Борьба с наводнениями: Россия в воде

Второй оценочный доклад, подготовленный в 2014 году Главной геофизической обсерваторией в кооперации с Росгидрометом для правительства России, указывает, что глобальное изменение климата приведет к резкому перераспределению осадков: наряду с зонами, регулярно страдающими от засух, изрядную часть России ждет увеличение количества осадков и наводнений.

Проблемы начнутся задолго до начала катастрофических паводков. Напитавшаяся влагой земля потеряет свои несущие свойства, и здания с коммуникациями, которые мы привыкли считать незыблемыми, могут развалиться. А значит, мы стоим на пороге новой строительной и архитектурной эпохи, к которой готовиться надо уже сегодня.

Судя по тому, как быстро меняется климат, можно представить, как уже через полвека будут выглядеть города средней полосы России, русского Севера и Сибири с Дальним Востоком. Это будет архитектура «курьих ножек» — зданий, построенных на мощных сваях, заглубленных на многие метры — а может, и десятки метров — в землю.

Разумеется, периодически вода будет спадать, и после очистки улиц мы сможем снова ездить в автомобилях или гулять по улицам пешком. Но в значительной мере изменится и остальной пейзаж городов: многое из того, что мы привыкли скрывать под землей, придется монтировать над ней, причем на изрядной высоте. В принципе, это дело вкуса: знаменитый Центр Помпиду с его разноцветными канализационными трубами на фасаде тоже поначалу воспринимался в штыки — но затем стал одной из самых узнаваемых достопримечательностей Парижа.

Скорее всего, «на ножки» придется поднять весь исторический центр Санкт-Петербурга. Да и другие города, расположенные по берегам рек и озер, скорее всего, потянутся ввысь.

Мечта любого строителя — возводить свои здания на скальном основании: гранитная скала — чудесный фундамент, способный продержаться миллионы лет, несжимаемый, не размокающий, не растекающийся. Но не всем везет, и строить приходится на том, что есть, а для России это чаще всего разнообразные песчано-глинистые грунты.

Их поведение в основании сооружений весьма прихотливо, недаром проектирование практически любых сооружений в нашей стране требует проведения серьезных инженерно-геологических изысканий на выбранном участке. Те же глины могут быть и текучими, буквально просеиваясь сквозь пальцы, и столь вязкими, что их не разрезать и ножом. Большое значение имеет пространственное распределение грунтов: если на всем участке залегают грунты с одинаковыми механическими свойствами, это можно считать большой удачей.

Разумеется, известны различные приемы, которые позволяют скомпенсировать недостатки участка. Но, как и везде, в дело неизменно вступает экономика: для строителей очень важно не превысить смету. Поэтому обычно принимается оптимальное решение, которое выражается в выборе типа фундамента, достаточно недорогого, но учитывающего инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Но что будет, если они изменятся?

В этом смысле особое значение имеет глубина залегания грунтовых вод, а также наличие устойчивых подземных водных потоков. Нарушение водного баланса в основании сооружения — вещь очень опасная, так как повышение уровня воды снижает несущую способность грунтов, а обмеление потоков может привести к образованию промоин и провалам. Разумеется, в каждом конкретном месте опасны ливни разной продолжительности, но как только вода перестает впитываться в землю, а в подвалах начинает сочиться из пола — время бить в набат, звать специалистов-геотехников.

Чтобы современная многоэтажка начала крениться на манер Пизанской башни, достаточно проливных дождей и неправильно установленного водостока. Известна история с 17-этажным домом «башенной» архитектуры в Санкт-Петербурге, где из-за неправильно установленного водостока вся дождевая вода, стекавшая с крыши, оказывалась на газоне с одной стороны здания. В итоге прочностные свойства грунтов ослабли, и дом начал крениться. Потребовалось применение специальных мер по выправлению крена, после чего дом просел на треть метра... Такое случается повсеместно.

Но если сейчас подобные случаи редки и у нас есть время и средства исправить положение, то в условиях глобального и стремительного изменения климата такие проблемы будут касаться все большего числа зданий. Неприятности возникнут и у транспортных систем: вода будет размывать автомобильные и железнодорожные трассы, под угрозой деформаций окажутся трубопроводы и линии электропередач.

Разрушения, вызванные мощными потоками дождевых вод, — отдельная опасность, особенно в отсутствие достаточно мощных стоков. Там, где распространены скальные породы, направления водной разгрузки можно предсказать. Но на равнинных территориях, сложенных слабыми, размываемыми грунтами, предугадать развитие событий труднее. Так, в горах Северного Кавказа за сутки может выпадать 150 и даже 250 мм осадков, но потопы обычно остаются локальными: для вод есть сложившиеся места разгрузки, а под боком — главное место стока, Черное море. Трагедия в Краснодарском крае летом 2012 года не в последнюю очередь была связана с тем, что собравшаяся в горах вода переполнила водохранилище и излилась на равнинный участок.

В Москве рекордными считаются ливни, во время которых за сутки выпадает около 40 мм осадков. В сравнении с южными регионами это немного, однако здесь этой воде практически некуда деться. Ливневая канализация в какой-то момент перестает справляться с потоком воды, и она ищет новые пути, затопляя подземные коммуникации, проникая в подвалы, размывая грунты... Поэтому известия о подмывах дорог и провалах, куда запросто уходит целый автомобиль, для москвичей всегда были довольно обыденными.

Нельзя сказать, что специалисты и власти не в курсе того, что нас ожидает. Еще в 2005 году для правительства России был подготовлен прогноз изменения климата на 2010−2015 годы, где указывалось, что роста катастрофических паводков стоит опасаться в целом ряде регионов страны. Говорилось, что наводнения будут случаться и в летнее время, как следствие мощных дождей. Для минимизации ущерба предлагалось строить крупные водохранилища, которые отсрочат затопление жилых районов и позволят провести эвакуацию.

Предупреждения экспертов о росте стока дальневосточных рек к 2015 году на 35−40% многие сочли «страшилкой». Но наводнение, случившееся в бассейне Амура в 2013 году, подтвердило справедливость этих прогнозов. Не был неожиданностью и потоп в Краснодарском крае: на картах МЧС этот район фигурировал как потенциально селеопасный. Словом, нельзя говорить о том, что природные катастрофы случаются совсем уж неожиданно. Проблема скорее в том, что ни власти, ни обыватели не относятся к предупреждениям ученых с надлежащей серьезностью.

В каждом конкретном случае возможны свои решения. Например, в Москве было бы целесообразно восстановить русла ныне закованных в трубы рек и ручьев. Открытые водоводы эффективно способствуют сбросу дождевых вод и препятствуют их проникновению в подвалы и подземные коммуникации. Будущее Санкт-Петербурга видится в выходе на более возвышенные места и развитии многоэтажного строительства. Под слоем водонасыщенных песчано-глинистых грунтов Северной столицы залегают твердые глины, а глубже — скальные породы, так что при высотном строительстве заглубленные фундаменты смогут опираться на устойчивые основания.

В регионах, где распространена малоэтажная и индивидуальная застройка, могут использоваться иные решения. Например, архитекторы могут обратиться к голландскому опыту использования цокольного «понтонного» этажа. Суть идеи в том, что на ровном основании устанавливается полая цельнолитая коробка из железобетона или стали, а лишь на ней — жилой дом. В случае наводнения он приподнимется на понтоне, а после спада воды вернется на исходное место. В случае необходимости его можно будет даже отбуксировать на безопасное место.

Фантастика? Но в Нидерландах такие дома уже строятся и пользуются особым спросом у жителей областей, расположенных ниже уровня моря. В них можно спокойно спать, не опасаясь потопа. Который — дайте срок — обязательно будет.