Около 20% территории Туркменистана занимают горы и возвышенности. Большая часть этих районов имеет определенный уровень селевой опасности.
Наиболее селеопасными районами являются:
Окрестности гор Большого Балхана и Малого Балхана (Балканская область)
Горные и предгорные районы хребта Копетдаг (Балканская и Ахалская области)
Горные и предгорные районы горного хребта Койтендаг – Кугитангтау (Лебапская область)
Возвышенности Бадхыз и Карабиль (наиболее опасны здесь паводки по рекам).
Для минимизации урона от селевых явлений, защиты хозяйственных объектов осуществляют строительство противоселевых сооружений.
По своему назначению противоселевые сооружения подразделяются:
— селезадерживающие
— селепропускные
— селенаправляющие
— стабилизирующие
По местоположению противоселевые сооружения могут быть русловыми (по руслам рек и временных водотоков) и склоновые.
Проектировании селезащитных сооружений осуществляется на основе комплекса инженерных изысканий. Определяются границы селеопасного бассейна, производится описание условий формирования селей, собираются и анализируются сведения о ранее прошедших селей, физико-механических характеристиках грунтов в селевом бассейне, морфометрические характеристики селевых русел. Определяются гидрометеорологические условия селевого бассейна, определяющие возможность и масштабы селепроявлений.
Морфометрические характеристики — количественные показатели водного объекта и водосборов (для водотоков: длина, средний уклон, координаты продольного профиля, извилистость, координаты поперечного профиля)
Одним из итогов этой работы является подготовка комплексной схематической карты селевого бассейна, которая включает гидрографическую сеть с характеристикой уклонов русел, места возможных заторов, селевые очаги, конусы выноса, водоёмы (при наличии), границы селеопасных бассейнов, существующие противоселевые сооружения, основные хозяйственные объекты, находящиеся в зоне действия селевых потоков, области формирования, транзита селевых потоков и аккумуляции селевых отложений, почвенно-растительный покров и эродированность водосбора.
Конус выноса – располагаются по руслам (зачастую в устьях) горных рек и водотоков, в участках выхода водотока из ущелья в предгорную зону. Представляет из себя скопление валунов, гальки, песка, глины и других материалов, именуемых аллювием, имеющее форму конуса или полуконуса.
При проектировании противоселевых защитных сооружений рассчитываются нагрузки и воздействия от селевых потоков.
Нагрузки определяются по нескольким эпюрам давления селевого потока.
Эпюра давления — это графическое изображение распределения гидростатического давления по стенке или по длине какого-либо контура
Эпюре давления от первого вала селевого потока, при воздействии очередного вала и ранее отложившейся массы селевого потока, эпюре давления на плотину при подходе к ней очередного селевого вала, движущегося по заполненному этим же селевым потоком селехранилищу.
В расчёт включаются: плотность селевого потока (кг/м3), средняя скорость селевого потока при подходе к сооружению (м/с), статистическое давление отложившейся массы селевого потока (тс/м2), суммарное значение статистического и динамического давлений селевого потока, объемный вес селевого потока (т/м3).
Один из видов селезадерживающих сооружений – селехранилища, призванные аккумулировать полностью или частично селевой поток. Расчетный объем селехранилища определяется с учётом: максимального объема селевого потока в створе плотины (м3), объем селевого потока сбрасываемого в нижний бьеф (м3), время заиливания селехранилища (должно быть не менее 25 лет), среднегодовой объем аккумулируемых в селехранилище наносов (м3).
Верхний, нижний бьеф – примыкание водного объекта к гидротехническому сооружению. Соответственно верхний бьеф – расположен выше по течению от сооружения, нижний – ниже по течению.
При этом максимальный объем селевого потока принимается равным для селевых потоков вызываемых дождевыми паводками, с вероятностью превышения 1%.
Селезадерживающие плотины, разрушение которых, угрожает катастрофическими последствиями, необходимо проверять на воздействие селевого потока, вызванного паводком с вероятностью превышения 0,01 %, при этом проектом следует предусматривать устройство поверхностных селесбросных сооружений, обеспечивающих сброс избыточного (по сравнению с расчетным) объёма селевого потока, или повышение отметки гребня плотины, обеспечивающее аккумуляцию всего объёма селевого потока.
При проектировании селезадерживающих плотин предусматривают водопропускные сооружения для пропуска в нижний бьеф бытового стока водотока, а также сброса водной составляющей селевого потока. При этом величина сбросного расхода не должна превышать величины критического селеобразующего расхода, определяемого для участка ниже створа плотины.
В условиях засушливого климата Туркменистана рационально в случаях, когда это возможно использовать водные ресурсы селехранилищ, которые в таком случае выступают, как водохранилища.
Селепропускные сооружения призваны пропускать селевой поток через различные инфраструктурные и хозяйственные объекты и населенные пункты.
Среди основных видов:
Каналы – устраиваются для пропуска или в обход селевых потоков через населенные пункты, промышленные и другие предприятия.
Селепропуски и мосты — для пропуска селевых потоков через линейные объекты (автомобильные и железные дороги, каналы, газопроводы, нефтепроводы и др.) над ними или под ними, в зависимости от топографических условий.
Важно отметить, что применение труб для пропуска селевых потоков не допускается.
Селенаправляющие сооружения должны предусматриваться для направления потока в селепропускное отверстие, отвода селевого потока от защищаемого объекта или предотвращения подмыва защищаемой территории.
Еще один вид селезащитных сооружений – стабилизирующие сооружения. Они предусматриваются для прекращения движения селевого потока или ослабления его динамических характеристик.
Один из видов подобных сооружений – устройства каскада стабилизирующих сооружений по руслу заданного бассейна – системы запруд. В данном случае важно исключать возможность формирования селевых потоков выше построенных сооружений.
Запруды могут представлять из себя конструкции бетонной или железобетонной подпорной стены с отверстиями или из сборных железобетонных элементов.
Стабилизирующие сооружения должны рассчитываться на пропуск ливневого паводка с вероятностью превышения 2 %.
При устройстве запруд, должны быть учтены расчеты на прочность и устойчивость как подпорные стены с учетом гидростатического и фильтрационного давления воды, и отложившихся наносов.
В последние десятилетия частота случаев селевых потоков в Туркменистане возрастает. Это можно объяснить несколькими факторами:
— увеличения доли конвективных осадков – ливневых, интенсивных осадков вызывающих формирование селевого потока в горных районах за очень короткий период.
— роста эрозии почв, в первую очередь из-за перевыпаса пастбищ. Это заметно даже визуально по космическим снимкам, при анализе изображений с разницей всего то 15 лет
— сокращения площади кустарниково-древесных редколесий на склонах и по ущельям водотоков. Сокращение арчевых и прочих редколесий давний тренд в Копетдаге, усилившийся за последние 100-150 лет. На это влияет выпас скота, пожары, сокращение водных ресурсов, изменение климата.
В этих условиях строительство селезащитных сооружений на опасных направлениях приобретают особую актуальность.
Однако, куда важнее минимизировать факторы влияющие на возникновение селевых потоков, а также оползней и в целом эрозии горных почв на склонах. Регулирование бесконтрольного выпаса скота, либо даже его хотя бы временного ограничения, на наиболее селеопасных участках и районах в наибольшей степени страдающих от эрозии почв, высадка древесно-кустарниковой растительности для закрепления склонов, проведение необходимых противопожарных мероприятий. Установление охранной зоны и её соблюдение с ограниченным сельскохозяйственным использованием территории.
Важен также регулярный мониторинг на селеопасных территориях, для получения полных гидрометеорологических данных, которые в последующем имеют одно из основополагающих значений для расчёта характеристик селезащитных сооружений.
