ИСТИНА

Глава 1. Сведения о районе работ …………………………………..…….…….. 8 1.1. Физико-географическая характеристика ……………………………………. 8 1.2. Особенности водного и ледового режима ……………………………………. 20 1.2.1. Климатические условия …………………………………………………...…… 20 1.2.2. Особенности водного режима рек ………………………………………....… 22 1.2.3. Ледовый режим рек ……………………………………………………………. 27 1.2.4. Заторные явления ……………………………………………………………… 32 1.3. Гидрологическая изученность ……………………………………………...…… 41 1.4. Анализ исторической информации о негативном воздействии вод ……. 45 1.5. Результаты рекогносцировочного обследования р. Северная Двина на участке от г. Великий Устюг до г. Котлас и устьевых участков рек Сухона и Юг ......55 Глава 2. Характер прохождения половодья 2013 г на р. Северная Двина от г. Великий Устюг до г. Котлас………75 Глава 3. Анализ водного режима рек Северная Двина, Сухона и Юг на исследуемом участке 104 3.1. Анализ изменение водного режима …………………………………..………… 104 3.2. Анализ изменение уровенного режима ………………………………………… 109 3.3. Анализ изменения ледового режима …………………………………………… 115 3.4. Гидрологические расчеты…………………………………………….………….. 135 Глава 4. Некоторые дополнительные результаты инженерных изысканий…………144 4.1. Анализ распространения руслообразующих наносов……………..…..……. 144 4.2. Геодезические работы, выполненные для съемки морфостворов и участков интенсивно размываемых берегов…149 Глава 5. Современные эрозионно-аккумулятивные процессы на исследуемом участке Северной Двины……………………………..154 5.1. Оценка стока взвешенных и влекомых наносов Сухоны и Юга на устьевых участках………………………………………………154 5.2. Эрозионно-аккумулятивные процессы……………………………….………… 157 Глава 6. Социально-экономические исследования………………………….173 6.1. Общая характеристика хозяйственной освоенности и экономического потенциала приречных районов Северной Двины ...173 6.2. Методы оценки вероятностного ущерба объектов экономики и ЖКХ от негативного воздействия вод……………………………………………….198 6.3. Оценка стоимости защитных сооружений и работ для защиты населенных пунктов и объектов экономики по укрупненным показателям или аналогам……………………………………………………….204 6.4. Оценка вероятностного ущерба объектов экономики и ЖКХ от негативного воздействия вод………………………………………………208 6.5. Оценка эффективности защитных сооружений……………………………212 Глава 7. Гидродинамическое моделирование……….……….………………. 217 7.1. Описание математической модели……………………………………….……. 217 7.2. Исходные данные для моделирования…………………………………………..222 7.3 Построение цифровой модели рельефа……………………………………….. 222 7.4. Построение расчетных сеток…………………………………………………... 223 7.5. Калибровка и верификация модели……………………………………………...224 7.6. Сценарное моделирование для оценки зон затопления……230 7.7. Дополнительные модельные расчеты ……………………………………….. 242 Глава 8. Рекомендации по предотвращению негативного воздействия вод на участке Северной Двины от г. Великий Устюг до г. Котлас 245 8.1. Гидротехнические методы снижения негативного воздействия вод…... 245 8.2. Организационные и научно-информационные методы снижения негативного воздействия вод 8.3. Другие водохозяйственные проблемы в пределах исследуемого участка Северной Двины 276 8.4. Рекомендуемые мероприятия и оценка их экономической эффективности 281 Глава 9. Структура и содержание базы геоданных «Водный режим и русловые процессы реки Северная Двина на участке от г. Великий Устюг до г. Котлас»…………………………286

Представлены результаты 3-го этапа работ, выполненных специалистами географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова в рамках государственного контракта №НИР-12-03 от 08 октября 2012 г между Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» и Двинско-Печорским бассейновым водным управлением Федерального агентства водных ресурсов по теме «Исследование водного режима и русловых процессов реки Северная Двина на участке от города Великий Устюг до города Котлас и разработка научно обоснованных рекомендаций по предотвращению вредного воздействия вод». Весь комплект отчетных материалов по 3 этапу работ состоит из 2-х частей: Том 1 – текстовая часть; Том 2 – приложения. Проведенная работа дает представление о существующих гидроэкологических проблемах на приречных территориях Северной Двины от узла слияния Сухоны и Юга до впадения р. Вычегды. Подробный анализ современных тенденций изменения гидрологического и руслового режима позволил актуализировать имевшиеся ранее предложения по предотвращению затопления населенных пунктов и провести их критическую оценку, разработать рекомендации по целому ряду направлений, грамотное сочетание которых позволяет подготовить единую программу по снижению негативного воздействия вод на приречные территории. Настоящий отчет является заключительным, поэтому для целостного восприятия всего объема выполненных работ в нем приводятся не только результаты 3 этапа, но и некоторые обобщения собранных ранее материалов. Так в Главе 1 дается характеристика природных условий формирования русла и долинного комплекса Северной Двины на исследуемом участке, гидрологической изученности и особенностей водного и ледового режима реки и ее основных притоков (Сухоны и Юга). Общая программа работ включала в себя серию экспедиционных выездов рабочих групп на исследуемый участок русла Северной Двины, комплекс камеральных работ по обработке полевых данных, создание и калибровку двумерной гидродинамической модели пойменно-руслового комплекса Северной Двины для участка от г. Великий Устюг до г. Котлас, обобщение, анализ и разработку рекомендации по предотвращению негативного воздействия вод. Результаты рекогносцировочных обследований и инженерно-гидрометеорологических изысканий стали основой для оценки современного состояния русла Северной Двины и устьевых участков ее притоков – рек Сухоны и Юга. Рекогносцировочное обследование было выполнено в период с 23 по 28 октября 2012 г. За это время было оформлено 72 акта обследования населенных пунктов и 22 акта обследования гидротехнических сооружений (в виде приложений представлены в отчете по 1 этапу работ). Маршрутные точки наблюдений и обследованных объектов, их географическая привязка отображены на карте фактического материала (Приложение №1 настоящего отчета). В конце апреля 2013 г рабочая группа географического факультета МГУ провела еще один рекогносцировочный выезд, основной задачей которого стала оценка условий прохождения весеннего половодья. Был проведен ряд инструментальных измерений фактических уровней затопления территорий в районе населенных пунктов, получены представления об ущербах, нанесенных жилой и хозяйственной инфраструктуре. Анализ условий прохождения половодья 2013 г представлен в Главе 2 настоящего отчета. Основной информационный материал был собран в процессе выполнения комплекса инженерно-гидрометеорологических изысканий. Они были проведены в период с 10 мая по 07 июня 2013 г и включали в себя инженерно-геодезические, гидрографические, гидрологические виды работ. Полученные материалы позволили создать основу для дальнейшего построения цифровой модели рельефа исследуемого участка, используемой в дальнейшем для гидродинамического моделирования. Составление карты руслового рельефа масштаба 1:25 000 в Балтийской системе высот было выполнено впервые для всего исследуемого участка (Приложение №2). Нивелировка морфостворов в пределах населенных пунктов, а также определение пространственных и высотных отметок современных гидротехнических сооружений, линейных коммуникаций, бровок размываемых берегов и т.д. существенно уточнили современную ситуацию, обновив существующие картографические материалы. Проведенные комплексные гидрологические работы позволили получить новые сведения о распределении расходов воды в пределах 34 гидрологических створов. При этом было проведено две серии измерений при различных уровнях (в середине мая и в начале июня), что позволило использовать эти данные не только для дальнейшего руслового анализа, но и при калибровке математической модели. Были получены материалы о стоке взвешенных наносов Северной Двины, Сухоны и Юга (взято более 180 проб воды на мутность), отобрано более 270 проб донного грунта и проведен их гранулометрический анализ. В Приложении №3 представлена карта распределения руслообразующих наносов для двух ключевых участков – в районе г. Великий Устюг и в узле слияния Северной Двины и Вычегды. Некоторые новые результаты проведенных изысканий, не вошедшие в промежуточный отчет по этапу 2, приводятся в Главе 4 настоящего отчета. Отдельным направлением исследований стал социально-экономический блок, направленный на оценку современного состояния хозяйственной освоенности приречных районов Северной Двины и расчет ущербов от негативного воздействия вод. К работе под руководством проф. В.Л. Бабурина были привлечены сотрудники кафедры Экономической и социальной географии России географического факультета МГУ, которые провели обследования населенных пунктов, попадающих в зону негативного воздействия вод, и собрали необходимый материал для дальнейших экономических оценок. По результатам натурных наблюдений и ответам на запросы в специализированные организации (администрации районов и городских поселений Вологодской и Архангельской областей, подразделения МЧС РФ) был составлен перечень объектов экономики и ЖКХ, подверженных негативному воздействию вод, проведены расчеты вероятностного ущерба от негативных природных явлений и стоимости защитных сооружений, дана оценка экономической эффективности рекомендуемых противопаводковых мероприятий. Глава 6 настоящего отчета посвящена этому направлению работ. Результаты полевых работ, подготовленный и собранный картографический материал позволили дать оценку современным темпам и направленности русловых процессов на всем исследуемом участке. Негативное воздействие русловых процессов на приречные территории рассмотрено в свете многолетних переформирований русла, для чего был проведен анализ разновременного картографического материала. Удалось выявить основные тенденции горизонтальных русловых деформаций, их интенсивность и направленность. Места расположения зон эрозии и аккумуляции, установленные с помощью ретроспективного анализа, были сопоставлены с данными проведенного рекогносцировочного обследования. На эрозионно-опасные участки в пределах населенных пунктов были разработаны прогнозы переработки берегов на расчетный период 5, 10, 25 лет (Приложение №5). В Главе 5 приводятся новые результаты руслового анализа и прогнозных оценок, не вошедшие в отчетный материал второго этапа. Отдельное внимание во всей работе уделялось анализу многолетнего и современного водного режима исследуемых рек, а также комплексу гидрологических расчетов уровней и расходов воды различной обеспеченности и различного генезиса (Глава 3 данного отчета), которые легли в основу дальнейшего математического моделирования и разработки мероприятий по снижению негативного воздействия вод. Был выполнен анализ фондовых материалов за последние 60 лет, который позволил установить основные статистически значимые тренды гидролого-климатических характеристик, в той или иной мере влияющих на характер прохождения весеннего половодья. Одним из основных результатов работы стала адаптированная и откалиброванная по материалам полевых изысканий корректно работающая гидродинамическая модель русла Северной Двины от г. Великого Устюга до г. Котлас и устьевых участков Сухоны и Юга, протяженностью около 90 км. Ей посвящена Глава 7 отчета. Следует заметить, что двухмерная гидродинамическая модель пойменно-руслового комплекса такой крупной реки и такой протяженности в России – достаточно большая редкость. В настоящее время она позволяет решать достаточно широкой спектр задач. Созданная гидродинамическая модель русла позволила визуализировать различные гидрологические сценарии прохождения весеннего половодья (1 и 5% обеспеченности, в т.ч. с учетом заторной составляющей). В результате была подготовлена серия карт зон затопления в пределах пойменно-руслового комплекса на всем исследуемом участке (Приложение №9). Результаты проведенных модельных расчетов легли в основу рекомендаций и предложений по гидротехнической защите противопаводковыми дамбами населенных пунктов (Глава 8). Были промоделированы сценарии изменения гидравлических характеристик водного потока (уровней воды, скоростного поля потока) при сооружении защитных дамб в районе г. Великого Устюга и г. Красавино. Также Глава 8 также включает блок рекомендаций по управленческим и организационным мероприятиям, направленным на обеспечение гидроэкологической безопасности приречных территорий. Завершающая девятая глава отчета посвящена описанию структуры информационной базы данных, созданной в рамках данной работы. Итоговый отчет содержит 296 страницы, 52 таблицы, 202 рисунка и 11 приложений. При подготовке настоящего отчета широко использовались имеющиеся у исполнителя фондовые, картографические материалы, информационные архивы выполнявшихся ранее научно-исследовательских работ по исследуемому региону, а также данные, любезно предоставленные Двинско-Печорским БВУ и ФБУ «Администрация «Севводпуть». В процессе анализа русловых деформаций, обработки полевых материалов, создания отдельных блоков базы геоданных применялись возможности реализованной в настоящее время в МГУ имени М.В. Ломоносова инновационной системы доступа к пространственным данным со спутников дистанционного зондирования Земли из космоса – «Геопортал МГУ».