Экспертное заключение на предварительный отчет по проекту

Экспертное заключение на предварительный отчет по проекту «Определение зон
возможного затопления паводковыми водами р. Терек, II этап», составленного НПЦ
«РЕГИОНГИДРОПРОЕКТ» в 2006 г. по государственному контракту
от “04” июня 2005 г. № ГК 04-06/05
Отчет состоит из двух томов.
Во введении ставится общая задача исследований: определение зон возможного
затопления на территории республики Дагестан паводковыми водами р. Терек при
прохождении расходов малой обеспеченности. Формулируется гидравлический метод
решения этой задачи и отмечается региональная особенность решения задачи –
необходимость учета сложной системы берегозащитных сооружений и господствующего
положения реки над местностью. Отмечено, что границы затапливаемой территории
определяются в первую очередь состоянием берегозащитных сооружений. Определен
набор необходимых данных для проведения расчетов: ряды гидрологических наблюдений,
характер рельефа, морфометрические параметры дамб обвалования, распределение
параметров гидравлического сопротивления в русле и на пойме реки. Отмечено, что
значительная часть необходимой исходной информации устарела. Это определило
значительный объем изыскательских работ
Гидролого-географическое описание участка исследования охватывает все
территорию дельты Терека, но освещение разных участков и разных природных
характеристик очень неравномерное. В разделе отсутствует рубрикация (что я уже
отмечал в экспертном заключении в феврале 2007 г), это затрудняет анализ содержания
раздела.
Полевые работы. Судя по тексту, объем выполненных полевых работ весьма
значительный, и эти работы охватывают все основные гидрологические и
морфологические элементы дельты Терека. Однако я уже отмечал в своем прежнем
заключении, что насыщенность этого раздела фактическим материалом совершенно
недостаточна. Нет карт с точками и профилями тахеометрической съемки, нет схемы
промерных работ, очень мало таблиц измеренных расходов воды и взвешенных наносов.
В результате остается верить разработчикам на слово, что покрытие дельты фактическим
материалом достаточно для обеспечения необходимых расчетов.
Исключением является раздел «Обследование объектов экономики находящихся в
зоне потенциального затопления». Здесь в таблицы и диаграммы сведена вся необходимая
информация о социально-экономических последствиях наводнений в низовьях Терека.
Насколько мне известно, такая сводка сделана впервые и дает реальную возможность для
обоснованного регионального планирования защитных мероприятий.
Создание геоинформационной системы «Гидроэкологическая безопасность нижнего
течения р. Терек». Очень важный раздел, который показывает, что исследования и
проектирование в дельте Терека обретают современных облик. Судя по описанию в
разделе, основой ГИС является цифровая модель рельефа всей дельты (ЦМР),
включающая основное русло реки и существующие противопаводковые валы. Это
бызовый источник информации для дальнейшего проектирования.
Как уже отмечалось, в разделе Полевые работы нет карт фактического материала. В
этой связи трудно сказать, насколько точно в ГИС и на ЦМР передан рельеф русла
основного рукава дельты Терека. Нужно иметь в виду, что точность измерения
площади живого сечения должна быть не менее 4% - обычной точности производства
гидрометрических работ.
При этом следует иметь в виду, что ГИС и ЦМР для дельты Терека должны быть
динамическими, так как дельта реки – это весьма изменчивый объект. Все атрибуты
ГИС должны иметь временную привязку для возможности их совмещения в одном
временном слое.
Я уже отмечал, что было бы очень желательно включить в ГИС информацию о
русловых переформированиях в основном рукаве дельты, которая существует более
чем за 50 летний период (с 1962 г). Дело в том, что любой промер в русле Терека
устаревает после следующего паводка в силу интенсивных русловых
переформирований. Для проектирования и расчетов целесообразно использовать
статистически усредненную карту глубин Терека, которую можно получить только в
результате анализа совмещенных промеров.
Нет данных об атрибутах, которые наполняют в ГИС слой «Растительность». Как
указано в отчете, этот слой важен для оценки гидравлических сопротивлений, но не
говорится, как проводится такая принципиально важная оценка.
В отчете очень немного сказано о дальнейшем развитии ГИС: Развиваясь, ГИС-проект
преобразовывается в систему интегрирующую ряд направлений от анализа
формирования стока на водосборе, прогноза параметров прохождения паводковых
волн к оценке возможных экономических последствий прогнозируемых наводнений
и поддержки принятия управленческих решений при выборе стратегии
берегозащиты.
.
Очевидно, что такое развитие необходимо. ГИС возможно насытить прогностическими
моделями, подключить к системе мониторинга и использовать в качестве
автоматизированной системы управления (АСУ), когда на основании сравнения модели
идеальной (безопасной) ситуации и прогноза (или данных наблюдений) ГИС будет
предлагать варианты управленческих решений.
В разделе «Методика определения критической водопропускной способности русла р.
Терек в среде ГИС» приведен способ оценки критического расхода воды средствами ГИС.
Этот подход можно определить как оценочный, так как живое сечение паводкового
потока здесь не расчленяется на русловую и пойменную емкости, а уклон и
шероховатость не привязаны к вычисляемому расходу воды. Средства ГИС позволяют
сделать эти необходимые уточнения к методу расчета, и тогда он заменит употребляемый
в настоящее время способ расчета уровней затопления по поперечникам.
Факторы формирования режима уровней воды. Очень важный раздел отчета. На
основании анализа представленного здесь материала должны делаться выводы о
гидрологических характеристиках предполагаемого моделирования паводков в низовьях
Терека. К сожалению, в разделе нет целого ряды важных данных.
Неясно, почему анализ изменения стока воды в вершине дельты доведен только до 1998, а
сток наносов – до 1988 года. Что происходит в последние два десятилетия, если пост
Степное действует?
При анализе гидрологического режима (Изменчивость стока воды) мало внимания
обращено на максимальные расходы воды, их величины и обеспеченности, их изменение
по длине реки. Единственный на эту тему рис. 4.7 дает три варианта для выбора таких
расходов по обеспеченности, нок этому рисунку нет комментария в тексте. Нет оценки
этих вариантов с точки зрения надежности типа кривой обеспеченности. Не ясно, почему
не использованы данные до 1965 года и после 2002 (приведенные к посту), когда
проходили максимальные расходы воды более 1500 м3/с. В тексте отчета часто говорится
о расходах и уровнях 1 и 5% обеспеченности, но цифры ни разу не называются.
Нехорошо назван раздел: «Сток наносов, второстепенные факторы формирования
уровенного режима». Сток наносов в дельте Терека – важнейший фактор формирования
уровенного режима.
Это отмечается при анализе вертикальных русловых переформирований. Сообщается, что
проведено сравнение отметок дна за последние 12 лет, но ни рисунков, ни таблиц, и
описания этих переформирований русла не приводится.
Нет анализа многолетних изменений уровня Каспийского моря.
В разделе полностью отсутствуют прогнозные характеристик стока воды и наносов в
вершине дельты, уровня Каспийского моря. Соответственно, отсутствуют расчетные
значения этих характеристик, которые следует заложить в проект.
формула (3) – это формула Шези, т.е. уравнение движения, а не неразрывности.
Расчет отметок свободной поверхности воды. Изложены традиционные методы расчета
кривых свободной поверхности воды. Для условий Терека эти методы можно
охарактеризовать как оценочные, годные только для первого приближения.
Не понятно, для чего приведена таблица Стрибного. Нужно указать, какие значения коэф.
шероховатости будут приняты для разных участков русла и поймы нижнего Терека.
Необходимо дать таблицу коэффициентов шероховатости, вычисленных по измеренным в
ходе полевых работ уклонам, скоростям и глубинам.
Для нижнего Терека постулат инвариантности модуля сопротивления требует
доказательства. По нашим данным (см. монографию 1993 г., формула 10.7, диссертацию
Алексеевского) коэффициент Шези здесь зависит от числа Фруда (или от уклона). Это
связано с большой ролью грядовой шероховатости и ее изменением при прохождении
паводков. Для моделирования уровней воды на нижнем Тереке проблема определения
достоверного коэффициента шероховатости стоит в одном ряду с проблемой оценки
влияния русловых деформаций.
Пренебрежение неравномерностью потока не оправдано для русла нижнего Терека с его
резкими изменениями ширины и глубины. Местные подпоры (например, на входе в
спрямляющий канал) могут быть значительными и существовать длительное время.
При изложении методов расчета полностью пренебрегается русловыми
переформированиями, которые могут изменить уровни паводка на десятки сантиметров.
Неясно, в каком соотношении предлагаемые методы расчета находятся с системой
моделей RIVER, о применение которой говорится во введении.
Том II
Паспортизация участков нижнего течения реки Терек. Раздел должен включать:

Название участка, его географическое положение (пикетаж, координаты), длину

Преобладающий морфодинамический тип русла, физико-географическое описание,
гидрологические особенности (факторы формирования уровенного режима)

Статистику по гидрологическим параметрам. Расход и уровень воды 1, 5, 10, 50 %
обеспеченности. Диапазоны изменения ширины и глубины потока, полный объем
межвального пространства. Критическую водопропускную способность.

Электронную
карту
совмещенного
рельефа
русла
и
поймы
(включая
берегозащитные валы) масштаба 1:10 000 в среде ГИС

Карту русловых процессов масштаба 1 : 20 000

Карты затопления и подтопления территории при прохождении паводков малой
обеспеченности (в частности при прорыве валов), включающей хозяйственные
объекты на затапливаемой территории.

Научно обоснованный план мероприятий по минимизации ущербов от возможного
затопления
В тексте отчета имеются описания участков только по первым двум позициям.
Первый участок обозначен как с. Степное –Карг. г/у, однако описание начинается с
границы Чечня-Дагестан. Считаю необходимым включить в описание отрезок русла
между устьем Сунжи и границей республик. Хотя это и территория Чечни, все
неблагоприятные последствия русловых процессов скажутся на территории Дагестана.
Стратегия предупреждения и минимизации негативных последствий паводковых
вод. В разделе дан достаточно полный обзор методов регулирования русел, иностранного
опыта в этой области и тех водохозяйственных решений, которые принимались по дельте
Терека за длительную историю освоения этой территории.
Я бы не отбрасывал возможность прорыва Терека у головы канала им. Дзержинского. Вопервых, не будем забывать, что паводок августа 1914 года имел максимальный расход
воды более 2300 м3/с, а в 2002-05 гг максимальные расходы были не более 1550 м3/с, т.е.
меньше паводков 1958-1967 гг. Во-вторых, в 1914 году прорыв произошел не без участия
человека – кто-то прокопал проран в валу правого берега. Судя по тексту отчета,
наблюдений на этом участке не было. Рис. без номера Поперечные профили через
устьевую область р.Терек плохо выполнен и ничего не доказывает.
Приведенные замечания (а также те, что высказаны в моем экспертном заключении
от февраля 2007 г) необходимо учесть при дальнейшей работе.
Выводы:
В отчете предложены концептуальные решения по защите территории от паводков.
Отмечено, что на территории Республики Дагестан в настоящее время основными
мероприятиями по снижению вредного воздействия паводковых вод являются
обвалование русла и спрямление излучин русла. Данные мероприятия являются вполне
обоснованными и эффективными. К ним предлагаются следующие дополнительные меры:
1. Использование возможности контролируемого затопления территории
2. Перемещение вдольрусловых валов, расширение межвального пространства
3. Проведение периодических дноуглубительных работ
4.
5.
6.
7.
Локальная защита населенных пунктов
Строительство временных русловыправительных сооружений
Использование растительности при защите дамб обвалования
Снижение уровня поймы
Предложены также краткосрочная программа работ на будущее, с указанием конкретных
мероприятий по участкам основного рукава дельты Терека.
В целом я считаю, что выполненные работы в основном соответствуют
техническому заданию Заказчика. Предложенные мероприятия и программа работ
на ближайшие 3-5 лет достаточно реалистичны и эффективны. Они могут быть
положены в основу проекта защиты низовьев Терека от наводнений. Накопленной
социально-экономической, топографической и гидрологической информации
достаточно для начала проектных работ. Проектирование следует сопровождать
изысканиями и анализом архивных материалов для получения недостающих
данных. Основными являются необходимые проектные расходы воды и наносов,
уровень Каспийского моря, без которых невозможно провести расчеты высоты
противопаводковых валов.
Из принципиальных трудностей, которые стоят перед проектировщиками, следует
назвать следующие:
1) Необходим учет русловых переформирований и определение гидравлических
сопротивлений при моделировании прохождения паводков в низовьях Терека. Это
сложнейшие вопросы русловой науки, но для условий нижнего Терека именно их
решение определяет достоверность расчетов максимальных уровней воды и высоты
противопаводковых валов. Поэтому из архивных материалов необходимо выбрать
все, что касается решения этих двух вопросов, и полевые работы необходимо
нацелить на сбор новой информации по этим вопросам.
В качестве первого приближения приходится использовать формулы гидравлики в
их упрощенном виде, без учета изменения во времени границ потока и
гидравлических сопротивлений, что и сделано в отчете. Однако здесь необходимо
как минимум учитывать неравномерность потока.
2) В такой динамичной системе, как низовья Терека, всегда встает вопрос о времени
действия тех или иных мероприятий. На какой срок проектировать валы, если
межваловое пространство будет постоянно заполняться наносами и пропускная
способность русла с валами будет падать? Как долго будут служить области
отведения паводковых вод, если они будут постоянно заиливаться? Как будут
изменяться основные контролирующие факторы - сток воды и наносов, уровень
Каспийского моря? Для решения таких проблем необходима долгосрочная
программа НИР, в которой будут решаться вопросы прогнозирования
гидрологической ситуации в низовьях Терека, мониторинга опасных явлений.
3) Необходимо решить вопрос о возможности регулирования стока воды и наносов в
бассейне Терека. Это возможно только при учете интересов всех субъектов
Федерации, расположенных в бассейне. Однако без решения этого вопроса многие
водохозяйственные проблемы низовьев Терека (например, устранение сезонного
дефицита водных ресурсов) решить сложно
4) Во всех прежних водохозяйственных схемах для низовьев Терека
предусматривался комплекс мероприятий для защиты терского стада
осетровых. Существует ли это стадо, в каком состоянии оно находится? В
отчете о рыбохозяйственных вопросах и связанных с ними экологических
проблемах не говорится ни слова. В то же время некоторые из намечаемых
мероприятий (например, землечерпание) наносят непосредственный урон
осетровым и другим водным обитателям. Рыбоход у Каргалинского гидроузла
проектировался неоднократно, но не построен. Рыборазводный завод
закладывался в последние схемы, но не построен. Если забыть про рыбные
запасы, про животный мир дельты, экологическая безопасность территории
будет неполной.
Эксперт, доктор географических наук
А. Ю. Сидорчук