Размещено на http://allbest.ru

6

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Географический факультет

Кафедра гидрологии и охраны водных ресурсов

Использование пойменных земель под строительство (на примере с. Усть-Качка Пермского края)

Ларченко Ольга Викторовна,

кандидат географических наук, доцент

Березина Ольга Алексеевна, старший преподаватель

Морозова Галина Владимировна,

кандидат географических наук, доцент

г. Пермь, Россия

Поймы занимают всего 3% всей площади суши, но они активно используются в сельском хозяйстве (речные поймы являются ценными земельными угодьями), при разработке и добыче полезных ископаемых (поймы являются источником рудных и нерудных полезных ископаемых), в рекреации.

Важно использование пойм и в строительстве. Во-первых, есть много объектов, которые люди вынуждены возводить на поймах: опоры мостов через реки и насыпи подходящих к ним дорог, трубопроводы, речные порты, водозаборы. Во-вторых, в некоторых горных районах речные поймы являются единственными ровными площадками для строительства. Возведение этих объектов требует от проектировщиков знания как геологического строения пойм, прочности и водопроницаемости пойменных грунтов, так и гидравлических особенностей потока половодья, текущего через затопленную пойму [1, с.25].

Но всегда ли возможно использовать пойменные ресурсы для жилой застройки? Первоочередной задачей, на наш взгляд, должно стать выделение зон затопления при прохождении максимальных расходов и определение для этих зон возможных видов хозяйственного и иного использования.

Объектом исследования является заливной луг за внешней стороной дамбы ограниченный: забором фильтровальной станции, противопаводковой дамбой, дорогой в д. Замельницу, руслами рр. Черемшанки и Качки, расположенный на территории с. Усть-Качка Пермского района Пермского края, в 55 км от краевого центра - г. Перми (рис.1).

Район имеет хорошо развитую транспортную инфраструктуру, в последние годы интенсивно развивается в плане загородного строительства. Кроме того, в пределах с. Усть-Качка располагается курорт федерального значения АО «Курорт Усть-Качка».

Рис. 1. Гидрографическая сеть территории исследования (пунктирной линией вдоль дамбы отмечено искусственное русло р. Осиновки - водоотводящий канал)

Как видно из рисунка 1 вся остальная территория уже освоена, кроме исследуемого участка, что делает его очень привлекательным для загородного строительства. гидрографический качка дамба пойма

Учитывая сложную геоморфологическую ситуацию, близость Воткинского водохранилища, гидрографию, орографическую обстановку необходимо оценивать эту территорию, в первую очередь, с гидрологической точки зрения, т.е. установить зону затопления.

Исследуемая территория -- это часть четко выраженной долины р. Камы, представляет развитый в геоморфологическом отношении пойменный массив, ежегодно подтопляемый, а в отдельные годы, затопляемый при выходе воды на пойму.

На поверхности участка прослеживаются старицы серповидной формы, как следствие развития на пойме процесса свободного меандрирования рек Качки, Черемшанки.

Старицы обычно либо заполнены водой из-за выхода воды на пойму весной, либо переувлажнены за счет высокого стояния уровня грунтовых вод большую часть года.

Эти участки хорошо видны на местности за счет произрастания здесь влаголюбивых осок, имеющих темно-зеленую окраску. Высотные отметки на пойме меняются незначительно. Общий уклон территории незначительный.

Характер рельефа и частый выход воды на пойму регулярно приводили к затоплению территории с.Усть-Качка. Поэтому в 60-е годы XX в. была построена противопаводковая дамба, защищающая курорт и село, что позволяет считать эти территории защищёнными от наводнений. Однако это не относится к территории лугов, расположенных за внешней границей защитной дамбы.

Водные объекты на исследуемой территории представлены участком Воткинского водохранилища и малыми рр.Качкой, Черемшанкой, Осиновкой. Устьевые участки этих рек превратились в заливы Воткинского водохранилища в результате подпора (рис.1).

Если Воткинское водохранилище в гидрологическом отношении достаточно хорошо изучено, то непосредственно на исследуемом участке постоянных наблюдений за водным режимом не производилось. На малых реках (рр.Качке, Осиновке, Черемшанке) гидрологические наблюдения никогда не велись.

И только в период летней межени на протяжении 10 лет (1996-2006 гг.) силами кафедры гидрологии и охраны водных ресурсов ПГНИУ и лаборатории Комплексных исследований водохранилищ ЕНИ ПГНИУ проводились наблюдения за колебаниями уровня воды р.Качки на специально созданных водомерных постах свайного типа.

Первый пост был организован в нижнем течении р.Качки для характеристики режима в зоне влияния водохранилища, где сказывается суточное, недельное и сезонное регулирование; второй пост выше по течению -- ниже автодорожного моста у пос. Красный Восход -- для характеристики реки в естественных условиях [2].

Село Усть-Качка расположено в зоне гидрологического влияния Воткинского водохранилища и нижнего течения реки Качки, впадающей в это водохранилище. Участок Воткинского водохранилища в месте расположения с. Усть-Качка находится в зоне влияния суточного и недельного регулирования стока, осуществляемого Камской ГЭС. К району с.Усть-Качка величина колебаний уровня может составлять 0.5-1.0 м в самый стабильный по водности год.

При весеннем наполнении водохранилища возможен подъём уровня в многоводные годы на 2,0 - 2,5 м, что приводит к затоплению лугов, находящихся в нижнем течении р. Качки (в зоне подпора).Однако наибольший риск затопления лугов создаёт сама река Качка.

Половодье на р. Качке проходит несколько раньше, чем наполняется до НПУ Воткинское водохранилище. При этом на Качке возможны заторы льда в связи с гидрографическими особенностями реки, а также нередко вода выходит на пойму, затопляя дно долины при очень многоводных веснах.

Примером такого наводнения является весеннее половодье 1979 г., когда большая часть посёлка на прилегающей территории к рр. Качке и Осиновке была затоплена.

Проведенная после этого реконструкция противопаводковой дамбы, защищающей курорт и село, позволяет считать эти территории защищёнными от наводнений.

Однако это не относится к территории лугов, расположенных за внешней границей защитной дамбы.

При отсутствии регулярных гидрологических наблюдений некоторые характеристики стока р.Качки получены расчетным способом: максимальный расход половодья Q_Р=10% -- 67,2 м³/с, максимальный расход дождевого паводка Q_Р=10% -- 27,8 м³/с.

Для сравнения минимальный расход летней межени О_Р=90% (т.е. практически ежегодно повторяющийся) -- всего лишь 0,07 м³/с.

Следует обратить внимание на то, что максимальный расход весеннего половодья на р.Качке обеспеченностью 10% (67,2м³/с) превышает среднегодовой в 40 раз.

Таким образом, существует риск наступления половодья и затопления исследуемой территории 10 раз в сто лет!

Возможна ситуация аналогичная произошедшему летом 2012 г. затоплению г. Крымска на Кубани. Еще одним примером является 2013 г., когда низкие поймы рр.Зеи и Амура были затоплены с нанесением серьезного ущерба жителям и хозяйствующим субъектам.

По нашим расчетам, в отдельные годы, когда пики половодья на рр.Качке и Осиновке совпадут по времени наступления, возможны еще более высокие расходы и уровни.

Также велик и максимально возможный расход дождевого паводка -- 27,8 м³/с.

Для определения зоны затопления еще более важно знать отметку уровня воды, при котором эти расходы будут наблюдаться. Расчеты показали, что максимальный уровень весеннего половодья Н_10% составляет 93,5 м абс.

Отметки же поверхности луга за внешней стороной дамбы, за редким исключением, не превышают 93 м абс. Согласно анализу наблюдений за водным режимом на верхнем посту р.Качки, максимальный расход воды, при котором вода не выходит на пойму, составляет около 11 м³/с, что соответствует уровню воды 90,5 м абс (отметка бровки берега).

Таким образом, при высоких половодьях и паводках вследствие низких отметок местности, будет затоплена большая часть поймы.

Последние несколько лет значительного затопления поймы р.Качки не наблюдалось. Это связано с тем, что в настоящее время на реках бассейна Камы наблюдается маловодная фаза (т.е. серия маловодных лет), которая обязательно смениться на многоводную.

Как показывают исследования речного стока рек бассейна р.Камы, многоводная фаза охватывает периоды с 1890-1930 гг. (41 год), 1981-2002 (30 лет), а маловодная фаза - 1931-1974 (45 лет).

Продолжительность фаз обычно составляет 30-40 лет. Внутри этих фаз могут быть отдельные многоводные и маловодные периоды, более короткие по продолжительности, что связано с погодными условиями конкретных лет (запасы воды в снеге, дружность снеготаяния и т.д.).

Примером очень многоводного года является 1979 г., когда большая часть села на прилегающей территории к рр. Качке и Осиновке была затоплена.

В связи с несовершенством методов долгосрочных метеорологических прогнозов, от которых зависят прогнозы гидрологические, точно назвать время наступления высоких половодий и паводков невозможно.

Это может случиться и через 50, и через 20, и через 5 лет, и через год. Но вероятность такая существует, следовательно, риск наступления больших расходов воды будет существовать всегда.

На топографической основе исследуемой территории нанесены зоны затопления для максимального уровня весеннего половодья Н_1% (94,18 м абс) и максимального уровня весеннего половодья Н_10%(93,50 м абс) для р.Качки (рис.2).

На рисунке видно, что при уровне Н_10% затапливается 94,5% исследуемой территории, а при Н_1% -- 98,5%. Считаем, что использовать данную территорию под жилое строительство невозможно.

Рис. 2. Зона затопления для максимального уровня весеннего половодья Н_10% (93,50 м абс) для р.Качки

Выполненные расчеты, к сожалению, подтвердились в прошлом, 2016 году. В результате дружного весеннего половодья на реках Пермского края, большого снегозапаса на водосборе Камского и Воткинского водохранилищ, плоскоравнинный характер рельефа, а также небольшой уклон поверхности земли от водотоков (рр. Качки и Черемшанки) в сторону дамбы вся исследуемая территория была затоплена.

Список литературы

1.Беркович К.М., Чалов Р.С., Чернов А.В. Проблемы рационального использования речных пойм в народном хозяйстве // География и природные ресурсы. 1988. № 1. С. 24-31.

2. Ларченко О.В. Системообразующая роль водного фактора в развитии и функционировании природно-антропогенных комплексов (на примере Усть-Качкинской рекреационной зоны). Автореф. дисс. канд. геогр. наук. - Пермь, 2004. - 20 с.

Аннотация

Использование пойменных земель под строительство (на примере с.Усть-Качка Пермского края). Ларченко Ольга Викторовна, кандидат географических наук, доцент. Березина Ольга Алексеевна, старший преподаватель. Морозова Галина Владимировна, кандидат географических наук, доцент. Пермский государственный национальный исследовательский университет, кафедра гидрологии и охраны водных ресурсов географического факультета. г. Пермь, Россия,

Речные поймы являются ценными земельными угодьями, источниками полезных ископаемых, площадками, используемые под строительство и т.п. Но при решении вопросов их использования первоочередной задачей является выделение зон затопления при прохождении максимальных расходов и определение для этих зон возможных видов хозяйственного и иного использования. В статье рассмотрен пример решения таких задач для с. Усть-Качка, расположенного в Пермском крае. Выполненные расчеты показали, что использовать данную территорию под жилое строительство невозможно.

Ключевые слова: пойменные земли, зона затопления, строительство, водохранилище, максимальный расход половодья

Размещено на Allbest.ru