Автор проекта:

ТОО «Институт географии» Министерства образования и науки Республики Казахстан (А.Р. Медеу, В.П. Благовещенский, М.А. Аскарова, А.А. Медеу, Т.С. Гуляева, С.У. Ранова)

Номинация:

Научное достижение

Наименование проекта:

Обеспечение селевой безопасности города Алматы

Описание проекта:

Актуальность проекта. Город Алматы с населением 1,8 млн человек является самым крупным городом Республики Казахстан. Он расположен у подножия хребта Заилийский Алатау. Значительная часть территории города подвержена сильной селевой опасности. Крупные селевые катастрофы происходили здесь в 1921, 19750, 1956, 1973, 1999, 2006, 2015 годах. Созданная в в конце прошлого века система защиты в от селей в настоящее время не обеспечивает должный уровень селевой безопасности и нуждается  в существенной модернизации.
Сендайская рамочная программа ООН по снижению риска бедствий на 2015-2030 гг. провозглашает одним из приоритетных направлений управление риском бедствий, опирающееся на понимании риска бедствий, включая уязвимость,  потенциал, подверженность, характеристики угроз. Эти знания необходимо систематизировать для оценки риска бедствий и разработки мер по предотвращения и смягчения последствий бедствий. Рекомендуется составление и обновление карт опасных зон на основе ГИС-технологий и применение новейших методов сбора, анализа и распространения данных.

Целью проекта является реализация этих положений  Сендайской программы для территории города Алматы.
Проект был выполнен по заданию Департамента по чрезвычайным ситуациям администрации города Алматы и профинансирован из средств городского бюджета. Территории города Алматы угрожают сели формирующиеся в бассейнах рек Киши и Улкен Алматы Каргалы и Аксая, расположенных на северном склоне хребта Иле (Заилийский) Алатау.

Задачи и этапы выполнения проекта
1. Исследовать закономерности селевой активности. Для решения этой задачи использовались архивные и литературные данные о сходивших селях. В период с 1950 по 2018 годы отмечается три периода с различной селевой активностью.  Первый период с 1950 по 1977 годы характеризуется средним уровнем селевой активности со средним годовым количеством селей 4,2. Второй период с 1978 по 2003 годы отличается всплеск селевой активности. Среднее годовое количество 8,8 селя в год. В третий период с 2004 по настоящее время наблюдается спад селевой активности. Среднее годовое количество селей равняется 2,6.

2. Изучить природные условия формирования селей. Для решения этой задачи использовались справочные и архивные данные, крупномасштабные топографические карты и космические снимки, программа ArcGis 10.2.
Основными причинами формирования селей являются сильные дожди (дождевые сели) и прорывы приледниковых озер (гляциальные сели). Крупные дождевые сели образуются во время сильных дождей, когда за сутки выпадает более 40 мм осадков. Максимальная суточная сумма осадков в изучаемом районе превышает 100 мм. Дождевые сели сходят чаще всего в июне. 
Приледниковые озера образуются на месте отступающих ледников под действием глобального потепления климата. Переполнение и прорывы озер с формированием гляциальных селей происходят в июле-августе, в период жаркой и сухой погоды, когда температура воздуха в ледниковой зоне превышает 15 ˚С. 
Составлены карты условий формирования селей М 1:50 000: 
средней многолетней месячной суммы осадков в июне, 
абсолютного максимума суточной суммы осадков, 
средней многолетней средней температуры воздуха в июле, 
абсолютного максимуму летней температуры воздуха, 
крутизны и экспозиции склонов, 
типов и мощности рыхлообломочных отложений.

3. Составить карты распространения селевых потоков разной мощности и повторяемости.
Карты селевой опасности составлялись в масштабе 1:25 000. На картах показаны границы распространения селевых потоков различной мощности и повторяемости. Для составления таких карт была разработана оригинальная методика, основанная на обобщении архивных данных, полевых исследованиях и дешифрировании космических снимков. Показателем мощности являлся объем селя. По этому показателю выделялись четыре категории селей: 1) очень крупные сели с объемом более 1 млн м3, 2) крупные сели (от 100 тыс. до 1 млн м3), 3) средние сели  (от 10 тыс. до 100 тыс. м3) и мелкие сели (менее 10 тыс. м3). Для каждой категории мощности селей по данным многолетних наблюдений за селями установлены основные параметры, обуславливающие их разрушительную мощность: скорость, высота валов, расход. По повторяемости выделялись сели трех категорий: 1) часто повторяющиеся сели, повторяющиеся чаще 1 раза в 50 лет, 2) редко повторяющиеся сели (1 раз в 50-100 лет), 3) очень редко повторяющиеся сели (реже 1 раза в 100 лет). Во время полевых обследований картировались границы распространения селевых отложений, оценивался возраст селевых отложений, измерялись размеры валунов, переносимых селем, высота селевых валов и площадь поперечного сечения селевого потока, уклон селевого русла. Карты селевой опасности такого типа на данную территорию ранее не составлялись. Они могут служить основанием для разработки селезащитных мероприятий.

4. Составить кадастр хозяйственных, социальных и экологических объектов, подверженных воздействию селей, с количественной оценкой возможного ущерба. 
На следующем этапе выполнения проекта был составлен перечень хозяйственных, социальных и экологических объектов, подверженных воздействию селей. Для этого использовались карты максимального распространения селей. Непосредственно на местности были выявлены все объекты и составлены их описания. К хозяйственным объектам были отнесены элементы инфраструктуры (дороги, мосты, ЛЭП, прочие коммуникации, ГЭС, селезащитные сооружения). К социальным объектам отнесены объекты, при разрушении которых возможны человеческие жертвы (жилые дома, гостиницы, кафе, магазины, зоны отдыха). К экологическим объектам отнесены особо охраняемые природные территории Иле Алатауского национального природного парка. Для каждого объекта оценивалась его стоимость и возможный ущерб в результате воздействия селей. При оценке ущерба учитывалась разрушительная способность потенциальных селей и устойчивость (защищенность) объектов к селевым воздействиям. В результате были составлены карта объектов М 1:25 000 и их кадастр. Всего в бассейнах рек Киши и Улкен Алматы насчитывается 99 хозяйственных, 57 социальных, и 17 экологических объектов. Их общая стоимость оценивается в 5,9 млрд. тенге ($ 15 млн). В селеопасной зоне постоянно проживают 1000 человек. Еще 2000 человек могут находиться временно в гостиницах, кафе, зонах отдыха. Число погибших может составить 730 человек.

5. Составить карты селевого риска.
Селевой риск рассчитывался как средний годовой ущерб по данным о частоте селевых воздействий и ущербе от них. Селевой риск рассчитывался для трех видов рисков: материальный, социальный и экологический. Материальный риск выражается в денежных единицах и рассчитывается по ущербу, наносимому селями хозяйственным объектам. Социальный риск выражается количеством погибших и пострадавших людей и рассчитывается по данным о количестве людей, попадающих в зону действия селей. Экологический риск выражается стоимостью экологического ущерба, наносимого селями природным сообществам. Карты селевого риска 
М 1:25 000 составлялись для трех видов риска: материального, социального и экологического. На картах выделялись территории по трем уровням селевого риска: низкого, умеренного и  высокого. На территориях с низким уровнем селевого риска материальный риск не превышает 1 млн тенге ($ 3000) в год, социальный риск – менее 0,01 человека в год, экологический риск – незначительный. Низкий уровень селевого риска отмечается в высокогорной зоне, где нет хозяйственных объектов и постоянного населения, а природные сообщества не имеют большого экологического значения. На таких территориях защитные мероприятия не требуются. Умеренный уровень риска характерен для боковых притоков главных рек, где экономический селевой риск достигает 10 млн тенге ($ 30 000) в год, социальный риск – до 0,1 человека в год, экологический риск – значительный. На таких территориях необходим мониторинг селевой опасности и системы раннего предупреждения. Высокий селевой риск определен для нижних участков главных долин, где очень много разнообразных объектов, подвергается воздействию селей. Экономический риск на таких территориях превышает 10 млн тенге ($ 30 000) в год, социальный риск – более 0,1 человека в год, На таких территориях для защиты от селей необходимы инженерные сооружения (дамбы).

6. Разработать мероприятия по управлению селевым риском для предотвращения ущерба на территории города Алматы.
Селезащитные мероприятия делятся на структурные и не структурные. К структурным относятся мероприятия, связанные со строительством сооружений или размещением специального оборудования. К неструктурным относятся организационные мероприятия.
Для защиты городы Алматы рекомендуются следующие мероприятия.
Структурные мероприятия 
1.Строительство селеудерживающей дамбы в долине р. Улкен Алматы, в створе Аюсая.
2.Опорожнение озер № 13 бис в бассейне р. Улкен Алматы, № 6 и № 1 в бассейне р. Киши Алматы.
3.Развертывание системы мониторинга и раннего предупреждения о селевой опасности.
4.Обозначение на местности границ селеопасных зон и участков.
Неструктурные мероприятия 
1.Периодическое обновление карт селевой опасности и селевого риска.
2.Усовершенствовать методы прогноза селевой опасности.
3.Разработать регламент землепользования на селеопасных участках.
4.Вынести объектов за пределы селеопасной зоны.
5.Разработать паспорта селевой безопасности объектов и планы действий при селевой угрозе, провести обучением персонала.
6.Проводить обучение населения  правилам селевой безопасности.

География проекта:

Республика Казахстан. Алматинская область. Бассейны рек Киши и Улкен Алматы на северном склоне хребта Иле Алатау

Цели и задачи:

Цель проекта: Создать научные основы для разработки мероприятий по предотвращению ущерба от селевых потоков на территории города Алматы.
Задачи проекта: 
1. Изучить природные условия формирования селей.
2. Исследовать пространственно-временные закономерности  селевых явлений.
3. Составить карты распространения селевых потоков разной мощности и повторяемости.
4. Составить кадастр хозяйственных, социальных и экологических объектов, подверженных воздействию селей, с количественной оценкой возможного ущерба. 
5. Составить карты селевого риска.
6. Разработать мероприятия по управлению селевым риском для предотвращения ущерба на территории города Алматы.

Итоги реализации:

1.Исследованы природные условия формирования  селей, Составлены карты гидрометеорологических, геоморфологических и инженерно-геологических условий формирования селей М 1:50 000.
2.На основе анализа данных наблюдений за селями за последние 100 лет, экспедиционных исследований и дешифрирования космических снимков составлены карты селевой опасности М 1:25 000 с указанием границ распространения селей разной разрушительной способности и повторяемости.
3.Выявлены хозяйственные, социальные и экологические объекты, подверженные воздействию селей, и расчеты среднего годового ущерба от таких воздействий.
4.Составлены карты селевого риска М 1:25 000 с выделением территорий, подверженных низкому, умеренному и высокому риску.
5.Предложены мероприятия по управлению селевым риском и предотвращению ущерба от селей на территории города Алматы.
6.Разработаны предложения по созданию автоматизированного мониторинга селевой опасности и системы раннего предупреждения оповещения о сходе селей.
7.Опубликована монография «Селевые явления Юго-Восточного Казахстана. Основы мониторинга в Иле Алатау».
8.Результаты исследований переданы в Департамент по чрезвычайным ситуациям администрации города Алматы. На их основе разработана проектно-сметная документация  на «Автоматизированную систему мониторинга селевой опасности в бассейнах рек Киши и Улкен Алматы, Каргала и Аксай». Система будет установлена в 2019-2020 годах.