Защита от затопления территории Южного округа Хабаровска

Журнал Речной транспорт №3 2014г

В 2013 году на реках бассейна Амура сформировался выдающийся паводок, из-за которого уровень воды в самом Амуре у Хабаровска превысил исторический максимум.

С.В.Боровков, заместитель главного инженера ЗАО "Ленгипроречтранс"

А.С.Талмонтас, ведущий технолог ЗАО "Ленгипроречтранс"

Зона затопления территории Южного округа Хабаровска

Рис.1. Зона затопления территории Южного округа Хабаровска

В целом по региону, на основании данных ГУ МЧС России, в 9 муниципальных образованиях подтопило 77 населенных пунктов, 3869 приусадебных и 3762 дачных участка, более 3000 жилых домов (рис. 1). Частично оказались под водой территории Благовещенского и Константиновского районов Амурской области, а также Хабаровска и Комсомольска-на Амуре. В зону бедствия попали около 35 тыс. человек (с момента начала эвакуационных мероприятий помощь получили 13688 граждан). Отмечен значительный ущерб населению и экономике практически всего Дальнего Востока (в частности, только Южному округу Хабаровска, по оценкам компании "Дальгипроводхоз", – в размере 5620098,4 тыс. руб.), поскольку вода, отступая, оставляла после себя непригодные для жилья дома, размытые берега и обводненные поймы.

Гидрограф Амура по г.п. Хабаровск

Рис.2. Гидрограф Амура по г.п. Хабаровск

Подъем уровня воды у Хабаровска (рис. 2) и Комсомольска-на-Амуре был настолько существенным, что после прохождения паводка Росгидромет произвел изменение расчетных значений наивысших уровней воды 1% обеспеченности, увеличив их на гидропостах: Хабаровск – на 130 см, Комсомольск-на-Амуре – на 110 см.

Для предотвращения столь масштабных последствий в будущем, очевидно, требуется создание комплекса защитных и руслоформирующих сооружений в долине Амура. С этой целью в проектно-изыскательском институте "Ленгипроречтранс" был разработан проект сооружений инженерной защиты (СИЗ) населенных пунктов в Благовещенском и Константиновском районах Амурской области.

Набережная Амура в Благовещенске

Рис.3. Набережная Амура в Благовещенске

В частности в Благовещенске уже обустраивается противопаводковая набережная (рис. 3).

Деятельность по проектированию СИЗ от наводнений подверженного затоплению Южного округа Хабаровска была начата еще в середине 2000-х годов. Однако процесс постоянно тормозился по ряду причин, в том числе из-за многочисленных сложностей трассировки объекта, решения земельных вопросов с собственниками, недостатка финансирования и недопонимания общественностью актуальности реализуемых мероприятий.

Лишь в начале 2013 года, когда была окончательно определена трассировка сооружения и выбран генеральный проектировщик – Хабаровский проектноизыскательский институт "Дальгипроводхоз" совместно с ЗАО "Ленгипроречтранс" (г. Санкт-Петербург), специалисты приступили к выполнению проектно-изыскательских работ. Именно инженеры из города на Неве предложили архитектурную концепцию и несколько гидротехнических решений.

Трасса защитной дамбы

Рис.4. Трасса защитной дамбы

Стоит отметить, что рассматриваемое СИЗ представляет собой грунтовую дамбу откосного профиля протяженностью порядка 5 км. Она проходит вдоль защищаемой зоны Южного округа Хабаровска и частично расположена на низменной, подверженной затоплению территории города (рис. 4-5), где проживает 216 тыс. человек.

Фрагмент плана сооружения

Рис.5. Фрагмент плана сооружения

В данном районе действуют промышленные предприятия, для которых наводнение представляет наибольшую опасность, так как они размещаются неподалеку от речного затона Хабаровской РЭБ флота. В 2013 году вода, следуя непосредственно через территорию заводов, выходила на улицы города и затапливала подвалы домов.

Затон Хабаровской РЭБ флота

Рис.6. Затон Хабаровской РЭБ флота

Отличительная особенность проектируемого объекта: планируемая защитная дамба на отдельном участке пролегает вдоль уже существующей дамбы, ограждающей акваторию упомянутого затона, и исключает поднятие в нем уровня воды в случае наводнения. Соответственно, специалистам необходимо было найти такое решение, чтобы, с одной стороны, обеспечить беспрепятственный проход судов в речной затон а, с другой стороны, не усложнить навигационную обстановку на данном участке (рис. 6).

По результатам исследований были сформулированы безопасные условия движения флота – ширину пролета приняли равной 70 м. Для его перекрытия от инженеров потребовалось создание нестандартного элемента заграждения. При этом проектировщики должны были учесть особенности эксплуатации объекта: эпизодическую востребованность (ориентировочно 1 раз в 10-20 лет), как следствие, необходимость поддержания его в надлежащем техническом состоянии в течение всего времени фактического простоя, и так называемый "человеческий фактор", то есть объективную невозможность соответствующего обслуживания.

В итоге за главные критерии были приняты:

  • техническая простота и надежность конструкции;
  • минимальное время установки заграждения;
  • минимальные требования к техническому обеспечению;
  • оптимальные стоимостные показатели;
  • возможность обслуживания сооружения с помощью мощностей, имеющихся в районе (в период наводнения актуально использование прежде всего технического флота: буксиров, плавкранов);
  • минимальная энергоемкость.

Именно набор перечисленных условий в конечном счете определил параметры проектируемого устройства, по характеристикам отличающегося от стационарных аналогов (двустворчатых или подъемно-опускных ворот шлюзов, плотин и заградительных устройств комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга) – оно должно быть нестационарным, мобильным и разборным.

Анализировалось несколько вариантов исполнения компонентов заграждения.

Вариант заграждения в виде набора элементов, монтируемых к переоборудованной барже

Рис.7. Вариант заграждения в виде набора элементов, монтируемых к переоборудованной барже

Вариант заграждения в виде стенки гравитационного типа

Рис.8. Вариант заграждения в виде стенки гравитационного типа

Элемент заграждения в виде понтона-батопорта

Рис.9. Элемент заграждения в виде понтона-батопорта

I. С переоборудованной баржей (рис. 7).

Элемент дооснащения судна представляет собой сборную стенку, состоящую из отдельных деталей набора (направляющих стоек, щитов).

Принцип действия: баржа швартуется к устоям, далее через специальные захваты к ее борту крепятся направляющие стойки (например, балки двутаврового профиля или крепь с двойной направляющей), затем производится установка щитов (из шпунта, оболочек) в направляющие стоек и в пазы данного порога.

II. Со стенкой гравитационного типа (рис. 8).

Конструктивно такая стенка состоит из жестких решетчатых секций, собранных из балок двутаврового профиля и шпунта. Соединение секций друг с другом осуществляется посредством замков шпунтовых приспособлений.

III. С понтоном-батопортом.

Элемент заграждения изготавливается в виде одного понтона, который в пик наводнения с помощью балластной системы приводится в состояние батопорта, то есть разворачивается на 90o на правый борт. Эта операция выполняется в непосредственной близости от места размещения заграждения. Далее буксиры прижимают понтон к устоям дамбы, где он швартуется и затапливается с самофиксацией на штатной позиции.

Батопорт рассчитан на удержание напора воды при разнице уровней с разных сторон дамбы в 3,3 м. Для минимизации протечек между устоями и элементом заграждения по контуру понтона закрепляется уплотнитель так, чтобы он тоже был всегда доступен для контроля и ремонта (рис. 9).

Последний вариант был признан оптимальным по многим причинам:

  • конструктивно является одним элементом;
  • отсутствуют многочисленные узлы соединения;
  • нет необходимости в привлечении грузоподъемных устройств (плавкранов);
  • имеют наилучшие значения стоимостных показателей;
  • обладают мобильностью и удобством обслуживания.

Концепция батопорта не является новой и на современном этапе активно используется, например при создании затворных сооружений док-камер судостроительных заводов.

Проработка утвержденного подхода осуществлялась специалистами ЗАО "Ленгипроречтранс" в сотрудничестве с коллегами из ЗАО "ЦНИИМФ" (г. Санкт-Петербург).

Опишем технологию постановки заграждения по выбранному варианту.

  1. Буксировка понтона в порожнем состоянии от пункта базирования к месту перекрытия входа в затон.
  2. Приведение понтона в состояние батопорта (разворот на 90° на правый борт) в непосредственной близости от места установки заграждения на глубине не менее 9 м (при этом проход в затон остается открытым).
  3. Швартовка батопорта к устоям дамбы при высоте воды над порогом прохода в затон около 9,9 м (проход в затон закрывается). Переворот понтона и установка батопорта безопасны при скорости ветра до 10 м/с.
  4. Затопление батопорта с самофиксацией на штатном месте при достижении уровня воды 10 м над порогом (это соответствует геодезической отметке 37 м ТС. Затопление балластных танков предусматривается самотеком.
  5. После прохождения пика наводнения и снижения внешнего уровня воды над порогом до 10 м, выполняется откачка воды из соответствующих танков до всплытия батопорта, и он буксируется в сторону от прохода в затон (проход в затон открыт).
  6. Откачивание основной массы балласта, перевод батопорта в состояние понтона.
  7. Буксировка понтона в пункт постоянного базирования, окончательная зачистка балластных танков.

Важно отметить, что заградительное сооружение находится в остойчивом состоянии на всех этапах проводимой операции.

Для установки понтона-батопорта (ширина – 15 м, длина – 75 м, высота борта – 4 м) требуются:

  • 2 буксира, которые переместят его из пункта постоянного базирования к месту размещения и обратно, а также удержат при сильном ветре или течении;
  • должным образом подготовленный персонал из 2-3 человек на батопорте, которые обеспечат управление процессом затопления танков и выполнят швартовку, а также по одному специалисту на каждом устое, которые призваны оказать помощь по швартовке;
  • сторонние переносные или судовые насосные установки для откачки балласта из танков.

Изготовить понтон-батопорт вполне реально на базе Хабаровской РЭБ флота, расположенной в непосредственной близости от проектируемого сооружения.

На случай вывода объекта из эксплуатации как элемента заграждения, понтон-батопорт при соответствующем дооборудовании можно использовать, например в качестве баржи-площадки или стоечного судна.

В заключение стоит отметить, что предложенный специалистами ЗАО "Ленгипроречтранс" и ЗАО "ЦНИИМФ" вариант перекрытия 70-метрового судоходного пролета является оригинальным инженерным решением. Данный принцип, очевидно, может быть с успехом применен в похожих ситуациях, при строительстве СИЗ, когда трасса сооружений пересекает водный пролет значительной ширины. Определенно, такое решение будет востребовано и в Благовещенске, в затоне им. Ленина, и в Комсомольске-наАмуре, в затоне у п. Менделеево.

Все права защищены
Перепечатка материалов возможна
только при наличии активной ссылки на источник
Изм. Кол.уч. Лист №док. Подпись Дата
  © ЗАО "Ленгипроречтранс", 2016 Стадия Лист Листов
  116
 
Защита от затопления территории Южного округа Хабаровска ЗАО "Ленгипроречтранс"
Designed by DAD