Паводок: понять, просчитать, предупредить

На днях глава Министерства экологии, геологии и природных ресурсов Магзум Мирзагалиев предупредил о возможном негативном сценарии паводка в ряде регионов страны. Зима многоснежная, запасов воды в снеге больше обычного. Службам ЧС следует держать ухо востро.

Для Восточного Казахстана с его обилием рек и водоемов весенние подтопления, к сожалению, не редкость. Только за последнее десятилетие от стихии в той или иной степени пострадали практически все уголки области. Достаточно вспомнить Тарбагатайский район, где в 2010 году смыло села Кокжыра и Жантикей. И их приш­лось отстраивать с нуля.

В 2011 году из-за разлива притоков Ульбы «поплыли» усть-каменогорские окраины Согры и Гавани. В 2014-м разлилась речка Калгуты в Курчумском районе, пострадал ряд крестьянских хозяйств. В 2015-м по самые крыши ушли в воду дома в Алтае и в селах этого района. В 2017-м «утонули» Бескарагайский и Глубоковский районы. В 2018-м подтопило Аягоз и частный сектор Усть-Каменогорска и Семея. В прошлом году под удар половодья вновь попал Бескарагай…

Неизвестно, в какую общую сумму за эти годы вылился ущерб от стихии, но явно счет нужно вести на десятки миллиардов тенге. Года не проходит, чтобы где-то не смыло мосты, не повредило дороги, дамбы, не говоря о разрушенных водой домах и хозяйственных постройках. Самое неприятное, как признают в службе по чрезвычайным ситуациям, крайне сложно предугадать, в каком районе «рванет». Если традиционно наиболее уязвимыми считались села вдоль берегов Бухтармы, Ульбы и Убы, то в последние годы масштабные бедствия фиксируют в степных и, казалось бы, маловодных районах.

– Департамент по ЧС и органы исполнительной власти очень заинтересованы в прогнозировании и моделировании ситуации, – говорит Андрей Охотенко, инженер-исследователь Восточно-Казахстанского государственного технического университета им. Д. Серикбаева. – На сами паводки мы повлиять не в силах, с природой не поспоришь. Но можем изучить, где и почему в регионе образуются подтопления. Можем посоветовать, как минимизировать ущерб или вообще не допус­тить ЧС.

С прошлого года исследовательская группа университета взялась за «паводковый» проект. Основным инструментом стало программное обеспечение MIKE, позволяющее получить трехмерную модель гидродинамических процессов. По сути, это пакет инженерных программ, рисующих своего рода 3D-мультик про воду: как она поведет себя на поверх­ности, что будет происходить под землей.

Чем полнее база статданных, тем точнее прогнозная модель. Работа, по словам специалиста, небыстрая. Необходимы наблюдения, 3D-съемка, обработка спутниковой информации…

– Считается, что опасный паводок возникает в снежные годы, – поделился рассуждениями специалист. – Но это не совсем так. Снега в нашем крае всегда много, но большая вода случается не каждый год. Как показало наше исследование, зачастую сильное половодье наблюдается там, где снега как раз мало. Это Тарбагатайский, Зайсанский, Бескарагайский районы. Дело в том, что когда покров минимальный, земля промерзает. Талая вода не уходит в грунт, а скапливается в низинных местах.

В качестве примера исследователь привел ситуацию, когда в конце марта 2019 года подтопило село Бескарагай. Виновным посчитали местное озеро Куликовское. Чуть ли не круглые сутки сотрудники ЧС и местный акимат наращивали колоссальную многокилометровую дамбу. Но результата не было, часть села по-прежнему «тонула». Как выяснилось, ЧС спровоцировала нарушенная циркуляция между поверхностными и грунтовыми водами. С одной стороны, плотная почва из песка и глины промерз­ла на глубину от 10 до 30 см и не впитывала талую воду. С другой – в ходе земляных работ при строительстве сельского водопровода был нарушен естественный природный сток грунтовых вод.

По словам Андрея Охотенко, справиться с проблемой помогла цифровая технология. С помощью моделирования специалисты выявили все естественные низинки и помогли службе ЧС принять решения. Экскаватором пробили промерзшую корку грунта, и вода стала уходить на глазах.

– Зачастую проблему усугубляют техногенные сооружения, – отметил специалист. – Это могут быть трубопроводы, технологические насыпи, например, под опоры ЛЭП, дороги. Они становятся своего рода плотинами, и вода скапливается.

Маловато будет

Изначально исследователи планировали воспользоваться данными отечественных спутников KazSat. Однако за эту информацию, как оказалось, нужно заплатить, и немало. Выручила съемка Европейского космического агентства Sentinel и американских спутников Landsat. Эти кадры с разрешением 10 метров в одном пикселе выложены в свободном доступе в Интернете. Совершенно бесплатно! Точно так же в открытом доступе есть программы для их обработки –
Q-GIS, SAGA. Скачивай, пользуйся.

Единственный недостаток – зависимость от погоды. Если небо закрыто облачностью, картинку не получишь. А нынешняя зима, как назло, выдалась очень пасмурной. Тем не менее, по словам инженера, даже при такой скудной базе данных на спутниковых снимках хорошо видны зоны, где снежный покров минимальный. Это равнинные, продуваемые территории возле озера Зайсан, отдельные участки в Катон-Карагайском и Уланском районах, большие площади в Курчумском и Тарбагатайском районах.

Причем в отличие от Курчумского района в Тарбагатайском плотность населения выше и инфраструктурных сооружений больше.

– Земля практически голая, идет промерзание почвы, – пояс­нил инженер. – А если еще учесть естественные препятствия в виде техногенных сооружений, гарантированно будет разлив воды.

Ясно, что самому университету проект по паводку любопытен исключительно как познавательный. Научная группа так и планировала: провести исследование, создать технологию, методологию. И передать все наработки структурам, в чью сферу входит жизнеобеспечение городов и сел.

В первую очередь в университете рассчитывали на сотрудничество с Казгидрометом – именно эта служба занимается погодными прогнозами. На основании ее заключений свои решения принимают чеэсники, отделы ЖКХ, коммунальные предприятия. Однако, как отметили в университете, Казгидромет никакого интереса к проекту не проявил. По словам Андрея Охотенко, на все просьбы предоставить информацию там ответили: услуга является платной.

– Для моделирования процессов нужны многочисленные данные, отражающие ежедневный мониторинг, – говорит специалист. – Например, необходимы сведения по глубине снежного покрова, по состоянию воды, состоянию поч­вы, ее структуре, температуре, степени промерзания. У нас закуплена карта области, но на местах ведутся работы, рельеф меняется. Карта требует актуализации. Собрать такую базу один университет не в силах, да это и не входит в его задачи. Нужна сеть метео- и гидрологических постов, нужны снегомерные партии. По-хорошему, проект требует совместной работы с Казгидрометом. Но вместо этого мы практически в частном порядке договариваемся с главами районов и получаем статистику от них. Для исследовательского проекта этого достаточно. А для общей картины – нет.

В исследовательской группе задаются вопросом: может, есть смысл законодательно закрепить за службами ЧС или акиматами право на использование данных Казгидромета?

Какую практическую пользу сулит проект? По словам инженера, для погодных явлений характерна цикличность, и многолетние статданные прекрасно очерчивают границы этих циклов. Соответственно, можно просчитать возможные оттепели или опасные осадки. Заранее оповестить людей, коммунальные службы, заранее подготовиться. Говорят, предупрежден – значит вооружен.

Наверняка профилактические мероприятия обойдутся бюджету дешевле, чем ликвидация последст­вий подтоплений. Достаточно вспомнить 2018 год, когда за счет бюджета пришлось купить 87 домов для жителей Аягозского, Глубоковского, Шемонаихинского районов, Семея, а также района Алтай. Здесь же государство и благотворительные фонды взяли на себя расходы по ремонту еще 728 домов.

Когда лучшая защита – отступление

По мнению исследователей, давно назрела необходимость решения проблемы историчес­кой застройки в водоохранной полосе. Многие дома, расположенные в местах естественных подтоплений, владельцы смогли зарегистрировать в переходные 1990-е годы. Сейчас все «красные» зоны выявлены, определены. И в акиматах только разводят руками: избавиться от подтоплений невозможно – нужно менять русла рек. Людей в беде тоже не бросишь. Так и получается: что ни весна, то в поселках вдоль рек и притоков начинаются спасательные операции по эвакуации граж­дан, скота, сооружению дамб…

Показательным стал 2016 год. Беспрецедентный подъем уровня Бухтарминского водохранилища привел к подтоплению частных домов и баз отдыха практически по всему побережью. В Усть-Каменогорске пострадали 10 дачных участков на берегу. Как тогда констатировали в Иртышской бассейновой инспекции, водоохранная полоса – это не столько участок, защищающий реку от человека, сколько человека от большой воды. Кто стремился получить престижные условия у самой воды, те и поплатились.

– Природу не обманешь, – заключил инженер-исследователь университета. – Когда в усть-каменогорских поселках Согра и Гавань начинаются подтопления, нужно понимать, что дело не в нерадивос­ти коммунальных служб или че­эсников. Просто дома построены не там. Конечно, они оказывают влияние и на экологию. Люди держат скот, ведут хозяйственную деятельность. В паводок всю эту грязь смывает в реки, и так каждый год. Не зря же эти участки называют водоохранной полосой и водоохранной зоной. На наш взгляд, людей дешевле переселить, чем ежегодно бороться с водой, которая никуда не денется.