• Сегодня: Четверг, Ноябрь 23, 2017

Ниже уровня моря. Управление природными рисками в Нидерландах

Ниже уровня моря. Управление природными рисками в Нидерландах

Аннотация

Инженерная история Нидерландов, насчитывающая более 2000 лет, – это непрекращающаяся борьба с гидрогеологическими угрозами. На протяжении веков море наступало на территорию Королевства, а со стороны материка речные паводки «подмывали» экономику страны. В данной статье рассматривается летопись инженерных изысканий и решений в вопросе защиты от наводнений, описываются самые значимые проекты, прослеживается путь от стихийного берегоукрепления к интегральному подходу к работе с водными ресурсами в XX – XXI веке, когда вопросы экономического освоения территорий, жилого строительства, экологии и туризма стали нераздельно связаны.


Нидерланды – старинный центр высокоинтенсивного сельского хозяйства и ключевой транспортный хаб, снабжающий страны Центральной Европы поступающими по морю товарами. Необходимость защиты земли от морских приливов и речных наводнений, а также давняя традиция осушения неглубоких морских зон обусловили развитие крайне сложной гидротехнической инфраструктуры страны.

География

Нидерланды расположены в нижнем течении трёх крупных европейских речных бассейнов: Рейна, Мааса и Шельды. Площадь европейской части страны (без зависимых территорий в Карибском регионе) составляет 41,5 тысяч км², население – 16,5 млн. человек. Около 30% поверхности Нидерландов расположены ниже уровня моря и защищены с запада и севера комплексом дюн и водозащитных дамб.

Нидерланды – старинный центр высокоинтенсивного сельского хозяйства и ключевой транспортный хаб, снабжающий страны Центральной Европы поступающими по морю товарами. Необходимость защиты земли от морских приливов и речных наводнений, а также давняя традиция осушения неглубоких морских зон обусловили развитие крайне сложной гидротехнической инфраструктуры страны. Сочетание физических условий и целенаправленных действий человека привело к созданию уникальной системы управления водными ресурсами: уровень воды практически в каждом водоёме находится под человеческим контролем.

При достаточно высоком количестве атмосферных осадков (769 мм в год) летом в Нидерландах ощущается дефицит водных ресурсов. Около 10% территории страны подвержены частому снижению уровня грунтовых вод, что делает истощение водных ресурсов серьёзной проблемой для сельского хозяйства и охраны окружающей среды. Ситуация осложняется необходимостью масштабного использования грунтовых вод для ирригации и получения питьевой воды. Только с 1950 года обеспечение водой сельскохозяйственных территорий привело к увеличению зон, страдающих от нехватки воды, на 25%.

Две трети населения Нидерландов проживает в зонах с высоким риском наводнений: территории, находящиеся ниже уровня моря, требуют постоянной защиты, как и более высокие территории, подверженные периодическим паводкам.

Нидерланды сталкиваются не только со значительной нехваткой питьевой и сельскохозяйственной воды, но и с дефицитом территории. Пространство вокруг рек необходимо не только для обеспечения безопасности при наводнениях, но и для поддержания экологической устойчивости и сохранения у речных бассейнов их транспортных функций.

Королевство Нидерланды состоит из 12 провинций, разделённых на 647 муниципалитетов (здесь и далее мы не рассматриваем владения Королевства Нидерландов в регионе Карибского моря). В области управления водными ресурсами функционирует 55 водных комитетов, управляющих территориями различных муниципалитетов. Управление водными ресурсами в Нидерландах осуществляется на национальном, провинциальном уровне и на уровне водных комитетов.

Карта Нидерландов

История

Ранний этап

Первые дамбы на территории Нидерландов появились более 2 тысяч лет назад. В тот период уровень моря был примерно на полтора метра ниже современного. Его постепенное неуклонное повышение обусловило постоянное строительство и разрушение защитных сооружений вдоль морских и речных берегов. Активное сельское хозяйство, осушение болот и разработка торфяных месторождений привели к изменениям в водном режиме территорий и вызвали усиление и учащение наводнений, регулярно повреждавших защитные дамбы.

В период между 800 и 1250 годом значительная часть территории Северных и Юго-Восточных Нидерландов была потеряна из-за наступления моря, чему способствовали активная разработка торфа в прибрежных зонах и серия сильных штормовых приливов.

В XII столетии речные наводнения были относительно редки в Нидерландах, но при этом приливы значительно изменили форму берега. Количество наводнений постепенно увеличивалось в течение XIII века, а в XIV веке они стали представлять серьёзную проблему.

Средневековый климатический оптимум стимулировал активный рост населения и городской ремесленной и торговой экономики Нидерландов. Повышение уровня грунтовых вод привело к переносу пахоты на более высокие территории вглубь страны и переводу прибрежных территорий в пастбищные угодья. Орошение новых пашенных земель, вместе с обезлесением соседних германских территорий, привело к повышению риска наводнений. Рост стоимости земли, активная урбанизация и общее увеличение благосостояния населения формировали необходимость в развитии средств защиты от наводнений.

Высокое и позднее средневековье

В XIII веке в Голландии и Утрехте была создана первая современная система дамб. Были сформированы первые водные комитеты (нидерл. «waterschap»), в сферу ответственности которых входило обеспечение дренажа, строительство и эксплуатация защитных дамб. Наиболее старые (до 1250 года) водные комитеты появились в южной части Утрехта, южном Горинхеме и северном Лейдене. Многие из старинных водных комитетов функционируют до сих пор.

Водные комитеты являлись относительно независимыми сельскими органами, подчинявшимися графу Голландии и епископу Утрехта. Формирование водных комитетов в XIII веке стало первым проявлением влияния природных рисков на формирование центральных органов государственной власти в Нидерландах. Законы, правила и распределение обязанностей по содержанию защитных дамб с 1273 года кодифицировались в «дамбовых грамотах» (нидерл. «dijkbriefis»).

Начало четырнадцатого столетия было временем масштабных бедствий на территории всей Европы. Нидерланды не стали исключением: в 1313 и 1315 годах страну поразили крупные наводнения, а в 1314 – 1317 годах серьёзные неурожаи привели к голодной смерти каждого десятого жителя страны. Реакцией на разрушения 1313 – 1315 годов стало создание к 1350 году в дельтах всех крупных голландских рек системы защитных дамб. Организационная структура управления гидрогеологическими рисками, основанная на местных органах власти, оставалась неизменной до середины XVIII века, когда была создана должность генерального инспектора дельты Рейна.

Малый ледниковый период (с 1480 года) также привёл к ухудшению природных условий во всей Западной Европе. Со второй половины XV века в Нидерландах частым явлением стали ледовые заторы, с которыми жители региона столкнулись впервые. Песчаные отмели и защитные дамбы вдоль берегов рек мешали стоку льда — в результате образовывались огромные ледяные плотины, перегораживающие реки.

Серия крупных штормовых нагонов воды в XV – XVII веках привела к масштабной потере прибрежных земель и изменению строения дельты Рейна. Штормовые нагоны со стороны моря сопровождались крупными наводнениями. Постепенное обмеление привело к снижению пропускной способности рек и общему увеличению гидрологических рисков. Опускание почв, защищаемых дамбами, особенно после внедрения новых технологий дренажа, вызвало необходимость усиления защитных конструкций за счёт строительства дополнительных малых дамб и отводящих каналов.

Гравюра с изображением наводнения в Голландии

Новое время

В XVI-XVII веках Соединённые провинции стали крупнейшим мировым экономическим центром. Тому было несколько причин. Нидерланды перехватили лидерство в посреднической океанской торговле у Португалии, что позволило голландцам получать колоссальные доходы за счет неравенства цен в различных регионах мира. В течение долгого времени Нидерланды обладали монополией на торговлю индонезийскими пряностями – исключительно дорогим товаром того времени. Нидерланды также являлись лидером во многих отраслях промышленности, в частности, в кораблестроении. Городская популяция страны уже к XVII веку составляло около 60% населения.

Вплоть до XVII века борьба с водными угрозами в низколежащей территории Нидерландов носила чисто оборонительный характер. Если дамба разрушалась, то на её месте возводилась новая. В ряде случаев требовалось строительство дополнительных дамб позади ранее построенных сооружений, причём жителям приходилось оставлять освоенные земли между двумя дамбами. Иногда из-за наступления моря или изменения русел рек приходилось покидать целые деревни.

Однако после изобретения ветряной мельницы, способной перекачивать воду на более высокий уровень, а также серии усовершенствований в конструкции защитных дамб появилась возможность обратить этот процесс вспять и перейти в «наступление на море». Экономический рост и увеличение численности населения Соединённых Провинций стимулировали расширение сельскохозяйственных угодий. За счёт инвестиций амстердамских купцов осуществлялось осушение и освоение прибрежной полосы. К концу XVIII столетия значительная часть приморской территории была превращена в высокопродуктивные сельскохозяйственные районы . Строительство плотин и польдеров на территории наиболее экономически развитых провинций – Голландии и Западной Фрисландии – за относительно короткое время значительно изменило внешний вид этих земель. Города были связаны плотной сетью коммуникаций в рамках единого рынка сельскохозяйственной продукции. Осушение прибрежных зон осуществлялось за счёт возведения польдеров – окружённых дамбами зон, на которых контроль за уровнем грунтовых вод осуществлялся за счёт работы насосных станций.

В 1795 году закончила своё существование крайне децентрализованная Республика Соединённых Провинций, сменившаяся сначала Батавской Республикой (1795 – 1806), а позже Королевством Нидерланды. Страна подпала под значительное влияние французского центризма, что повлияло и на сферу управления водными рисками. В 1798 году появился первый орган центрального управления водными рисками – Совет по управлению водой (Rijkswaterstaat). В XIX веке были внесены значительные изменения в законодательство, позволившие центральным властям вмешиваться в вопросы строительства и содержания защитных сооружений на местах.

Распространяющиеся по европейскому континенту паровые машины были практически сразу после своего появления внедрены в систему управления водными ресурсами: в 1820 году по приказу короля Вильгельма I при помощи энергии пара был осушен Зюйдпласпольдер (Zuidplaspolder), ставший наиболее низкой точкой Нидерландов (на 7 метров ниже уровня моря). С 1820-х по 1850-е годы прежние специалисты по дамбам из числа ремесленников были заменены профессионалами, подготовленными в Корпусе инженеров, на который с 1849 года была возложена функция надзора над защитными сооружениями.

Распространение использования энергии пара во второй половине XIX века позволило осуществлять более точный контроль над уровнем грунтовых вод на глубине 0,5 – 1 метр, что заметно увеличило производительность земель. Впоследствии, дизельные и электрические насосные станции позволили контролировать уровень грунтовых вод на глубине более одного метрах, следствием чего стала возможность перейти к более продуктивному сельскому хозяйству.

Карта рельефа Нидерландов

XX век

XX век стал временем реализации огромных транспортных, энергетических и инженерных проектов во всех регионах мира. Не обошла эта тенденция и Нидерланды, в которых начиная с 1920 года было осуществлено множество крупных инженерных решений в сфере инженерной защиты территорий и управления водными ресурсами.

Проект Южного Моря (Зейдерзе).

В 1891 году министр Корнелис Лели предложил создать 30-километровую дамбу между провинциями Северная Голландия и Фрисландия. Согласно проекту, внутреннее Южное Море превращалось в озеро Эйсселмер.

План Лели включал в себя создание многочисленных польдеров. Значительный стимул к реализации проекта был придан крупным наводнением 1916 года, а также опытом чрезмерной зависимости Нидерландов от импорта продовольствия во время Первой Мировой Войны. Новые польдеры должны были обеспечить необходимое расширение сельскохозяйственных земель и увеличить производство продовольствия.

Строительство дамбы началось в 1920 году и было закончено в 1932. К тому времени уже два года функционировал крупный польдер Верингермер в северной части будущего озера. В дальнейшем были сооружены оставшиеся запланированные польдеры: Северо-Восточный (48 тыс. гектар, 1942 год), Восточный Флеволанд (54 тыс. гектар, 1957 год) и Южный Флеволанд (43 тыс. гектар, 1968 год).

Проект Дельта

Вторым важным и символически значимым проектом в сфере управления водными ресурсами стал проект Дельта – комплекс работ по защите Юго-Восточной части Нидерландов от наводнений и засоления почв.

После нескольких десятилетий исследований и подготовительного проектирования в 1940 году государственная комиссия пришла к выводу о плохом состоянии дамб в Зеландии и других провинциях. 29 января 1953 были представлены две проектные концепции работ. Всего через два дня сильный шторм привел к наводнению в провинции Зеландия, в результате которого погибло более 1800 человек. Необходимость нового строительства стала очевидной и начало грандиозного проекта было ускорено.

Важной частью проекта было фундаментальное исследование проблемы наводнений, результатом которого стало создание концепции «Норма дельта», описывающей основные принципы инвестирования в защиту от наводнений: Вместо того чтобы подробно анализировать опыт предыдущих наводнений и проектирования средств защиты от угроз прошлого, специалисты комиссии проекта Дельта выпустили прорывную концепцию, описывающую процесс осуществления инвестиций в защиту от наводнений.

Рамочная концепция была названа «Нормой дельта» и включала в себя следующие принципы:

  • Были определены основные зоны, нуждавшиеся в защите от наводнений; им дали название «зоны круговой дамбовой защиты».
  • Была разработана статистическая модель, по которой рассчитывалась стоимость возможного наводнения, включая ущерб для частной собственности, потери в промышленном производстве и стоимость человеческих жизней. В рамках данной модели стоимость человеческой жизни, утерянной из-за наводнения, расценивается в 2,2 миллиона евро (на 2008 год).
  • Для всех территорий страны на компьютере «Deltar» (Delta Getij Analogon Rekenmachine) был подсчитан риск речных наводнений и морских штормов.

Наиболее важной зоной круговой дамбовой защиты стало побережье Южной Голландии, население которой составляет более четырёх миллионов человек. Большая их часть проживает ниже уровня моря. В данном регионе людские потери в случае катастрофического наводнения могли стать исключительно высокими из-за крайне незначительного времени на предупреждение о штормах в Северном море. При этом невозможна была бы для побережья Голландии и полномасштабная эвакуация населения.

Первоначально комиссия установила уровень допустимого риска прорыва для всех «зон круговой дамбовой защиты» как 1 раз в 125 тысяч лет. Но такой уровень защиты подразумевал строительство циклопических сооружений, которые были не по карману даже достаточно богатым Нидерландам. Поэтому для различных регионов были установлены следующие допустимые риски:

  • Северная и Южная Голландия – 1 прорыв раз в 10 тысяч лет
  • Другие зоны риска прибрежных наводнений – 1 прорыв раз в 4 тысячи лет
  • Остальные территории, находящие в зоне риска наводнений – 1 прорыв раз в 2 тысячи лет

Территории, подверженные речным наводнениям, получили более высокий уровень допустимого риска, в силу более длительного времени предупреждения об опасности и возможности провести масштабную эвакуацию населения:

  • Территории Южной Голландии, находящиеся в зоне риска речных наводнений – 1 прорыв раз в 1250 лет
  • Другие территории в зоне риска речных наводнений – 1 прорыв раз в 250 лет

Уровень приемлемого риска наводнений был закреплён в «Законах Дельты», согласно которым соблюдение заданных параметров, поддержание в порядке и, при необходимости, обновление защитных сооружений стало обязанностью правительства Нидерландов. Уровни риска были также включены в последнюю редакцию Законов о воде, действующих с 2009 года.

С 1953 по 1997 год было возведено 13 огромных дамб, значительно увеличивших безопасность всего региона. Всего было построено более 2,4 тысяч км основных дамб и 14 тысяч км вспомогательных дамб. Такой масштаб работ делает проект «Дельта» одним из крупнейших в мире.

Панорама берегоукрепительных сооружений в Нидерландах

Новые концепции управления водными ресурсами в XXI веке

В конце 1990-х был организован Комитет по управлению водными ресурсами в XXI веке, выпустивший в 2001 году доклад «Иной подход к управлению водными ресурсами». Ключевой новаторской идеей доклада стал акцент на создании дополнительного пространства для движения водных масс при наводнениях, а не на механическом укреплении берегов. По замыслу авторов, это привело бы к сокращению вероятности разрушений из-за наводнений, затоплений местности во время проливных дождей и стало бы способом хранения воды на период засухи. В целом, новый документ означал переход от подхода «выкачивать и дренировать как можно быстрее» к стратегии «удерживать, хранить и дренировать».

Примерами новой стратегии управления водными ресурсами стало развитие региональных водохранилищ, проект Маас и национальный проект «Пространство для рек».

Проект «Маас»

В 2006 году Генеральный директорат гражданского строительства и управления водными ресурсами и региональные власти Лимбурга приступили к крупном инфраструктрурному проекту, ставшему известным как «Проект Маас» (Maaswerken). Задачей проекта стало уменьшение рисков наводнения в регионах Лимбург, Северный Брабант и Гелдерланд.

Для этого было запланировано расширение и углубление русла реки Маас, что не только сократило бы риск наводнения, но и увеличило бы судоходность рек на протяжении 150 километров и удовлетворило бы спрос на гравий. Проект включал в себя создание сотен гектар новых сельхозугодий и создание двух судоходных каналов в Северном Лимбурге. Также недалеко от Рурмонда началась разработка водозадерживающей зоны с двумя водохранилищами и укреплённой набережной длиной 40 км. Завершение проекта назначено на 2015 – 2017 годы. Общий бюджет работ составил 500 млн евро.

Водозадерживающая зона на реке Маас

Проект «Пространство для рек»

Территории, непосредственно прилегающие к речным дамбам, становятся всё более заселёнными и насыщенными сельскохозяйственными и промышленными объектами, что заметно повышает сумму ущерба в том случае, если защитным сооружениям не удаётся справиться с наводнением. Для того чтобы значительно снизить риск наводнения на этих территориях, а также повысить их населённость и инвестиционную привлекательность, правительство Нидерландов в 2006 году приступило к реализации проекта «Пространство для рек».

Для проекта было обозначено три ключевые цели:

  • К 2015 году все протоки Рейна должны пропускать 16 тыс. м3 воды в секунду
  • Следует улучшать качество прилегающего пространства
  • Нужно сохранить дополнительное пространство для будущего расширения русла рек

Работы по проекту начались в 2007 году и включали в себя ряд мер:

  • создание специальных пойм, заполняемых водой в случае наводнений;
  • Меры защиты от наводнений
  • дноуглубительные работы;
  • Меры защиты от наводнений
  • создание новых водохранилищ;
  • Меры защиты от наводнений
  • строительство запасных речных русел;
  • Управление природными рисками в Нидерландах
  • отдаление дамб от русла реки;
  • Управление природными рисками в Нидерландах
  • углубление волноломов;
  • Управление природными рисками в Нидерландах
  • уменьшение площади польдеров;
  • Управление природными рисками в Нидерландах
  • устранение препятствий для водного потока;
  • Управление природными рисками в Нидерландах
  • укрепление дамб;
  • Меры защиты от наводнений

Завершение проекта запланировано на 2015 год.

Значение нидерландского опыта

За восемь столетий Нидерланды потеряли около 570 тысяч гектаров земли в пользу моря. За тот же период у моря было отвоёвано 520 тысяч гектаров. Соответственно, территория страны сократилась на 50 тысяч гектаров по сравнению с 1200 годом. Проект, способный свести этот баланс к нулю – польдер «Markerwaard» – был закрыт в 1991 году по причине снижения темпов роста населения страны, сокращения потребности в сельскохозяйственных землях и высоких экологических рисков. Многие старые методы работы гидрогеологическими рисками в настоящее время отошли на второй план.

Важным аспектом нового подхода к строительству систем инженерной защиты в Нидерландах является придание им значительной эстетической функции. Многие дамбы и иные защитные сооружения становятся бульварами и парками. Управление водными рисками стало рассматриваться в качестве элемента пространственного планирования. В результате симбиоза последних достижений науки в сфере управления гидрогеологическими рисками и новейших разработок современного дизайна, создание безопасных пространств для экономической деятельности и проживания воспринимается не только как инженерный, но и как архитектурный проект. В программах национальной значимости – таких, как «Пространство для рек» – прямо обозначается, что именно вода делает Нидерланды красивыми. Приоритетным стал интегральный подход к работа с водными ресурсами – не разделяемыми с вопросами экономического освоения территорий, жилищного строительства, экологии и туризма. При создании новых защитных сооружений учитываются не только прямые финансовые затраты, но социальная стоимость строительства.

Нидерландская история взаимодействия человека и воды крайне интересна во многих отношениях. Немногие страны мира были столь тесно связаны с водой, как Нидерланды. И тот факт, что страна, имеющая опыт и локальной, децентрализованной работы с природными рисками, и опыт государственного строительства колоссальных защитных сооружений, в настоящий момент переходит к нетривиальным, интегральным подходам, указывает инженерам и планировщикам всего мира, что является наиболее прорывным направлением.

В чистом виде нидерландский опыт безусловно мало где возможно воспроизвести, особенно на территории таких крупных стран, как Россия. Однако существующие в настоящее время проекты освоения новых экономических зон в прибрежных регионах России делают нидерландские практики обязательными к изучению для отечественных специалистов.


Справка

Традиция согласований

Одной из типичных черт Нидерландов является долговременная традиция правительственных консультаций с различными группами в обществе. Корни этой традиции лежат в периоде 1917 – 1967 годов, когда государству требовалось осуществлять режим так называемой «демократии замирения» для достижения согласия между различными группировками в голландском обществе (хотя следует отметить, что метод коллективного принятия решений было основным для Республики Соединённых Провинций и столетия назад). В тот период общество Нидерландов состояло из католиков, протестантов, социалистов и либералов – причём каждая группа обладала сильной корпоративной структурой и имела свои средства массовой информации, школы, спортивные клубы и т.д. Сосуществование в политической и общественной жизни нескольких организаций со сходными целями, но различными идеологиями привело к необходимости проведения взаимных консультаций и постоянной выработке консенсуса. Несмотря на то что жёсткое разделение нидерландского общества на группы несколько ослабилось после 1967 года, традиция постоянных согласований осталась неизменной.


Иннокентий Андреев

innokenty.andreev@gmail.com

_____

Аналитик группы "Конструирование будущего"
Ведущий редактор журнала "Инженерная защита"