​В конце декабря 2018 года из новостных сообщений стало известно о масштабном оползне, возникшем в средней части Бурейского водохранилища. Он полностью перекрыл русло реки, заблокировав пополнение водохранилища Бурейской ГЭС (Амурская область и Хабаровский край) с площади, составляющей примерно две трети от ее водосбора. 

В условиях низкого зимнего водостока, характерного для сибирских и дальневосточных рек, возникла опасность падения уровня до минимального «мертвого» объема, что могло привести к остановке работы ГЭС, являющейся важным элементом энергетической системы Дальнего Востока.

В силу удаленности и безлюдности места, возникновение оползня прошло незамеченным, спустя десять дней его случайно обнаружили двое охотников, приехавших в этот район на снегоходах. Масштаб природного катаклизма (исчезновение куска сопки и полностью перекрытое русло реки) настолько их поразил, что они сразу предположили: здесь упал метеорит. В первые дни метеоритная гипотеза широко обсуждалась в СМИ, но в дальнейшем она не подтвердилась. Ощутимых землетрясений в этом районе не было, как и резких погодных изменений, а также заметных колебаний уровня водохранилища, поэтому истинная причина обрушения сопки в нехарактерный для оползневых явлений зимний период остается неизвестной до сих пор.

В комментариях специалистов-геоморфологов высказывалось предположение, что причиной потери устойчивости склона могло стать глобальное потепление, пусть пока небольшое по абсолютной величине (примерно 1—1,5 °C), но продолжающееся уже несколько десятков лет и влияющее на состояние пород и на уровень их увлажненности. Если это так, то возникший оползень в этом районе может оказаться не единственным, поскольку другие сопки по берегам Буреи сложены теми же породами и находятся в аналогичных условиях. Не исключено также, что большие ежегодные колебания уровня воды в водохранилище (до 18 м), приводящие к ускоренному разрушению береговых склонов, также повлияли на их устойчивость.
 
Анализ спутниковых снимков установил интервал возникновения оползня — между 10 и 12 декабря 2018 года. Позднее на основании записи сейсмического датчика, установленного на теле плотины, была получена точная дата и время обрушения: 11 декабря 2018 г. в 14:27 по местному времени. Бурейская ГЭС (ее проектная мощность составляет 2 010 мегаватт) построена в 1980—1990 годы и запущена в эксплуатацию в 2009 году. Она вырабатывает до 17 % электроэнергии в регионе. Помимо вклада в энергетику, ее водохранилище (второе по объему на Дальнем Востоке РФ после Зейского) регулирует сток и используется для борьбы с наводнениями в поймах реки Буреи и среднего течения реки Амур. В августе-сентябре 2013 года во время катастрофического паводка на Амуре, вызванного длительными муссонными дождями, водохранилище удержало более трети общего объема паводковых вод, что срезало пик паводка и заметно уменьшило затопление территорий Амурской области (см. статью «Амурский потоп» в «Науке в Сибири», № 46, 2013 год).
 
Серьезность ситуации с оползнем была довольно быстро осознана как местными, так и федеральными властями, и уже в начале января в район катаклизма вертолеты забросили передовую группу инженерных войск Дальневосточного округа, которая должна была провести инженерную разведку и подготовить полевой лагерь для основной группы военнослужащих, чьей задачей был подрыв образовавшейся перемычки для восстановления цельности водохранилища. Это мера должна была предотвратить сработку (пропуск воды через турбины) нижней части водоема до минимально допустимого уровня, а также затопление весенним паводком поселков Чегунда и Эльга, находящихся выше по течению. Несмотря на удаленность места и суровые зимние условия, военные оперативно справились с задачей: уже к 3 февраля проход в наиболее узкой левобережной части оползня был пробит, и по нему пошла вода с расходом до 300 куб. м/с. Продолжавшееся более месяца падение уровня у створа Бурейской ГЭС остановилось, и угроза снижения мощности или даже полной остановки ГЭС была устранена. 
 
Однако основное тело оползня (более 98 % его объема) продолжает оставаться в русле реки, фактически перекрывая водохранилище. Тем самым под вопросом остается решение второй задачи — предотвращения затопления расположенных выше поселков весенним паводком, который в этом районе начинается в двадцатых числах апреля. Дело в том, что расходы дальневосточных рек сильно варьируются в зависимости от времени года. В холодные зимние месяцы (декабрь — февраль) они в десятки раз меньше максимальных расходов во время весеннего (май — июнь) и летнего (август — сентябрь) паводков. По многолетним данным, паводковые расходы на Бурее могут достигать 1 500—1 800 куб. м/с, которые пробитый взрывами проран (свободная, не перекрытая часть русла реки, предназначенная для пропуска воды при строительстве гидротехнических сооружений. — Прим. ред.) вряд ли сумеет пропустить. Тогда в зоне подтопления окажутся поселки Чекунда и Эльга, которые еще в январе решили ликвидировать и переселить их жителей в другие места. Если объем паводка начнет выходить за пределы средних значений, под угрозой могут оказаться железнодорожная насыпь и мостовые переходы на ветке Известковая — Ургал.
 
Уже на первом видео, снятом охотниками на месте оползня, были видны оголенные до высоты 12—15 метров береговые склоны, что позволило высказать предположение о возникновении масштабного цунамиподобного явления на этом участке водохранилища. 
 
Воздействие возникшей при сходе оползня водной волны на берега усилил толстый (около 20 см) ледяной покров, который был полностью взломан и сформировался повторно еще до обнаружения оползня. 25 декабря 2018 года Хабаровское управление МЧС выполнило вертолетное обследование района схода оползня, что позволило оценить масштаб происшедшей природной катастрофы и подтвердило факт полного перекрытия реки образовавшимся оползнем. В середине января 2019 года сотрудники нескольких институтов Дальневосточно-го отделения РАН (геологи, геоморфологи, гидрологи) и специалисты МЧС провели наземное экспедиционное обследование района, проходившее в достаточно сложных условиях: короткий световой день, глубокий снег, морозы до -35 °С. Специалисты подтвердили факт образования ледяного цунами на участке водохранилища протяженностью до 25 километров. Динамическое воздействие мощного потока воды привело к полному уничтожению растительного и почвенного покрова на всем протяжении зоны заливания. Основной удар порожденной оползнем водной волны, нагруженной обломками льда, пришелся на участок правого (северного) берега Буреи, непосредственно примыкавший к оползню. 
 
Заместитель директора Института водных и экологических проблем ДВО РАН доктор географических наук Алексей Николаевич Махинов, принимавший участие в январском экспедиционном обследовании, отмечает: «Самые впечатляющие события, связанные с образовавшейся волной, происходили в долине реки Средний Сандар, устье которой находится прямо против сошедшего оползня и фактически представляет собой глубокий залив Бурейского водохранилища. Возникшая после схода оползня волна устремилась в эту долину и поднялась по ней вверх более чем на два километра, уничтожая лес на обоих ее склонах. На удалении 1 800 м от устья волна имела высоту 56 метров над уровнем воды в водохранилище. Максимальная высота заплеска в долине реки Средний Сандар, измеренная на удалении в 2,3 км от ее устья, составила около 60 м. В этой точке максимального проникновения волна оставила вырванные с корнями или сломанные у основания деревья в виде невысокого вала, среди которых встречаются небольшие обломки льда».

«Обратный поток воды из долины реки Средний Сандар, — поясняет А. Махинов, — вынес практически весь уничтоженный на ее склонах лес в залив водохранилища, вся поверхность которого заполнена обломками раздробленных и вмерзших в лед деревьев, затрудняющих передвижение по нему. Обратная волна вернулась к левому склону долины, пройдя через пониженную часть оползневого тела в его западной части. Затем она поднялась к подножью оползневого амфитеатра до высоты 22 м, о чем свидетельствуют небольшие обломки льда на поверхности в этой части оползневого тела. В зоне воздействия водной волны, усиленного наличием ледяного покрова, береговой лес (в основном лиственница и береза) был вырван с корнем, от больших деревьев сохранились только остатки расщепленных пней. Вдоль границ заплеска остались высокие завалы из вырванных из почвы деревьев и кусков льда. При обратном стоке воды с береговых склонов образовались многочисленные промоины и размывы грунта». 
 
«Все эти эффекты вполне укладываются в общую картину воздействия цунами на побережье, которая фиксируется при полевых экспедиционных обследованиях последствий цунами в различных районах побережья Мирового океана, — говорит заведующий лабораторией цунами Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН доктор физико-математических наук Вячеслав Константинович Гусяков. — В ходе январского обследования основное внимание уделялось изучению самого тела оползня, большая часть которого находилась под водой. Главной задачей было оценить общий объем сошедшей со склона сопки горной породы, который оказался равен 34 млн кубометров. Второй важнейший аспект — изучение следов воздействия водной волны на берега водохранилища — не получил должного внимания, были замерены только максимальные отметки заплеска в районе оползня. В июне, после окончания весеннего паводка, планируется еще одна экспедиция на место события, во время которой уже могут быть проведены детальные измерения высот волны вдоль всего 25-километрового участка водохранилища, подвергшегося воздействию ледяного цунами. Хочется надеяться, что в состав полевого отряда войдут специалисты по цунами, знакомые с методиками такого рода обследований, чтобы все аспекты воздействия волны на берег были надежно зафиксированы. Данные измерений затем сопоставят с результатами численного моделирования оползня и порожденной им волны, что может помочь выяснить причины возникновения оползня, а также верифицировать методики таких расчетов на реальном наблюдательном материале».
 
Этот уникальный случай возникновения цунами в речном бассейне сразу же привлек внимание сибирских ученых, занимающихся проблемой цунами. «Для российской территории такое значительное цунамиподобное явление, порожденное обвалом берегового склона, является редким событием, однако в мировом масштабе подобное достаточно регулярно случается на берегах водохранилищ, озер, фьордов, бухт и даже крупных рек, — продолжает В. Гусяков. — Только за последние два десятилетия в мировой каталог цунами внесено пять подобных случаев (в скобках приведена максимальная высота заплеска): 21 ноября 2000 г. в Гренландии (50 м), 4 декабря 2004 г. в Аусен Фьорд, Чили (60 м), 4 декабря 2007 г. в Чехалис Лейк, Канада (38 м), 18 октября 2015 г. в Айси Бей, Аляска (190 м), 17 июня 2017 г. в Гренландии (90 м)».

В мировом каталоге цунами рекордной по величине заплеска является волна высотой 525 метров, возникшая 10 июля 1958 года в заливе Литуйя на Аляске после обвала его крутого восточного склона. Обвал объемом около 30 млн кубометров был спровоцирован сильным землетрясением с магнитудой 8,3, произошедшем в этом районе в 22 часа по местному времени. Постоянных поселений в заливе Литуйя не было, но его удобную закрытую бухту часто использовали рыбаки для ночных якорных стоянок. В этот вечер в заливе недалеко от входа в него со стороны океана находилось три небольших рыбацких шхуны. Две из них подхватило волной и через песчаную косу вынесло обратно в океан, третья была сильно повреждена и затонула, находившиеся в ней два человека погибли. Геологическая служба США сразу же провела аэрофотосъемку и подробное обследование последствий землетрясения, обвала и порожденной им водной волны. Эта волна, достигнув своей максимальной высоты на противоположном оползню крутом склоне, прокатилась по обоим берегам залива, срезая деревья вплоть до высоты 120—150 метров. В ходе полевых обследований выяснилось, что в этом заливе подобные волны от береговых обвалов возникали неоднократно. «Наиболее крупная гидротехническая катастрофа, вызванная береговым обвалом на склоне водохранилища, произошла 9 октября 1963 года на плотине Вайонт на севере Италии, — рассказывает В. Гусяков. — В этот день склон горы Ток, непосредственно примыкающий к высокой (262 метра) арочной плотине, перегораживающей ущелье Вайонт, пришел в движение и обрушился в воду. Объем оползня впоследствии был оценен в 270 млн кубометров. Образовавшаяся при этом волна выплеснулась на противоположный берег водохранилища, достигнув высоты 250 метров. Скатившись с крутого склона обратно в чашу водохранилища, вода перехлестнула через плотину и, набирая скорость, устремилась вниз по узкому ущелью. В последующие несколько минут от этого водяного вала, двигавшегося со скоростью более 80 километров в час и сметавшего всё на своем пути, погибли 1 910 человек, живших в расположенных ниже по течению реки Пиаве поселениях Лангароне и Ривална (статья об этом событии была опубликована в газете “Наука в Сибири”, № 50, 2013 год)».

В 2008 году при открытии в Париже Международного года ООН «Планета Земля» ЮНЕСКО назвала гидротехническую аварию на водохранилище Вайонт в числе пяти крупнейших природно-техногенных катастроф XX века, вызванных «неспособностью инженеров и геологов понимать природу явлений, которые они изучают».
 
Самое удивительное, что в марте 1959 года, то есть всего за четыре года до этой катастрофы, во многом похожий случай произошел в том же районе на севере Италии на водохранилище Понтенеси, построенном на правом притоке реки Пиаве, впадающем в нее прямо напротив ущелья Вайонт. Прилегающий к плотине крутой склон водохранилища внезапно пришел в движение и обрушил в воду около 5 миллионов кубометров горной породы, засыпав его почти наполовину. Обвал вызвал волну высотой около 20 метров, от нее погиб человек, проезжавший в этот момент на велосипеде по дороге, проложенной вдоль противоположного берега водохранилища на высоте 18 метров. 
 
Обвалы склонов водохранилищ, особенно созданных на реках в гористых местностях, происходят достаточно регулярно и часто без всякой связи с землетрясениями. Так, например, за семь лет после пуска в эксплуатацию в 2012 году в Китае крупнейшей в мире ГЭС «Три ущелья» (Three Gorges) на склонах ее водохранилища зафиксировано уже пять обвалов. Относительно небольшой по объему (230 тыс. кубометров) оползень, случившийся 24 июня 2015 года в районе города Вушан, тем не менее вызвал опасную волну высотой до 11 метров, которая повредила много прогулочных судов, стоявших у причала на противоположном берегу, два человека при этом погибли. Практически везде соседство крутого склона с водным бассейном потенциально опасно, и должен приниматься во внимание риск возникновения разрушительной водной волны. В Сибирском регионе такими районами являются склоны водохранилищ крупнейших российских ГЭС — Братской, Саяно-Шушенской, Красноярской, Зейской. 
 
На территории бывшего СССР в условиях серьезного риска продолжает работать Ингурская ГЭС, находящаяся на границе Абхазии и Грузии. Ее арочная плотина высотой 272 м (шестая по высоте в мире) перегораживает узкое горное ущелье, на склонах которого уже идентифицировано несколько потенциально опасных участков. Один из них, расположенный на расстоянии менее двух километров от тела плотины, сползает вниз со скоростью 5—10 см в год и имеет четко сформировавшуюся трещину отрыва в своей верхней части. Вопрос, когда это медленное сползание завершится катастрофическим обвалом, похоже, мало кого интересует, в том числе и эксплуатантов станции. Ситуация, к сожалению, весьма типична по отношению к редким катастрофическим событиям.
 
Специалисты считают, что наибольший риск подобной гидрологической катастрофы сейчас существует для долины реки Пяндж в Таджикистане, в верховьях которой продолжает наполняться Сарезское озеро, образовавшееся после сейсмогенного обвала 1911 года, перегородившего ущелье реки Бартанг. Прорыв каменного завала приведет к формированию катастрофического селевого паводка на реке Пяндж, способного распространиться до низовий Амударьи. Объем уже накопленной воды в Сарезском озере, находящемся на высоте 3 250 м над уровнем моря, оценивается в 15,5 км3, что в сто раз больше объема воды водохранилища Вайонт. Размер ожидаемого оползня на правобережном склоне озера оценивается в 1,25 км3, что в пять раз больше оползня на склоне горы Ток. Соответственно, последствия катастрофы могут быть в сотни раз разрушительнее по сравнению с трагедией в северной Италии.

Возникновение цунамиподобной волны в водном бассейне в момент схода оползня является грозной, но не единственной опасностью. Не меньшую угрозу несут перекрытия оползнями водных русел и создание так называемых подпрудных озер. При достижении критического перепада уровней внезапное разрушение таких природных плотин может иметь поистине катастрофические последствия. 
 
В 1786 году в Китае произошло землетрясение с магнитудой 7,7, при котором возник оползень, полностью перегородивший реку Даду, крупнейшую в провинции Сычуань. Образовавшуюся дамбу прорвало через десять дней. Возникший при этом катастрофический паводок прокатился вниз по долине Янцзы на полторы тысячи километров, погубив при этом не менее 100 000 человек.
 
Сычуаньское землетрясение 12 мая 2008 года с магнитудой 7,9, сильнейшее в Китае за последние пятьдесят лет, произошло в гористой местности с большими перепадами высот и породило более 60 тысяч оползней, 257 из них полностью или частично перекрыли водные русла. Среди нескольких десятков образовавшихся позади таких барьеров подпрудных озер самым опасным оказалось озеро Тангджиашан. Его уровень начал быстро повышаться, угрожая прорвать возникшую дамбу, ниже которой по течению реки Джианджанг жило более 2,5 миллионов человек. Уже через две недели в образовавшемся озере скопилось более 100 миллионов кубометров воды, которая поднялась до уровня завала. Власти приняли решение о необходимости срочного спуска накопившейся воды, для чего в эту труднодоступную горную местность пришлось тяжелыми вертолетами доставлять технику, взрывчатку и около 1 200 человек личного состава инженерных частей китайской армии. В конце мая с помощью серии взрывов в теле завала сделали проход, через который начала сливаться вода с расходом около 300 кубических метров в секунду. Однако 10 июня проран стал стремительно расширяться, и в течение короткого времени расход увеличился до 4 000 кубических метров в секунду. Из-за угрозы подтопления властям пришлось срочно, за считанные часы, эвакуировать свыше 250 тысяч жителей города Бейчуань, расположенного в четырех километрах ниже по течению реки.
 
Согласно карте сейсмической опасности РФ, территории крупнейших на Дальнем Востоке — Зейского и Бурейского — водохранилищ относятся к 8-балльной зоне, в которой возможны землетрясения магнитудой 7 и выше. В 7-балльных зонах располагаются водохранилища Братской, Красноярской и Саяно-Шушенской ГЭС. Вероятность возникновения оползней на крутых склонах этих водоемов, возможно, уже ослабленных сезонными колебаниями уровней воды и происходящими климатическими изменениями, достаточно высока. При этом риск появления опасных цунамиподобных волн в самих водохранилищах, угрожающих непосредственно плотинам и размещенным в них электростанциям, вполне реален. Как минимум его нужно оценить: провести специальные инженерные изыскания и последующее сценарное моделирование возможных последствий. Иначе можно оказаться в ситуации последовательных природных и техногенных катастроф, когда один природный фактор (землетрясение) приводит к каскадной цепочке негативных последствий: оползень — разрушительная водная волна — техногенная авария на ГЭС — массовые отключения электроэнергии — нарушения работы транспорта и объектов жизнеобеспечения. В тяжелых природных условиях нашей страны (например, в зимнее время) это может повлечь за собой крупномасштабные проблемы на значительных территориях, срочное решение которых потребует усилий всего государства и больших материальных затрат.
 
В середине мая в Москве, в Институте физики Земли РАН, планируется провести заседание Научного совета по сейсмологии при Отделении наук о Земле РАН, тема которого — «Потенциально опасные объекты массового обрушения горных пород: картирование и средства мониторинга». Предполагается, что помимо членов Научного совета и экспертов по проблеме цунами в мероприятии примут участие представители Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ и ПАО «РусГидро». Специалисты обсудят проблемы оползневой опасности с точки зрения рисков для ключевых объектов энергетической и транспортной  инфраструктуры. 
 
Оползень на Бурее вызвал не только волну в водохранилище, но и всплеск новостных сюжетов и комментариев на тему природных катастроф в средствах массовой информации. Хотелось бы надеяться, что это событие, не приведшее на этот раз к человеческим жертвам и не создавшее прямой угрозы для плотины и самой гидроэлектростанции, общество восприняло не просто как редкий природный феномен, а как раннее предупреждение, своего рода тревожный звонок, сигнал о реальной природной опасности, которую такие явления могут нести для населения и ключевых объектов инфраструктуры страны.

Похожие новости

  • 29/07/2019

    Итоги Марчуковских научных чтений в Новосибирске

    ​Марчуковские научные чтения проводятся Институтом вычислительной математики и математической геофизики в третий раз, начиная c 2017 года. Мероприятие названо в честь основателя нашего Института академика Гурия Ивановича Марчука.
    508
  • 25/06/2019

    Ученые составили 3D-модели схода грунта на реке Бурея

    ​Группа ученых Дальневосточного и Сибирского отделений Российской Академии наук во время экспедиции на место схода грунта на Бурейском водохранилище в Хабаровском крае построили 3D-модели ситуации, которые помогут специалистам спрогнозировать возможные осложнения паводковой обстановки на этом участке.
    339
  • 13/03/2018

    На международной конференции «Новые измерения природных опасностей в Азии»

    Иногда научные конференции — это не просто обмен информацией, а настоящее приключение, где герои способны и на других посмотреть, и себя показать, и, конечно, по законам жанра постараться спасти мир. Проблемы прогнозирования природных катастроф и противодействия им обсуждались на международной конференции «Новые измерения природных опасностей в Азии» (New Dimensions for Natural Hazards in Asia), прошедшей в начале февраля на филиппинском острове Лузон.
    1178
  • 08/01/2019

    Гонка квантовых компьютеров и лечение рака: ведущие российские ученые выделили главные исследования года

    ​​Сжатие информации, гонка квантовых компьютеров, борьба с раком и постижение Арктики - российские академики по нашей просьбе выделили наиболее, на их взгляд, прорывные научные результаты 2018 года. Квантовые компьютеры Академик РАН, экс-председатель Сибирского отделения РАН, физик Александр Асеев: - Я бы выделил три направления, которые «выстрелили» в этом году в области электроники.
    1248
  • 16/09/2019

    Подписан договор о научно-исследовательском сотрудничестве между ИВМиМГ СО РАН и ИНГГ СО РАН

    ​13 сентября 2019 года на заседании Ученого совета Института врио директора М.А. Марченко и директор Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, д.т.н., профессор И.Н. Ельцов подписали договор о научно-исследовательском сотрудничестве.
    220
  • 26/02/2019

    Ледяное цунами на реке Бурее

    ​Из новостных сообщений 24 и 25 декабря стало известно о гигантском оползне, возникшем на южном склоне речной долины реки Бурея. Оползень полностью перекрыл русло реки и прекратил пополнение водохранилища Бурейской ГЭС с площади, составляющей примерно две трети его водосбора.
    605
  • 06/07/2016

    Научные решения для экологических проблем

    ​В пресс-центре "ТАСС-Сибирь" прошел круглый стол, посвященный инновационным подходам в сфере охраны окружающей среды.  Организатором мероприятия выступил департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска.
    1828
  • 16/04/2019

    Восемь ответов на частые вопросы о СНЦ ВВОД

    Зачем нужен Сибирский национальный центр высокопроизводительных вычислений, обработки и хранения данных — СНЦ ВВОД? Откуда придут деньги на его создание? Как этот проект связан с синхротроном СКИФ? С другими проектами «Академгородка 2.
    566
  • 16/09/2016

    Новосибирский ученый награждён дипломом Европейской научно-промышленной палаты

    ​Диплом Европейской научно-промышленной палаты (Diploma di Merito) и медаль за исключительные профессиональные достижения присуждены профессору НГУ, доктору физико-математических наук, ведущему научному сотруднику лаборатории стохастических задач Института вычислительной математики и математической геофизики Антону Войтишеку.
    2786
  • 30/10/2019

    Очистку Арктики начнут с Заполярья

    ​В Мурманской области запустят пилотный проект по очистке территории региона от стойких органических загрязнителей (СОЗ), разработанный учеными новосибирского Института органической химии Сибирского отделения РАН.
    190