Научные основы стратегии борьбы с наводнениями

Все компоненты природы — климат, горные породы, геологические струк­туры, вода, речные системы, элементы рельефа, почвенный и растительный покров, животный мир — взаимно связаны и влияют друг на друга. Изменения одного компонента природы влекут за собой, в большей или меньшей степени, изменение других. Поэтому мероприятия, проводимые для борьбы с на­воднениями, как уже говорилось, могут иметь и отрицатель­ные последствия, проявляющиеся по-разному в зависимости от природных особенностей речного бассейна, его водного режима, гидрографической сети и других факторов. Если человек не воспринимает природу, речные системы и бассейны как единое целое, то, активизируя свою деятельность, направленную на борьбу с речными наводнениями, он невольно усиливает и не­гативные последствия этой борьбы. Поэтому в настоящее время ареной борьбы с наводнениями становятся не отдельные реки, а речные бассейны. Борьба с наводнениями начинается с мо­мента выпадения в речном бассейне осадков и завершается в руслах и долинах рек. Почти во всех странах мира она стала общегосударственным делом.

Основная задача борьбы с речными наводнениями в свете современных научных представлений состоит в том, чтобы соз­дать в речном бассейне условия, благоприятствующие выравни­ванию процессов стекания воды по земной поверхности. Это выравнивание достигается комплексом мероприятий, проводи­мых в начальных звеньях гидрографической сети, и регулиро­ванием стока с помощью водохранилищ. Эти мероприятия — агротехнические, лесомелиоративные, полезащитные и т. п.— по­зволяют ослабить процессы поверхностного стока и эрозию. Од­нако огромные массы воды, поступающие в речные системы при особо благоприятных условиях формирования стока и вызываю­щие выдающиеся наводнения, могут быть эффективно задержа­ны лишь в водохранилищах, специально создаваемых для борь­бы с наводнениями.

Таким образом, начальный и главный этап борьбы с навод­нениями заключается в перехватывании на поверхности речных бассейнов жидких осадков (дождя) и элементарных струй, за­рождающихся в процессе весеннего снеготаяния. Для этого в речных бассейнах осуществляют специальные агролесомелиора­тивные мероприятия: полосное земледелие, контурную пахоту, посадку лесных полос поперек склонов на пути возможного движения поверхностных вод — склонового стока.

Сущность полосного земледелия состоит в чередовании полос пропашных культур со сплошными посевами, например кормо­вых трав. При этом полосы обязательно располагают и распа­хивают поперек склонов. Смыв почвы, происходящий в полосе пропашных культур, задерживается в нижерасположенной тра­вяной полосе.

Контурная пахота заключается в распашке поля бороздами, почти точно следующими по горизонталям. Она является одним из способов предохранения почвы от водной эрозии. Контурную пахоту сочетают с террасированием склонов, посадкой кустарни­ка и леса по террасам и устройством прудов.

Хороший эффект дает устройство поперек склонов контурных
водоотводных борозд, а также строительство запруд, лиманов
копаней и других типов хранилищ воды в логах, балках, оврагах и прочих понижениях местности, на пути ручейкового пepeмещения поверхностного стока.

Перечисленные приемы борьбы с наводнениями одновременно улучшают водный режим, общую увлажненность, предотвращают водную и ветровую эрозию почв, способствуют повышению их плодородия и эффективности земледелия.

Решающая роль мелиорации в речных бассейнах, долинах и поймах в борьбе с наводнениями определяется тем, что она воздействует прежде всего на такие природные факторы, как воды, почвы и растительный покров. Так, с помощью гидроме­лиорации в речных бассейнах можно также выравнивать коле­бания речного стока посредством увеличения его подземной со­ставляющей.

Этому особенно способствуют вентиляционный, кротовый и другие виды дренажа.

Фитомелиорация — это применение древесной, кустарниковой и травяной растительности для улучшения местных природных и климатических условий. Она позволяет улучшить не только почвенные и биологические условия земельных площадей, но и водный режим.

Земельная мелиорация представляет собою систему приемов, направленных на улучшение почвенного покрова. Ей также принадлежит существенная роль в борьбе с речными наводне­ниями, так как она предотвращает водную эрозию.

Агромелиорация заключается в регулировании водного ре­жима почво-грунтов с помощью агротехнических способов. Соот­ветствующая обработка почв — глубокая вспашка, рыхление под­пахотного слоя, кротование — организует сток по подпахотным горизонтам, а также повышает аккумуляцию влаги в почве. Тем самым снижается высота наводнений.

В засушливой зоне для снижения поверхностного стока ис­пользуются такие агротехнические приемы, как черные пары и зяблевая вспашка.

Противоэрозионная мелиорация, направленная на уменьше­ние количества и скорости стекающих поверхностных и под­земных вод, тоже способствует снижению высоты половодий и паводков.

Важное мероприятие в борьбе с обмелением рек и речными наводнениями — предотвращение образования оврагов и прекра­щение их развития. Последнее достигается закреплением вершин оврагов, устройством в них поперечных запруд для стабилиза­ции базиса эрозии, сглаживанием берегов и их закреплением травяной растительностью.

Мелиоративные мероприятия в борьбе с наводнениями долж­ны носить комплексный характер, правильно сочетаться между собой.

Существенно улучшают водный режим лесные полосы, и при­том не только на непосредственно занимаемой ими площади, но и на прилегающих территориях. В комплексе с гидро- и агромелиорацией и высокой культурой земледелия они надежно защищают почву от водной эрозии, замедляют и уменьшают поверхностный сток, увеличивают запасы подземных вод и ме-женний сток.

Большое значение в борьбе с наводнениями придают восста­новлению (рекультивации) природных ландшафтов после раз­работки полезных ископаемых. В ряде зарубежных стран суще­ствуют законы, по которым владелец предприятия обязан за свой счет „восстановить природный ландшафт после разработки тех или иных полезных ископаемых открытым способом. Вос­становлению, сохранению и созданию культурных ландшафтов, „ремонту и „реставрации рек уделяют внимание и в нашей стране, в ее средней полосе и на юге.

Часть поверхностного стока, которая, преодолев все преграды, созданные в речном бассейне, все же попадает в русла рек, задерживается там с помощью плотин в противопаводочных водохранилищах, благодаря чему высота наводнений на ниже расположенных участках рек существенно снижается.

В арсенале технических средств защиты от наводнений нашли свое место и способы, пришедшие в современность из прошлого. Это — возведение защитных дамб вокруг объектов, подвержен­ных периодическим затоплениям, а также искусственное по­вышение затопляемых территорий.

Для снижения высоты наводнений широко практикуют и „хирургическое вмешательство в жизнь речных русел с целью увеличения их пропускной способности. Это достигается ликви­дацией рукавов, углублением, спрямлением и укреплением бере­гов основного русла или, когда эти работы не дают желаемого результата,— строительством разгрузочных каналов. Широко применяется и сочетание нескольких активных способов защиты от речных наводнений.

Например, одновременно с созданием водохранилищ проводят регулировочно-выправительные работы в руслах и их обвалова­ние, а также агролесомелиоративные мероприятия в речных бассейнах.

В бессточных областях и на равнинных территориях с редкой речной сетью для предотвращения наводнений сооружают и системы открытых и закрытых ливнестоков, обеспечивающих отвод жидких осадков или талых вод в специальные бассейны. Там их хранят для последующего хозяйственного использования или удаляют с помощью насосных станций за пределы территории, защищаемой от наводнений.

В случаях когда под защищаемыми от наводнений террито­риями с плоским рельефом имеются достаточно мощные водо­носные горизонты и слои горных пород, хорошо поглощающих воду, жидкие осадки и талые воды направляют в эти геологи­ческие образования с помощью вертикальных поглощающих колодцев или буровых скважин большого диаметра.

В городах и населенных пунктах первичным техническим звеном в системе мероприятий по борьбе с наводнениями являет­ся ливневая канализация. Она представляет собой совокупность канав, каналов, закрытых ливнестоков, обеспечивающих надеж­ный и быстрый отвод максимальных атмосферных осадков и талых вод.

В борьбе с наводнениями предпринимаются попытки актив­ного воздействия на погоду, на те атмосферные процессы, кото­рые являются их причиной. В США ведутся разработки научно обоснованных технических методов воздействия на ураганы — основных виновников ливневых катастрофических наводнений. Опыты по управлению погодой на значительных территориях проводятся и в Советском Союзе.

При разработке и реализации стратегических планов борьбы с наводнениями широко используют не только достижения есте­ствознания и техники (особенно гидротехники), но опираются и на археологию, историю, гидрометеорологию, синоптику и дру­гие науки.

Сведения о высоте наводнений, происходивших в далеком прошлом, весьма полезны для определения возможной высоты подобных им наводнений в настоящем. Здесь существенную по­мощь оказывает археология. В результате археологических ис­следований в целом ряде случаев удалось выявить особенности изменения речных русел в древности, вековые колебания водо­носности рек, высоту катастрофических наводнений, происхо­дивших на реках до начала организации на них наблюдений.

Исторические документы — летописи и погодные записи — широко используются для изучения катастрофических и выдаю­щихся наводнений в прошлом, без чего невозможно судить об их ожидаемой высоте в настоящем и будущем.

Гидрометеорологии и синоптике в борьбе с наводнениями принадлежит особая роль; о ней будет рассказано ниже.

В Советском Союзе в основу стратегического плана освоения водных богатств и наступления на. речные наводнения положен принцип, согласно которому использование водных ресурсов и их охрана осуществляются. комплексно, в интересах всех отраслей водного хозяйства: гидромелиорации (осушения и орошения), обводнения и водоснабжения, гидроэнергетики, водного транспор­та, развития водной фауны и флоры, санитарной охраны вод, борьбы с наводнениями. Этот принцип наиболее полно соответ­ствует особенностям социалистического народного хозяйства и вытекает из того, что все отрасли водного хозяйства тесно свя­заны между собою, поскольку они используют одни и те же водные объекты.

В речных бассейнах в широких масштабах проводятся за­щита почв от водной эрозии, почвенновосстановительные, агро­лесомелиоративные, лесовосстановительные работы, водоохран­ные мероприятия и гидротехническое строительство в овражно-балочной сети.

В речных долинах и руслах рек ведутся большие работы по регулированию речного стока, как для удовлетворения нужд водопользователей, так и для борьбы с речными наводнениями.