Vernoye-Almaty.kz – Очерки истории Алматы

ЧЕЛОВЕК И СТИХИЯ ГОР

В природе есть такие явления, которые в сознании человека вызывают ассоциации с масштабными разрушениями и большими человеческими жертвами. Одно из таких явлений — сель. Тот, кто хоть однажды наблюдал его, никогда не забудет ни оглушающего шума несущихся с огромной скоростью в мутном потоке валунов, ни поражающей воображение силы, сметающей на своем пути все преграды, ни пугающих последствий селя, глядя на которые осознаешь всю слабость человека, рискнувшего бросить вызов природе.

Для нас, алматинцев, сель — это не просто далекая абстракция, это то, что мы со страхом ожидаем каждый год. И, осознавая собственную беззащитность перед этим грозным явлением природы, мы ежегодно благодарим Бога за то, что нам в очередной раз повезло. Но насколько долго может продлиться это «везение»? Не окажемся ли мы заложниками нашей сегодняшней беспечности? Сможем ли найти силы, чтобы справиться с «черным драконом гор»? Все это непростые вопросы, но еще более сложны ответы на них.

Природа селя

Сель — арабское слово и в переводе означает «бурный горный поток». Основными причинами возникновения селя являются ливневые дожди, прорыв ледниково-моренных озер, а также землетрясения. Существенное влияние на процесс возникновения селей может оказывать и хозяйственная деятельность человека.

Все крупнейшие сели, по существу, представляют собой жидкую текучую смесь воды и грязекаменной массы с содержанием наносов 50–80%. Максимальная насыщенность наносами у ливневых селей достигает 1,8–2,2 т/м³, а у гляциально-прорывных и сейсмогенных — 2,2–2,4 т/м³.

Специфической особенностью селей является четко выраженный волнообразный, заторный характер движения. Высота селевых волн на расширенных участках нередко достигает 10–15 м, а на узких — 20–30 м. Волны движутся со стремительной скоростью — 10–12 м/с, легко перенося глыбы весом до 300 тонн. Обладая большой ударной силой (более 100 т/м²), селевой поток разрушает на своем пути все препятствия, наличие которых только наращивает его мощность.

Живем как на вулкане

В республике насчитывается более 300 селевых бассейнов, где за последние 150 лет зарегистрировано около 800 случаев прохождения селей. Особо высокой селевой активностью отличаются горы Заилийского Алатау. Они являются классической ареной проявления катастрофических селей.

До 75% селей возникли от выпадения обильных ливневых дождей, 22% — от прорыва моренных озер при интенсивном таянии высокогорных ледников и снегов и 3% — от землетрясений в результате прорыва временных завальных водоемов.

Особо высокой активностью и мощной селевой деятельностью отличаются реки Малая и Большая Алматинка, Аксай, Талгар и Иссык. За последние 150 лет по ним прошли 10 крупных катастрофических селей, 5 из которых пришлись на Алма-Ату.

Не добавляет оптимизма и еще одна тенденция, наметившаяся в последние 50 лет. Глобальное потепление климата на планете и последствия хозяйственной деятельности человека предопределили возрастающую активность гляциальных селей, которые по своей разрушительной силе относятся к категории наиболее опасных.

Об этом стоит помнить

Сейсмогенные сели 1841 и 1887 годов сформировались в результате крупных оползней, обвалов и прорыва временных завальных водоемов, образовавшихся при землетрясениях и выпадении ливней в горах Заилийского Алатау.

Сель 1841 года обрушился по долинам рек Малой и Большой Алматинки и уничтожил на своем пути значительную часть города. Небывалое землетрясение 9 июня 1887 года силой 9–10 баллов вызвало крупнейшие грязекаменные потоки в горах Заилийского Алатay, вошедшие в историю города как Верненская катастрофа.

Ливневые сели, прошедшие в июле 1921 года, хотя и уступали предыдущим по мощности и масштабам распространения, были не менее катастрофичны. Стихия разразилась в ночь с 8 на 9 июля. Селевые потоки заполнили все реки Заилийского Алатау. Особенно мощные сели были отмечены на реках Малая и Большая Алматинка, Талгар, Иссык. Общий объем выноса селя из рек Малая и Большая Алматинка оценивается в 7,0–10 млн. м³.

Селевые стоки 1921 года обладали скоростью 4–6 м/с и двигались валами высотой 4–6 м, перемещая валуны размером 3–5 м. В течение пяти часов значительная часть Алма-Аты была превращена в руины и залита грязекаменной массой. Погибли более 500 человек.

Гляциальные сели имели место в 1963, 1973 и 1977 годах. По мощности и разрушительной силе они превзошли все известные на территории бывшего CCСР сели.

Сель 7 июля 1963 года образовался в жаркий солнечный день в результате прорыва моренно-ледникового озера Жарсай в верховьях реки Иссык. В течение 3–4 часов из ущелья Жарсай в долину реки Иссык выше озера было вынесено и отложено до 6–7 млн. м³ грязекаменной массы. Выше озера сель прошел 12 валами. Отдельные валы достигали высоты 7 м, двигаясь к озеру со скоростью 5–6 м/с и перемещая на своем пути огромные валуны.

Периодическое поступление селевых валов в озеро с большим содержанием наносов вызвало на озере Иссык резкий подъем уровня воды. Под воздействием гидродинамической силы волн и перелива воды через гребень плотины в течение 5–6 часов естественная плотина была разрушена, а живописное озеро Иссык уничтожено.

Сель 15 июля 1973 года сформировался от прорыва моренного озера Туюксу из-за жаркой погоды в зоне высокогорья. Июнь в том году был прохладным. В Алма-Ате выпадали обильные дожди, а в зоне морен и ледников — обильный снег. В начале июля наступило резкое и устойчивое потепление, в горах началось интенсивное таяние снегов и ледников, приведшее к переувлажнению верхней толщи морены. В результате неустойчивого состояния морены 14 июля во второй половине дня произошла закупорка подземного грота, по которому происходил сток воды из двух озер. В результате закупорки грота оба озера начали быстро наполняться талыми водами, а 15 июля в 17 часов 54 минуты произошел их прорыв.

Прорыв озер сопровождался сильным обрушением моренных толщ на участке прорана с образованием в нем крупных провалов и трещин, по которым водный поток мгновенно низвергался вниз в подземные гроты и каналы фильтрации. Заполнив их, водный поток под действием гидравлического напора очень быстро вновь появился на поверхности морены в виде фонтанирующего столба, вынеся из гротов огромные глыбы льда размером 8–10 м.

Насыщенный наносами и обломками льда водный поток на морене превратился в водокаменный сель. Двигаясь по поверхности морены со скоростью до 4 м/с, через 9 минут сель достиг плотины «Мынжилки», расположенной в долине в верховьях реки Малая Алматинка на высоте 3000 метров. Наполнение селехранилища объемом 36 тыс. м³ произошло за 3 минуты, после чего плотина в течение нескольких секунд была разрушена.

Ниже плотины «Мынжилки» максимальные селевые расходы за счет размыва русла, склонов и вовлечения в поток наносов, а также русловых и подрусловых вод на всем 10-километровом участке до плотины «Медео» достигли катастрофических размеров: у гидропоста «Мынжилки» — 320 м³/с, у ворот — 2300 м³/с, у турбазы «Горельник» — 3200 м³/с, а при входе в селехранилище «Медео» — 5200 м³/с. Долина реки Малая Алматинка после прохождения селя превратилась в глубокий каньон.

Селевой поток от плотины «Мынжилки» до селехранилища «Медео» шел со скоростью 10–12 м/с. При движении поток перемещал огромные валуны размером 5–6 м весом до 300 тонн. Обладая большой динамической силой (более 1000 т/м²), он мгновенно разрушил на своем пути все мелкие противоселевые сооружения и здания, приведя к большим человеческим жертвам.

К селехранилищу плотины «Медео» поток подошел в 18 часов 17 минут и продолжался около 3 часов. За время прохождения селя было отмечено 3–4 крутых селевых вала. Самым крупным был первый вал высотой 12–15 м и шириной 40–50 м. Водосборные сооружения сразу были забиты наносами. Селехранилище за 3 часа заполнилось почти полностью. После прохождения селя в селехранилище осталось всего лишь 30% свободного объема, чего явно было недостаточно для задержания новых катастрофических селей. Для устранения аварийной обстановки было принято срочное решение о наращивании плотины на 40 м и создании новой емкости селехранилища до 12,6 млн. м³.

Сели 3–4 августа 1977 года по своим масштабам превзошли все катастрофические сели, наблюдавшиеся в горах Казахстана. Главной причиной образования селей явился прорыв моренного озера в верховьях реки Кумбельсу. Вовлекая на своем пути моренные толщи и склоновые обрушения, мощный грязекаменный поток вышел в долину реки Большая Алматинка. За счет активных русловых процессов и ледниково-паводкового стока сели на реке проходили почти в течение месяца. За время прохождения селей в горах было зарегистрировано до 400 селевых валов. Максимальная высота отдельных валов достигала 10–12 м, а на заплесках – 15–20 м. Двигаясь со скоростью 8–10 м/с, поток переносил огромные каменные глыбы размером 5–6 м.

Особенно крупный сель наблюдался 4 августа. Максимальные расходы достигали: в верховьях реки Кумбельсу 1000 м³/с, в устье — 3900 м³/с, в долине реки Большая Алматинка (выше селезадерживающей плотины) — 8000–11000 м³/с, по выходе из гор — 380 м³/с, а в черте Алма-Аты — 50–80 м³/с.

Можно ли обуздать «черного дракона гор»?

Борьба с селями в Казахстане имеет более чем полувековую историю, но планомерные работы начаты только с 1973 года. За последние 30 лет в республике выполнены большие проектно-строительные работы по защите крупных городов и населенных пунктов от селей.

Разработаны региональные схемы противоселевой защиты для города Алматы и населенных пунктов Алматинской, Талдыкорганской, Восточно-Казахстанской, Семипалатинской, Джамбулской и Южно-Казахстанской областей, по которым составлены технические проекты на строительство комплекса инженерно-защитных сооружений и проведение профилактических мероприятий по предотвращению зарождения селей. Самой главной и сложной проблемой явилась защита столицы республики. На основе 50-летних научно-технических и проектных решений была разработана генеральная схема защиты Алматы от этой грозной стихии.

В настоящее время в республике для Алматы, Иссыка, Талгара, Каскелена, Сарканда и Текели построен комплекс гидротехнических защитных сооружений и проведены организационно-профилактические мероприятия, направленные на предотвращение зарождения селей.

Для задержания катастрофических селей в горах созданы крупные селезадерживающие плотины — селехранилища, построена система глухих и сквозных запруд, а в черте городов для безопасного попуска паводковых и селевых вод сооружены водосборные тракты с системой наносоотстойников. Для предотвращения гляциально-прорывных се-лей построены водосбросные каналы по спуску селеопасных моренно-ледниковых озер.

Для предотвращения прорыва Большого Алматинского озера, расположенного на высоте 2500 м, объем которого составляет 12 млн. м³, естественная плотина наращена на 10 м и оснащена зарегулированным водосбросом.

Первым положительным примером борьбы с селями в нашей стране и в мировой практике стало строительство комплекса противоселевой защиты столицы Казахстана. С этой целью были сооружены три крупные селезадерживающие плотины: на реке Малая Алматинка — 150-метровая плотина «Медео» с емкостью селехранилища 12,6 млн. м³ и 17-метровая плотина «Мынжилки» с емкостью 0,22 млн. м³, а на реке Большая Алматинка — 40-метровая плотина с емкостью 8,2 млн. м³. В верховьях этих рек для опорожнения моренных озер построены водосбросные каналы и подъездные пути к ним, а в черте города — водосбросные тракты с крупными наносоотстойниками.

Однако созданные селехранилища, рассчитанные на задержание ливневых и гляциальных селей с объемом выносов 8–12 млн. м³, явно недостаточны для надежной защиты южной столицы Казахстана от сейсмогенных селей типа 1887 года, которые по своим масштабам в 2–3 раза превышали все сели, наблюдавшиеся на территории республики.

Для Алматы необходимо карьерными разработками увеличить в 1,5–2 раза емкости существующих селехранилищ, а для других городов и важных объектов строить сеймостойкие плотино-котлованные селехранилища, обладающие высокой селезадерживающей способностью.

Заблаговременное увеличение емкости существующих селехранилищ способом карьерных разработок в два раза дешевле, чем наращивание плотин, а затраты на строительство плотино-котлованных селехранилищ в 1,5–2 раза ниже, чем строительство высотных плотин типа «Медео».

Взрывной способ, как показал опыт строительства плотины «Медео», оказался неэффективным. Мощные взрывы I966–I967 годов вызвали вредные последствия в бассейне реки Малая Алматинка — обнажение склонов долины и горы Мохнатки, просадку и закупорку внутриморенных каналов фильтрации из Туюксуйских ледниковых озер, и, весьма вероятно, что именно это спровоцировало катастрофический сель 1973 года.

Более того, весьма спорным является бытующее мнение об эффективности плотины «Медео». В сегодняшних условиях хронической нехватки средств при сходе крупного селя вряд ли будет возможно провести своевременную очистку селехранилища. А в этом случае плотина может стать уже не защитой, а дополнительной угрозой для города.

© Анатолий ДЕГОВЕЦ, кандидат географических наук
Опубликовано в журнале «Континент», №20/33, 18-31 октября 2000 г.

© 1996 Lyakhov.KZ — Большая энциклопедия Казнета