книги из ГПНТБ / Пояг, М. А. Комплексное использование и охрана водных ресурсов Молдавии
.pdfУрожай при выращивании 'культур полосами в 10—15 раз выше по оравненшо с естественным травостоем1.
Чрезвычайно важной проблемой является защита почв от эрозии на молодых посадках многолетних на саждений, расположенных на склоновых землях. Здесь в междурядьях, идущих поперек склона, нужно созда вать буферные полосы из многолетних трав; новые же посадки проектировать так, чтобы размещать их вдоль горизонталей, что в последующем облегчит работу по защите почв от эрозии.
Для более эффективной защиты почв на виноградни ках целесообразно вначале создавать стокорегулирую щие лесные полосы, строить водоотводящие земельные валы-канавы, а потом поднимать плантаж с таким рас четом, чтобы отводимые под дороги места оставались нераспаханными. Излишняя вода со склонов отводится по пониженным местам (ложбинам), занятым посевами многолетних трав.
Исключительное значение имеет создание полезащит ных лесных и стокорегулирующнх кустарниковых лесо полос, а также сплошное освоение овражно-оползневых земель. Установлено, что сток воды со склонов с лесо полосами снижается в полтора раза. Среднесуточное поглощение воды при снеготаянии в межполосных про странствах на склонах увеличивается в 8—18 раз по срав нению с водопоглощением на склонах без лесополос. Высокоэффективными являются стокорегулирующие кустарниковые? полосы, которые защищают склоны от смыва и размыва почв, роста оврагов, а зимой служат кулисами для задержания снега.
Наиболее простыми из противоэрозионных гидротех нических сооружений являются распылители стока. Они создаются в местах опасной концентрации поверхностно го стока — у вершин оврагов, соединяющихся с ложби нами, лощинами, дорожной сетью и т. д. Распылители целесообразно проектировать на оврагах с водосборной площадью не более 3—3,5 га. Применение распылите лей стока целесообразно только у верховьев оврагов, рас положенных на задерненных (нераспаханных), а также об лесенных крутосклоновых, изрезанных оврагами землях.
1 Ноур Д., Волощук М. П. Проблему решать в комплексе. «Со ветская Молдавия», 1973, 1 мая.
НО
В качестве основного типа оврагоукрепительных со оружений используются водозадерживающие валы. Строительство последних целесообразно в оврагах, про резающих рыхлые породы, где нет опасности возникно вения оползневых процессов или нет избыточно увлаж ненных почв.
Склоновые и донные овраги с большой водосборной площадью у точки роста, а также с оползневыми явле ниями закрепляются водонаправляющими валами-кана вами с различного вида водосборными и донными со оружениями, такими, как стенки падения, перепады, нак лонные лотки-быстротоки, трубчатые (закрытые) водо сбросы, различные типы запруд.
В настоящее время протяженность водонаправляю щих валов-канав,составляет 21 тыс. погонных метров. Они окаймляют 594 вершины оврагов. Из них 384 овра га закреплено различными водосбросными сооружения ми. Наиболее широкое применение получают наклонные лотки-быстротоки. Они, как правило, не сложны в устройстве и просты в уходе. Шахтные водосбросы свя заны с довольно сложным строительством и требуют тщательного ухода.
С ростом оснащенности сельского и лесного хозяйст ва землеройными машинами возрастает полная или частичная засыпка оврагов с сохранением верхнего пло дородного слоя почвы, что позволяет дополнительно ввести в сельскохозяйственный оборот более 5 тыс. га малопродуктивных земель. Намечено засыпать еще 20 тыс. оврагов и дополнительно ввести в. сельскохозяй ственный оборот 30 тыс. га земель.
(Комплексными решениями вопросов борьбы с эрози ей почв достигается дальнейшее повышение плодородия на склоновых землях, а следовательно, увеличение вало вых сборов сельскохозяйственных культур.
В целом по республике необходимые капитальные вложения в проведение противоэрозионных мероприятий могут достигнуть 365,2 млн. руб. [52].
Суммарные эксплуатационные расходы составят 244,8 млн. руб. Что же касается ежегодных потерь от эрозии почв на сумму 1 492 млн. руб., то и?: величину следует дополнительно уточнить. Поэтому стоимость те ряемой сельскохозяйственной продукции с площади
ill
350 тыс. га принимаем на уровне нынешней стоимости урожая с орошаемых земель (1493 руб./га), соответст вующей 522,55 млн. руб. В этом случае чистый доход достигнет 277,75 млн. руб.
Из государственного бюджета на борьбу с эрозией почв, включая проведение комплекса организационно хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий в 1968—1970 годах было израсходовано 11 млн. руб. В 1971—1975 годах будет расходовано еще 40 млн. руб. [23]. Ежегодные эксплуа тационные издержки по защите противоэрозионных со оружений (амортизация, текущий ремонт, заработная плата обслуживающего персонала и т. д.) принимается в размере 67,03% от капитальных вложений в защитные противоэрозионные мероприятия (34,18 млн. руб.). Чи стый доход при экономическом эффекте, ограничения
251,1 млн. pyQ. составит 216,92 млн. руб.
|
Максимальный сток половодий за многолетний период |
||||
с территории республики |
[ИЗ] за |
48 суток составляет |
|||
13,48 мм, или 454,3 |
млн. |
м3, в том числе местных рек |
|||
бассейна Прута с площади |
8240 км2 за 51,1 суток—29,8 |
||||
мм |
(245,6 млн. м3), |
Днестра— 19 |
174 км2, 67,5 суток, |
||
8,6 |
мм |
(165,0 млн. м3) и Дуная —6290 км2, 25,6 суток, |
|||
6,9 |
мм (43,7 млн. м3). |
|
|
||
|
Удельный экономический эффект ограничения в рас |
||||
чете на единицу стока составляет |
0,55 руб./м3 и в пер |
||||
спективе |
достигнет |
1,15 |
руб./м3, |
а чистого дохода — |
|
соответственно 0,48 руб./м3 и 0,61 руб./м3. |
|||||
|
б) |
Предотвращение |
вредных последствий катастро |
фических паводков (катаклизмодамнификация). «Среди могучих причин земных бедствий, кажется мне, что ре ки с опустошительными наводнениями занимают первое место». Так писал великий естествоиспытатель Леонар до да Винчи [57] об одном из грозных стихийных явле ний природы, с которым с незапамятных времен прихо дилось сталкиваться людям, живущим в различных ча стях нашей планеты.
Под наводнениями понимают стихийное затопление суши водой, выступающей из берегов водоемов или об разовавшейся в результате сильных ливней. Внезапный же подъем воды в реках, вызванный выпаданием ливне вых дождей, таянием снегов или ледников, называется паводком. Во многом половодье схоже с паводком по
112
своему генезису. Оно есть ежегодно повторяющееся в определенный сезон года увеличивающееся количество воды в реках с сильным подъемом уровня в результате весеннего, зимнего и летнего таяния снегов и ледников в горах, а также выпадения длительных дождей. Пере численные водные стихии следует именовать половод ным стоком или максимальным расходом,стока.
Наводнения представляют собой случайное совпаде ние метеорологических и геоморфологических факторов, дающих больший или меньший подъем уровня воды. Объемы воды, содержащиеся в снеге перед началом сне готаяния, «дружная» весна, увлажненность территории осенью, выпадение ливневых дождей, их интенсивность и продолжительность выпадения являются основными причинами наводнений. Но в последние годы выявлены н другие причины наводнений. Новые застройки, высо кие набережные, мосты «стесняют» живое сечение доли ны. Поэтому скорость течения реки возрастает, создает ся дополнительный напор, и уровень воды поднимается. Низинная местность начинает себя «подтапливать».
Не случайно в объединенном ЮНЕСКО-гидрологиче ском десятилетии (1965—1974) наводнениям отводится особое внимание в отношении изучения причин их воз никновения и методов борьбы с ними.
На территории нашей страны за 300—350 лет зареги стрировано около 40 огромных опустошительных навод нений [10], или по одному учтенному наводнению в каж дые 7—9 лет. Учтенных наводнений гораздо меньше, чем неучтенных. Многие летописные материалы утеряны, а часть наводнений в необжитых местах вообще не регист рируется. Немало наводнений было в последнем столе тии (на Каме — в 1914, Волге — в 1926, Зее — в 1928, Днепре — в 1934, Урале — в 1942, Тоболе — в 1947, Верх ней Оке — в 1970 году и др.). ,
Крупные затопления наблюдались и на реках Запад ной Европы. На реке Сене в Париже наводнения зареги стрированы в 583, 1296, 1740, 1910 годах. Крупнейшее наводнение на Рейне произошло в. 1342 году, на Дунае у Вены — в 1501 году. В последние годы самым круп ным было наводнение на реке Арно во Флоренции в 1966 году.
В дельтах крупных рек, таких как Ганг и Брахма
8 М. А. Пояг |
113 |
путра, население особенно часто страдает от наводнений.. В 1768 году здесь погибло около 100 тыс. человек, а во время наводнений 1950 года без крова остались около 500 тыс. жителей. В том же 1950 году на Филиппинах, была размыта строящаяся плотина, а в Японии из-за за топления части Токио 45 тыс. жителей покинули свои до ма. В США в 1954 году на Миссури были затоплены де сятки городов.
Сведения о максимальных расходах стока и о причи няемых ими убытках населению и народному хозяйству относятся к XII веку по Днестру и XV веку — по Пруту. В отечественной литературе приводятся подробные све дения о ливнях. В метеорологическом вестнике за 1899 год указывается на прохождение сильного ливня 20 ию ня 1899 года в Бессарабии вдоль всей колеи Дунайского участка железной дороги и размыв последней на перего не длиной одной версты между станциями Лейпциг- окая—Кульмская, а также затопление огородов и хлеб> ных полей. В сентябре того же года в Самашканах бывшего Сорокского уезда за сутки выпало 209; мм осад ков, или 44% годовой нормы, что вызвало небывалые разливы рек и разрушение плотин водных мельниц, за топление огородов и полей. Много интересных сведений о катастрофических ливнях приводится в печати [ИЗ]. Эти ливни оказывали существенное влияние на форми рование стока рек Днестра и Прута в пределах террито рии республики. В июне и июле 1948 года наблюдалось обильное выпадение дождевых осадков. На протяжении многих дней здесь выпадали ливни один за другим.. В районе города Кишинева после ливня 9 июня того же года со слоем осадков 37 мм прошел 10 июня катастро фический ливень продолжительностью (с некоторыми пе рерывами) в пять с половиной часов со слоем осадков 182 мм. Вблизи г. Кишинева при этом ливне зарегистри ровано 20—48 мм осадков. В этом жерайоне 7—8 июля 1948 года прошел более катастрофический ливень со сло ем осадков 239 мм. С некоторыми перерывами общая про должительность осадков составляла около 12 часов. Наи более эффективная часть ливня наблюдалась в течение 2—3 часов. Много бедствий г. Кишиневу принесли ливни от 10 июня и 7—8 июля того же года, которые превратили все улицы в водные потоки глубиной около полуметра и
114
в отдельных частях разрушили строения и мостовую. При ливне высотой до одного метра 10 июня были затоп лены железнодорожный вокзал и пути с подъемом воды
вреке Бык на 2,8 м. После ливня 7—8 июля уровень во ды в реке Бык поднялся на 3,5 м , а затопление желез нодорожной линии приостановило движение железнодо рожного транспорта. Площадь выпадения атмосферных осадков 100 мм и больше составила при ливне 10 июня около 4 тыс. км2 и 7—8 июля — 6,5 тыс. км2.
Этот перечень наводнений дает представление о вы зываемых ими бедствиях. Вероятность повторения навод нения может рассчитываться по выражению пл, где п — число лет. Американский инженер Джон Кригер в 1940 году при стабильности климата доказал возможность возрастания последующих паводков. Иными словами, чем реже проявляются наводнения, тем они мощнее. На реке Оке у Мурома расход с вероятностью повторения один раз в десять лет превышал на 66% средний ее мно голетний расход и с вероятностью повторения один раз
всто лет уже превышал на 43% расход вероятностью один раз в десять лет, один раз в тысячу лет (1 : 1000) превышал на 23% расхода с вероятностью один раз в
сто |
лет (1:100), |
1:104 к 1:103—17%, 1:105 к 1:104—• |
— 14%. ИЮ6 к 1: |
105—8% и т. д. [10]. При дальней |
|
шем |
уменьшении |
вероятность повторения наводнений |
становится все меньшей. На мысленно изображаемом гра фике кривая расходов переходит в горизонтальную ли нию, то есть стремится к вероятно возможному уровню и расходу.
Основой для расчета служат данные по ежегодным наблюдениям колебаний уровней и расходов воды на во домерных постах. На всех крупных речках нашей стра ны на таких постах ведутся наблюдения с 1876 года, то есть мы располагаем вековыми рядами статистических данных. А в устьях Невы и Северной Двины и на Днеп ре наблюдения ведутся более двух веков. Но для расче тов любого пункта реки достаточны статистические данные не менее чем за пятнадцать лет. В случае недостаточ ности этих данных приходится прибегать к косвенным методам, основанным на геоморфологических призна ках, то есть переносятся, расчеты с других водостоков с подобными условиями.
8* |
115 |
Методы, позволяющие рассчитывать строительствогидротехнических и других сооружений на предельно ве роятный паводок, не новы. В 1940 году Е. В. Болдаков рассчитал предельно возможный паводок для реки Моск
вы |
[10], в 1935 |
году |
гидрологи Г. |
П. |
Калинин |
и |
|
3. И. Дарман сделали расчеты для Днепра |
[43]. В миро |
||||||
вой практике |
гидростроительства имеется около 50 кри |
||||||
вых экстраполяций, |
по которым устанавливаются расчет |
||||||
ные |
паводки. У нас принята кривая Пирсона (III тип) |
и |
|||||
дискутируется |
вопрос об уточнении метода |
экстраполя |
|||||
ции. В 1951 году инженер |
Н. Н. Чегодаев |
разработал гра |
|||||
фический метод определения предельно |
возможного па |
водка. В США имеются и другие методы, позволяющие так рассчитать строительство, чтобы избежать разрушений. Но в целом расчеты предельно вероятного паводка не получили широкого распространения.
В популярной литературе иногда сообщается о расче те плотины на паводок повторяемостью один раз в де сять тысяч лет и даже в сто тысяч лет. Однако это слиш ком большие периоды времени, тогда как климат на нашей планете меняется через каждые 1850 лет [143]. Но за срок службы гидросооружений действительно могут прой ти редкие паводки с ежегодной вероятностью пов торения наводнения, равной один даз в десять тысяч лет.
Для одного сооружения за срок службы вероятность прохода редкого паводка действительно ничтожна и, ка залось бы, может не приниматься в расчет. Но если, на пример, на какой-то территории находится десять тысяч объектов, то редкий паводок на одном из них один раз в год в среднем вполне реален. Любое строительство можно рассчитывать на предельно вероятный редкий па водок и тем самым избежать разрушений.
На изучаемой территории нашей республики высокие паводки катастрофического характера наблюдались в
1911, 1924, 1941, 1952, 1955, 1964, 1967, 1969, 1970 годах.
Иными словами, в каждые 6—7 лет наблюдается один катастрофический паводок. Наибольший слой стока за регистрирован для реки Бык в створе г. Кишинева — 48,4 мм, реки Реут в створе г. Бельц — 21,3 мм, реки Кайнар в створе Севирово — 4,87 мм, реки Ягорлык в створе Дойбаны — 2,16 мм. Перспективы развития на родного хозяйства Приднестровья во многом зависят от
116
рационального использования водных ресурсов и предот вращения наводнения1. Паводок 1967 года заставил пе реселиться почти десять тысяч человек из зоны затопле ния нижней части г. Рыбницы на. верхнюю террасу. В' Тираспольском районе было затоплено 7,5 тыс. га обра батываемой земли, включая полное вымокание 5 тыс. га1 садов, 1,3 тыс. га овощных культур, а также выведена из строя 7,5 тыс. га орошаемых земель, разрушено много производственных зданий и сооружений. Хозяй ства семи районов Приднестровья недобрали из урожая 1969 года сотни тысяч тонн овощей, фруктов, зерна, винограда и других культур. Созданная здесь крупная консервная промышленность лишилась сырья, и его приходилось завозить за сотни километров, что .ска залось на уровне рентабельности консервной про-, мышленности. Для ликвидации последствий наводнения: потребовалось выполнить большой объей ремонтно-вос становительных работ, привлечения значительного ко личества материальных, трудовых и денежных средств, машин, механизмов и т. д. Помимо средств, направлен ных за счет общих капиталовложений, потребовалась по мощь союзного правительства более чем на 10 млн. руб. При этом отвлекалось с предприятий и строек много ра бочих, техники и транспорта на ликвидацию последст вий наводнения, что отрицательно сказывалось на ходе выполнения планов производства и капитального строи тельства. Ущерб от наводнения в 1967 году был огром ный.
Не меньший ущерб был нанесен народному хозяйст ву и в 1969 году. В 1965 и других годах показатели поориентировочным расчетам составили 0,65 млн. руб. в год. Однако последние суммы ущербов, принимаемых в- генеральной схеме комплексного использования и охра ны водных ресурсов, далеко не отражают действительно го состояния и носят только ориентировочный характер.. Так, на землях реки Прут площадь затопления при; 2%-ной обеспеченности стока составляет 57тыс. га.Подъ-*VI
1 Приведенные данные заимствованы из речи депутата Заха рова В. А. (Рыбницкий избирательный округ Молдавской ССР) наVII сессии Верховного Совета СССР седьмого созыва, опубликован ной в газете «Советская Молдавия» 20 декабря 1969 года.
U 7
ем воды равен в среднем |
2—1,5 м в сутки и продолжает |
ся в течение 5—25 дней, а |
в нижнем течении затягивается |
на несколько месяцев. В результате затоплений из 60 тыс. га пойменных земель на долю пахотных приходит ся 17%, сенокосов и выгонов — 33%, болот — 20%, ле
сов и кустарников — 20% |
и прочих земель— 10%. |
В республике площадь |
пойменных земель составляет |
200 тыс. га, значительная |
часть которых подвергается |
периодическому затоплению паводками. Больше полови ны пойменных земель засолены и заболочены [23]. Это составляет примерно не менее 50 тыс. га, включая 15 тыс. га болот. Общая условная цена этих заболоченных земель— 89 млн. руб., или по 1780 руб./га [140].
В настоящее время нет общепринятой методики опре деления ущербов от наводнений, существующие методы экономических оценок катастрофических наводнений многих исследователей [12, 40, 65, 110, 116] и проектных организаций [41] далеко не полностью улавливают рас-
• сматриваемые ущербы.
Методика, разработанная ленинградским отделением Всесоюзного ордена Ленина проектно-изыскательного и научного института «Гидпроект» имени С. Я. Жука, по определению ущербов от наводнения в сельском хозяйстве основана на выявлении влияния наводнений на продук тивность сельскохозяйственных угодий. Для этих целей вводится коэффициент снижения наводнениями продук тивности сельскохозяйственных угодий, представляющий отношение среднегодового выхода стоимости валовой продукции до и послезатопления. Недостатком этой методики является чрезвычайная сложность учета влия ния других сопутствующих факторов наводнения.
Ущербы от наводнений по методике СОПСа АН
СССР расчленяются на «прямые» и «косвенные». Если прямые обладают более или менее точной количествен ной мерой, то косвенные не поддаются точному учету. 'В качестве норматива для определения косвенных по терь рекомендуется брать от 20—25% [41] до 60% [12]
.сумм прямого ущерба.
Это обстоятельство подтверждает необходимость
.дальнейших исследований косвенных ущербов и приня тия обоснованных нормативов для их определения.
Одним из существенных недостатков имеющихся ме тодов оценки ущербов от наводнения является недо
118
учет фактора продолжительности затоплений, признава емого большинством исследователей [ПО, 116].
В целом по республике среднегодовой суммарный на роднохозяйственный ущерб от наводнений составил 3,5 млн. руб. (207:59), а с учетом ущербов от заболачива ния пойменных земель — 92,5 млн. руб. [52].
(Величина косвенного среднегодового ущерба склады вается из среднегодового аварийного ущерба, связанно го с выполнением (ликвидацией) последствий, среднего довых текущих ущербов, связанных с затруднениями по использованию в период наводнения машин, оборудова ния, производственных мощностей и т. д.
Катастрофические максимальные расходы паводков определяются по справочным материалам за продолжи тельный период времени наблюдения по разности между наибольшими величинами паводка и средними расхода ми за многолетний период, деленными на число лет наб людений, которые составляют 188,93 м3/сек., или 5 958,8- млн. м3.
Борьба с наводнениями может быть пассивной и ак тивной. Пассивная борьба в принципе очень проста. В месте строительства определяются расходы, то есть то количество воды, которое проходит через поперечное се чение реки в секунду, и уровни воды с разной вероят ностью превышения. Уровни эти в горизонталях нано сятся на план прилегающей к строительству территории и определяется зона затопления. Выше этой зоны мест ность затопляться не будет или будет затопляться не значительно.
Активная борьба предполагает вмешательство в ре жим реки и больших затрат, но зато освобождает от за топления территории, нужные для освоения данного рай она. Такую борьбу человечество ведет тысячелетиями,, сооружая защитные валы и отводы русла рек. Первые попытки активной борьбы с наводнениями обычно кон чались разрушением валов, поскольку не было известно,. что последующий паводок может быть сильнее предыду щего. К тому же сооружение валов поднимает уровеньводы в реке, а их прорыв грозит бедствием целым рай онам. Особенно опустошительные наводнения бывают тогда, когда река течет не в долине, между террасами,, а ниже, на конце выноса реки. Однако при правильно’
119 '