффициенты стока составляют здесь 0,6-0,8. Особенно велики коэффициенты стока талых вод, которые в условиях многолетней мерзлоты близки к единице. Однако мерзлота является и причиной слабого питания рек грунтовыми водами и широкого распространения явления перемерзання, зачастую с образованием наледей. Основная доля годового стока на реках юга Восточной Сибири проходит в теплый период года, на долю зимнего стока приходится лишь несколько процентов от его общего объема. Грунтовое питание в условиях многолетней мерзлоты очень скудное и составляет в основном лишь 1-2% от общего годового стока.
Бассейн Енисея. Рассматриваемая территория охватывает бассейн Енисея до впадения р.Ангары. Бассейн Енисея здесь имеет характерное асимметричное строение. Речная сеть его в основном развита по правобережью, в пределах Средне-Сибирского плоскогорья. В верхнем течении Енисей имеет горный характер. Между устьем р.Хемчик и с.Означенное река прорезает Западные Саяны, где долина представляет собой глубокое ущелье, местами переходящее в скалистый коридор-каньон с отвесными скалами. Здесь расположен Большой порог, где скорости течения бурного потока в половодье достигают 5-7 м/сек. Далее Енисей протекает в средневысотной горной местности. Ниже с.Означенное река протекает в Минусинской котловине, носящей степной характер.
Основным источником питания рек бассейна верхнего Енисея, к которому относятся Абакан, Кан, Мана и др., служат талые снеговые и дождевые воды, с преобладанием снеговых; грунтовые воды в питании рек имеют второстепенное значение. В связи с этим водный режим характеризуется высоким и продолжительным весенне-летним половодьем, устойчивой осенней и низкой зимней меженью. Весеннее половодье переходит в первую половину лета, так как в горах верхней части бассейна таяние снега затягивается до начала лета; на продолжительность его оказывают также влияние дожди, выпадающие в этот период. Наивысший уровень наблюдается во время наиболее обильного поступления в русло талых вод из горной части бассейна. Волна половодья по мере ее движения вниз по реке усиливается местным снеготаянием. При этих условиях амплитуда колебания уровня воды Енисея бывает весьма значительной и достигает в Саянском ущелье 7-14 м, у г.Красноярска - 10,7 м [Соколов, 1952]. В летнее время ежегодно бывают паводки, уступающие по высоте весеннему половодью
Ангара является самым большим притоком Енисея; она вытекает из оз.Байкал и впадает в Енисей справа, выше г.Енисейска. Длина ее равна 1830 км, площадь бассейна 1060000 км2. Общее падение реки составляет 380 м. Ангара обладает гигантским регулятором стока - озером Байкал и каскадом водохранилищ.
Бассейн Ангары резко асимметричен из-за многоводных левых притоков - рек Чуны, Бирюсы, впадающих в Ангару одним руслом (р. Тасеева), Оки с притоком Ней, Иркута, Китоя, Белой. Все остальные притоки Ангары - средние (Вихорева, Илим, Ката, Кова, Чадобец, Мура, Карабула, Иркинеева, Каменка) и малые реки. Глубина эрозионного вреза больших и средних рек даже на сравнительно высоких пространствах плоскогорья достигает 100-200 м, на возвышенных участках относительные превышения водоразделов над дном речных долин зачастую более 300 м. Долины малых и средних рек в их верховьях преимущественно широкие, с очень пологими склонами и заболоченным дном. По мере приближения к устью их склоны становятся умеренно крутыми или крутыми, а форма долин V- образной. Нередко встречаются участки, обычно в нижних и средних течениях рек, где долины резко сужаются и реки протекают как бы по коридорам с почти отвесными склонами, мало чем отличающимися от горных ущелий. Для долин, проложенных в районах распространения траппов, характерно чередование суженных и расширенных участков.
Реки, берущие начало в Восточном Саяне и Прибайкалье, имеют ясно выраженный горный тип - глубоко врезанные долины, ущелья, большие уклоны продольного профиля, переходящие местами в уступы порогов и водопадов, быстрое и бурное течение (4-5 м/сек). Величина стока здесь достигает 25 л/сек с км2. Уменьшение нормы стока наблюдается у подножья горных систем, где она составляет всего 2,8-5,0 л/сек с км2. На равнинных участках Средне-Сибирского плоскогорья долины рек расширяются, уклоны становятся незначительными, течение замедленным. Реки, берущие свое начало в Восточном Саяне, характеризуются четко выраженными, переходящими один в другой дождевыми паводками. Основная часть стока на этих реках проходит летом. Значительная доля его приходится также и на весну в связи с тем, что на этих реках наряду с летними паводками наблюдается весеннее половодье. Оно довольно интенсивное, хотя и непродолжительное, в восточной части района, но относительно слабое в западной части Саян.
Правые притоки р.Ангары, стекающие со Средне-Сибирского плоскогорья, несмотря на существенное значение летне-осенних осадков, имеют удельный вес дождевого питания в стоке примерно в два раза меньше снегового. В среднем для большинства рек южной тайги Средней Сибири соотношение питания в стоке рек (в процентах годового) следующее: талые воды 40-50%, дождевые 15-25%, грунтовые 30-40%, то есть питание рек смешанное, с преобладанием снегового [Бачурин, Вавилова, 1966].
Притоки оз.Байкал. В оз.Байкал впадает много притоков, из которых наибольшим является р.Селенга. Селенга берет начало на территории Монголии, длина реки составляет 1480 км. Площадь водосбора 447000 км2. На территории России Селенга пересекает гористую область Селенгинской Даурии; здесь долина ее представляет чередование суженных участков и межгорных расширений, где русло блуждает среди широкой поймы. Ниже г.Улан-Удэ Селенга пересекает хребет Хамар-Дабан и на протяжении 40 км течет в одном русле в берегах высотою в 20-40 м. Водный режим реки характеризуется сравнительно слабо выраженным весенним половодьем и высокими летними паводками. В северную оконечность озера впадает р.Верхняя Ангара, а в восточную р.Баргузин.
Реки Забайкалья и правобережные притоки верхнего течения Лены (Витим и Олекма) принадлежат к типу рек, имеющих преимущественно дождевое питание, т.е. основная доля годового стока (50-80%) формируется за счет дождевых вод. На р.Витиме, с преобладанием дождевого питания, максимальные уровни наблюдаются в период от мая до августа. Амплитуда колебаний в нижнем течении у г.Бодайбо достигает 13 м.
Лена берет начало на западном склоне Байкальского хребта, в 7 км от западного берега Байкала. На верхнем участке (до устья Витима) Лена протекает преимущественно в узкой долине, ограниченной часто высокими, крутыми или обрывистыми склонами. Уклоны реки на этом участке значительны и в среднем составляет 0,6 %о. Река относительно маловодна, русло изобилует мелководными перекатами. Водность ее значительно увеличивается после впадения крупного притока - р.Киренги. Питание реки происходит в основном за счет вод от таяния снега. Для нее характерным является высокое половодье и сравнительно низкая летняя межень. Витим - большой правый приток Лены; длина его равна 1820 км. Площадь водосбора 227000 км2. Река представляет собой горный поток, протекающий большей частью в узкой долине. Русло ее изобилует каменистыми порогами, где скорости течения достигают 3-4 м/сек. Питание реки происходит в основном за счет дождей. Снеговое питание, вследствие малых запасов снега в бассейне играет второстепенную роль, а грунтовое питание вообще очень скудное; в теплую часть года отмечается растянутое половодье, обусловленное серией паводочных волн, образовавшихся за счет дождей. Олекма является крупным правобережным притоком Лены. Река протекает большей частью по дну глубокой и узкой долины, сжатой горами; в русле здесь часты пороги, где скорость течения достигает 3-4 м/сек .
Обзор методов оценки ущерба
До настоящего времени, несмотря на то, что ущербы от наводнений во всех странах мира оцениваются десятками миллиардов долларов, единой методики оценки ущерба не существует, как и единого подхода к этой проблеме. Однако именно объективное оценивание ущербов от наводнений имеет огромное значение как для выбора стратегии борьбы с наводнениями. Часто объективная оценка ущерба бывает затруднительна даже для уже произошедшего наводнения, в то время как при оценке потенциально возможного ущерба трудности значительно возрастают. Несмотря на это в некоторых странах, например в США, работа в этом направлении уже давно ведется на высоком уровне. Наиболее значительными в этом направлении являются работы Г.Уайта. Им были написаны серии статей по проблемам экономического анализа использования пойм, необходимости управления и мелиорации земель и методам прогнозирования результатов, а также сформирована концепция всестороннего географического подхода к проблеме наводнений [Уайт, 1990].
Большинство методик, существующих на сегодняшний день, позволяют рассчитывать прямой усредненный ущерб.
Ниже приведен обзор отечественных разработок по оценке ущерба от наводнений.
А.Б.Авакян (1999) выделяет два основных подхода к расчету ущерба от наводнений. Первый представляет собой подсчет различных категорий ущербов от реального паводка путем обследования территорий и опроса населения. Такой подход к оценке ущерба в настоящее время применяется наиболее широко. Однако и он обладает рядом существенных недостатков. Сюда относятся организационные трудности, так как обследования по выявлению ущерба занимают много времени и требуют большого штата сотрудников. Нередко расчеты, основанные на экспертных оценках, оказываются неточными, некоторые статистические данные могут вообще отсутствовать, а качество имеющегося материала - существенно различаться. Существует тенденция со стороны пострадавших завышать величины ущерба. Кроме того, собранная информация касается только уже произошедших наводнений, и может не включать данные по паводкам редкой обеспеченности, что может создать ложное представление об относительной безопасности и привести к пагубным последствиям в случае прохождения паводка редкой обеспеченности.
Второй подход заключается в расчете потенциально возможного ущерба на основе установленных зависимостей между величиной ущерба и обеспеченностью паводка в каждом конкретном районе; с его помощью можно сделать расчеты для любого района, в котором ранее оценка ущербов не производилась. Общая схема расчетов заключается в определении: 1) видов использования земель на подверженной наводнениям территории; 2) высоты уровня стояния воды во время паводков различной обеспеченности; как правило, используются данные о последнем фактически высоком паводке, паводке средней обеспеченности, исторически максимальном и расчетном максимально возможном паводке; 3) ущербов для паводков различной обеспеченности и для каждого вида использования, построении кривых зависимости ущерба от высоты стояния воды. Для различных типов использования учитываются и другие характеристики паводка: время его наступления и окончания, длительность затопления и т.д. Расчеты ущерба от паводков различной обеспеченности производятся для участков, расположенных между определенными створами, с последующей экстраполяцией на водосборный бассейн. Основной недостаток заключается в том, что при экстраполяции ущербов, рассчитанных для конкретных участков, на весь водосборный бассейн возможны значительные погрешности, особенно при неравномерной хозяйственной освоенности бассейна или различии в типах использования земель.
Рассмотрим конкретные методики определения ущерба.
Начнем с комплексной методики оценки фактического ущерба Н.А.Алексеева (1988), рассмотревшего 28 видов фактического ущерба, учитывающей как прямой, так и косвенный ущерб при определении эффективности строительства противопаводковых гидротехнических сооружений. В первую очередь подробно рассмотрено определение как прямого, так и косвенного ущерба при разных видах сельскохозяйственного производства: ущерб от гибели сельскохозяйственных культур, выращиваемых для продажи государству и для собственных нужд хозяйства, ущерб от гибели как урожая ягодников, виноградников и других плодоносящих насаждений, так и самих этих насаждений, ущерб от заиления пойменных сенокосов и пастбищ, гибели трав неубранных сенокосов, смыва плодородного слоя пахотных земель, потери угодий в результате обрушения берегов и оползней, переуплотнения почвогрунтов, ухудшения мелиоративного состояния площадей многолетних насаждений, порчи, смыва, потерей запасов зерна, семян, сена и другой убранной продукции и др. В прямом ущербе учитываются в первую очередь стоимость выполненных сельскохозяйственных работ (вспашка, боронование, посев, поливы и др.), стоимость материальных затрат (стоимость семян, удобрений и др.), за вычетом выплат Госстраха. Величины ущерба определяются по площади посевов отдельных культур, подвергшихся затоплению и по фактически произведенным затратам. К косвенному ущербу относится недобор государством суммы налога с оборота, выплаты Госстраха, государственная помощь хозяйствам, недобор хозяйствами чистого дохода с момента снижения урожайности и смыва почв до полного восстановления их плодородия и др.
Если в зоне затопления находятся промышленные предприятия, выделяются следующие виды ущербов: снос, разрушение повреждение срока службы зданий, сооружений, инженерных коммуникаций, оборудования, временное прекращение производственного цикла, потеря готовой продукции, полуфабрикатов, а также разрушение, повреждение и сокращение срока службы земляного и дорожного полотна, мостов, труб, линий связи, аэродромов и др.
По каждому из перечисленных видов ущербов рассчитываются фактические величины ущербов и определяется величина суммарного ущерба, соответствующая определенной процентной обеспеченности паводка. Используя данные о максимальных расходах и данные об ущербах за ряд лет, строятся кривые зависимости ущербов от паводков любой обеспеченности.
Однако на практике в силу неполной и неточной информации о фактических размерах ущербов построить эти кривые бывает трудно. Н.А.Алексеев предлагает пользоваться прогнозным (расчетным) методом определения ущербов на основе следующих предпосылок и допущений: размер ущерба соответствует проценту обеспеченности; на сельскохозяйственных угодьях урожай гибнет полностью; границы затопления устанавливаются путем гидрологических и гидравлических расчетов в характерных створах; для каждой расчетной обеспеченности паводка площадь затопления определяется планиметрированием планов; в расчетах учитываются все виды ущербов, которые могут иметь место при прохождении паводков. Кроме этого ,автором предлагается учитывать тот фактор, что в ряде районов освоение природных ресурсов сдерживается только в силу затопления паводковыми водами и предлагается методика учета этого фактора при экономическом обосновании противопаводковых сооружений.
Воробьевым Б.В., Косолаповым Л.А. (1987) предлагается методика учета фактора наводнений при экономической оценке приречных территорий, в соответствии с которой величина ущерба за многолетний период оценивается по стоимости теряемой валовой продукции, по показателю теряемого чистого дохода и по непроизводительным затратам. Методика основана на том положении, что факт затопления земель без учета времени наступления наводнений и продолжительности затопления в вегетационный период не может рассматриваться как случай полной гибели урожая сельскохозяйственных культур и травостоя. Зависимость вероятности гибели урожая от высотного расположения сельскохозяйственных угодий на пойме и обеспеченности затопления строится на основе увязки сроков затопления за многолетний период со сроками основных фаз развития сельскохозяйственных культур и травостоя на сенокосах и пастбищах. Объективная оценка влияния наводнений на сельскохозяйственное производство может быть осуществлена путем определения абсолютной и относительной экономической производительности земель, подверженных наводнениям, и эффективности их возделывания как в условиях постоянно повторяющихся наводнений, так и при защите от них.
При этом общая оценка влияния наводнений на приречные территории характеризуется частотой повторения различных по силе наводнений: катастрофических, больших, средних и малых, при этом за основу выделения наводнений по их силе положен критический показатель площади затопления при определенных характеристиках. Вероятность различных по силе наводнений определяется путем построения графиков, на которых по оси ординат откладываются значения уровней, а по оси абсцисс - обеспеченность уровней и площадь приречной территории с количественной оценкой ее хозяйственной освоенности (численность населения, площади различных видов сельскохозяйственных угодий, основные производственные и непроизводственные фонды в физических и строительных единицах) в зависимости от высотного расположения, т.е. затопляемые при уровнях воды в реке обеспеченностью от 1 до 100 %. Зависимость площади затопления приречной территории и находящихся на ней объектов народного хозяйства от уровней на контрольных постах наблюдения устанавливается путем планиметрирования государственных топографических карт и планов землепользования, с предварительным нанесением на них зон затопления с помощью продольного профиля реки с кривыми свободной поверхности воды обеспеченностью 1, 5, 10, 25, 50 и 95 %.
Системный подход к защите территорий от наводнений
Общепринятой концепции защиты от наводнений на сегодняшний день не существует. Существует ряд подходов к проблеме защиты территорий от наводнений.
Богатый опыт разработок по борьбе с наводнениями имеется в США, политика которой в вопросах защиты территорий от наводнений характеризуется тезисом «задача регулирования паводков - регулирование ущерба от них». Первостепенное значение здесь уделяется экономическим мерам защиты от наводнений на основе концепции оптимального регулирования ущерба от наводнений. Г.Уайтом [1990] рассматривается опыт предыдущих классификаций вариантов приспособления к угрозе наводнений в США в 40-60-ых XX века, анализируется опыт США по предотвращению риска и неопределенности наводнений, а также по созданию и совершенствованию моделей принятия решений (модель предельной рациональности [Kates, 1971]). Конечным результатом американских исследователей стала разработка федеральной политики по защите от наводнений [United States, 1966]. Мероприятия в области государственной политики США по контролю за наводнениями, в основном заключаются в совершенствовании фундаментальных знаний об ущербе от наводнений, в координации и планировании нового экономического развития на пойменных землях, в организации технических служб менеджеров по собственности на пойменных землях, в продвижении к национальной программе по страхованию от наводнений, а также в регулировании федеральной политики по контролю за наводнениями.
В России опыт США не всегда применим, в связи с существенными, прежде всего экономическими отличиями развития стран.
А.Б.Авакяном (1999) предлагаются следующие основные положения концепции по защите от наводнений территории России. 1) При использовании паводкоопасных территорий следует стремиться, с одной стороны, к получению максимально возможного экономического эффекта от хозяйственного освоения долин рек и морских побережий, а с другой - к сведению до минимума ущерба от наводнений. 2) Необходимо умело сочетать инженерные и не инженерные методы защиты от наводнений, исходя из природных и хозяйственных особенностей территорий. 3) Мероприятия в долинах рек должны охватывать весь водосбор, а не только его отдельные участки. 4) Комплекс мероприятий по защите от наводнений, включающий прогнозирование, предупреждение, планирование и осуществление работ, должен проводится до, в период и после стихийного бедствия. 5) Инженерные сооружения по защите земель и хозяйственных объектов должны быть надежны, и вместе с тем их строительство должно сопровождаться минимальными нарушениями природной среды. 6) К деятельности, связанной с защитой от наводнений, должны быть привлечены не только государственные и общественные, но и частные лица и координироваться центральным федеральным органом. 7) Должна действовать четкая система прогнозирования паводков и извещения населения о возможном наступлении наводнения. 8) Необходима пропаганда знаний о наводнениях. 9) Регулирование использования паводкоопасных территорий должно быть прерогативой республик, краев, областей, районов и городов. Государство может лишь стимулировать их деятельность, принимая соответствующие законы. 10) Наилучшим инструментом по регулированию землепользования на паводкоопасных территориях может быть гибкая программа по страхованию от наводнений, сочетающая как обязательное, так и добровольное страхование. 11) Весьма важны разработка и дальнейшее совершенствование методов расчета прямых и косвенных ущербов от наводнений.
Концепция РосНИИВХ (А.В.Шаликовский, Н.В.Бортин [1997]) основана на планировании и осуществлении противопаводковых мероприятий, при котором на первый план выходят задачи управления, направленные на создание комплексного механизма административного и экономического регулирования рационального использования прибрежных территорий. Решение проблемы защиты территорий от наводнений основывается на механизмах государственного управления паводкоопасными территориями и речными бассейнами в целом.
Государственная политика должна строиться на принципах управления паводкопасными территориями для минимизации вероятности человеческих жертв, гарантирования возмещения ущербов и регулирования хозяйственного использования территорий, территориально-бассейнового управления, комплексности осуществления мероприятий и объединения усилий всех субъектов Российской Федерации, расположенных в бассейне одной реки, на основе Бассейнового соглашения.
Административный контроль за паводкоопасными территориями, внедрение системы страхования и ее консолидации с системой государственной помощи, эколого-экономическое обоснование проектов, защита инвестиций и т.д. требует развитого нормативно-правового обеспечения, так как некоторые вопросы могут решены лишь на уровне федерального законодательства, основу которого должен составлять Закон РФ «О защите от наводнений». Административный механизм управления паводкоопасными территориями, должен заключаться в минимизации возможных последствий наводнений, путем введения ограничений на хозяйственное использование паводкоопасных территорий. Речь идет о приспособлении к неизбежному периодическому затоплению при приемлемом для общества уровне опасности наводнений.
Локальные противопаводковые мероприятия - это прежде всего сооружение ограждающих дамб, подсыпка территорий, повышение пропускной способности русел - их спрямление, строительство разгрузочных (обводных) каналов, уменьшение гидравлического сопротивления русел. Бассейновое управление противопаводковыми мероприятиями, в первую очередь для безопасной эксплуатации водохранилищ, которые являются наиболее радикальным способом защиты от наводнений, а также для координации локальных противопаводковых мероприятий. Разработка и стимулирование мер по поддержанию и восстановлению регулирующей способности водосбора, реализация экономического механизма мероприятий по защите от наводнений.
Из экономических задач наиболее актуальными являются: прогнозирование ущерба от наводнений на различные временные уровни и для разной степени хозяйственной освоенности прибрежных территорий, оценка экономической эффективности противопаводковых мероприятий, экономическое стимулирование рационального использования паводкоопасных территорий, обеспечение гарантий возмещения ущерба и привлечение инвестиций для осуществления мероприятий по защите от наводнений.
Рассмотренные подходы и концепции имеют важное значение и охватывают основные необходимые моменты для организации защиты территорий и их населения от наводнений. Однако им не хватает комплексности, учета региональности и четкой структурированности, что выражается в предлагаемом нами системном подходе (рис. 4.4.).
На основе зарубежного и отечественного опыта концепций защиты от наводнений, а также проведенного анализа причин, факторов формирования наводнений, их опасности и последствий на территории Восточной Сибири предлагается четко выделять четыре типа мероприятий защиты конкретной территории от наводнений: геоэкологический, экономический, инженерный, административный.
Особенностью предлагаемого подхода является его связь с бассейновой концепцией в природопользовании [Корытный, 2001]. Суть подхода заключается в том, что защита от наводнений должна проводиться не только в долине и пойме реки, но и во всем бассейне, где и формируется максимальный сток. При этом большинство антропогенных воздействий на влагооборот и в целом на природную среду бассейна должны учитываться при подготовке программы противопаводкоых мероприятий, в том числе на стадий прогнозирования и проектирования.
Геоэкологические мероприятия включают анализ региональных условий формирования максимального стока и наводнений, в первую очередь синоптических условий, режима максимального стока, уровенного и ледового режима на конкретной территории, подверженной наводнениям.
Производится сбор, обобщение информации и формирование базы данных о фактических ущербах от наводнений и опасных отметках уровней и расходов, площадях затопления, скорости течения и т.д.
Производятся гидрологические расчеты повторяемости и генезиса наводнений, уровней и расходов редких обеспеченностей и построение кривых обеспеченности максимальных уровней и расходов, расчеты площади и глубины затопления, скоростей течения, состава и количества влекомых наносов, и др.
Для рассматриваемой территории необходимо провести выделение зон риска затопления при расходах (уровнях) различной обеспеченности. Создается каталог населенных пунктов, попадающих в зону затопления с данными о населении, количестве и видах объектов.
