Природные циклы подтопления территорий и учет их в градостроительном планировании

Шукутина Екатерина Владимировна Гл. спец. ГУ МЧС России по Челябинской обл.

Рассматривается проблема безопасности территории Челябинской области, связанная с подтоплением и затоплением зданий и сооружений. Приводятся данные о влиянии природных циклов Земли на безопасность застраиваемых территорий. Предложен подход для решения проблемы прогнозирования риска возникновения чрезвычайной ситуации.

Челябинская область является густо населенным и промышленно развитым районом страны. На территории области расположены экологически опасные предприятия, большое количество промышленных и гражданских объектов. В настояшее время представляется актуальной задача оценки влияния процессов, происходящих в земной коре и на земной поверхности урбанизированных территорий на механическую безопасность инженерных объектов. Эти процессы снижают устойчивость техносферы и жилого сектора, когда даже малые воздействия на объекты могут привести к кажущимся беспричинными авариям и катастрофам.

В связи с этим необходимо рассматривать и оценивать подверженность определенной территории какому-либо виду опасности, то есть осуществлять прогнозирование - выявлять все возможные для территории природные источники воздействия на инженерные сооружения, оценивать вероятность их возникновения на данной территории и возможные масштабы последствий.

По данным многолетних наблюдений, на территории Челябинской области серьезное воздействие на здания, сооружения и территории могут оказать такие природные явления, как землетрясения, оползни, шквалы, ураганы, сильные снегопады, подтопления и затопления.

Наиболее часто из природных опасностей регистрируются случаи подтопления и затопления территорий грунтовыми и поверхностными водами. Причем уровень грунтовых вод в различные годы претерпевает значительные колебания. Проследить многолетние колебания уровней воды можно на озерах с естественным режимом.

Из практических наблюдений за колебаниями уровней озер в течение 20-го столетия, удалось сделать вывод, что в режиме озер, расположенных в пределах Зауральского региона, включающего и Челябинскую область, отмечается хорошо выраженная цикличность. Циклические изменения уровней воды представляют собой периодическое чередование многоводных и маловодных периодов. Продолжительность полного цикла колебания, охватывающего фазы подъема и спада уровней воды, составляет в среднем 2024 года, длительность полуцикла колебания составляет в среднем 10-12 лет. Подъем уровня воды продолжается 6-8 лет, спад 10-12 лет. Период неустойчивых максимумов и минимумов может изменяться от 3-4 до 6-8 лет [1].

На территории Челябинской области наибо- лее ярко выражены колебания уровней воды на озере Аргаяш [2], которое является озером с естественным режимом. Отчетливо прослеживается 12-летний полуцикл, который разбивается на 5-летний многоводный период, затем идет 2-3 года стабильной водности, сменяющихся 4-5летним маловодным периодом (рис. 1).

С 2004 г. на водоемах Челябинской области наблюдается период неустойчивой водности. Как показывает анализ статистических данных, подъ-

оз. Аргаяш

Можно предположить, что данное обстоятельство связано с планетарным глобальным потеплением - льды в Арктике и Антарктиде тают, увеличивается испаряемость, что, как следствие, влечет за собой увеличение количества осадков, что в свою очередь влияет на общую увлажненность территории.

Анализ температурного режима (метеостанция Челябинск) показал, что среднегодовая температура на территории Челябинской области за период с 1900 по 2003 годы также претерпевала значительные колебания. На графике годовой температуры линия тренда показывает, что общее увеличение температуры составило плюс 1,3 градуса за 100 лет [2], то есть годовая температура в среднем увеличивалась каждые 10 лет приблизительно на 0,1 градуса (рис. 2).

На графике изменения годовых сумм осадков за вековой период наблюдений также прослеживается тенденция к росту годовых сумм осадков (рис. 3). На основании вышеизложенного можно- предположить, что в ближайшее время общее увлажнение территории области будет увеличиваться, что повлечет за собой повышение уровня воды в озерах, в результате чего в зоне подтопления-затопления (где уровни воды достигают дневной поверхности) может оказаться гораздо большее количество жилых зданий и промышленных сооружений.

Рис. 2. Изменение среднегодовой температуры воздуха на Южном Урале

Анализ ежемесячных колебаний уровня воды озера Синеглазово (озеро с естественным режимом питания), выполненный в Южно-Уральском государственном университете, показывает, что в настоящее время тенденция повышения уровня грунтовых вод сохраняется. Например, на оз. Синеглазово уровень воды за период с 2003 по 2006 годы поднялся на 28 см (рис. 4), в связи с чем уже произошли случаи подтопления и затопления объектов инфраструктуры Челябинской области. В зоне затопления оказались водозаборные скважины поселка Октябрьский, участки жилых домов села Синеглазово, нефте- и нефтепродуктопроводы, садовые участки в садовых товариществах «Дзержинец» и «Часовщик». Органами исполнительной власти Челябинской области было принято решение о выделении денежных средств на проведение проектно-изыскательских работ по понижению и стабилизации уровня озера.

Рис. 3. Изменение годовых сумм осадков на Южном Урале

При обследовании затопленной территории коллективных садов было отмечено наличие растительности (осока, камыши), присущей заболоченным участкам [3]. Данное обстоятельство дает основание утверждать, что строительство домов и освоение участков происходили в пределах регулярно заболачиваемой озерной террасы, то есть территория коттеджного поселка и садов ранее - до момента застройки - неоднократно подтапливалась. Таким образом, при выборе участка под застройку факт случаев подтопления, имевших место ранее, не учитывался. Предоставление таких территорий в долгосрочное или бессрочное пользование гражданам для приусадебного хозяйства или строительства домов является грубейшей градостроительной ошибкой. Результат ошибки - огромный материальный и моральный ущерб гражданам, потерявшим свои затопленные водой участки и дома.

Рис. 4. Колебания уровня воды оз. Синеглазово

Таких ошибок можно избежать, если в градостроительном планировании осуществлять выбор вида использования территорий на основе прогнозных инженерно-гидрогеологических карт, составленных с учетом многолетних природных циклов «осушения-увлажнения».

В настоящее время, учитывая высокие темпы освоения и застройки новых территорий, чрезвычайно актуальной является задача выявления наиболее подверженных подтоплению-затоплению участков территории области, в том числе по фактическим данным и по прогнозной оценке. Составление таких карт позволит улучшить обоснованность градостроительных решений, снизить риск возникновения чрезвычайной ситуации, а также сократить затраты на предупреждение и ликвидацию чрезвычайных ситуаций.