Сингапурские наводнения: история и методы борьбы


Фото: Singapore Press Holdings

Грамотный водоотвод — головная боль не только российских городов, во многих из которых до сих пор нет системы ливневой канализации. Недавно я рассказывал, какие технологии для борьбы с уличной водой применяют во всём мире, а сегодня мы посмотрим, как отдельно взятый город борется с постоянными наводнениями. Речь пройдёт про Сингапур и его системы рек и каналов, защищающие город от дождливого климата.

В 1960-х и 1970-х годах подтопления и полномасштабные наводнения не были для Сингапура из ряда вон выходящим явлением, особенно в центре города, который был построен на относительно низменных землях.

Поскольку первые этажи в постройках чаще всего едва превышали высшую точку морского прилива, их затапливало почти каждый раз, когда сильный дождь совпадал с полнолунием. Такие затопления были не только большим неудобством для города и влияли на жизнь и здоровье людей, но также наносили существенный урон частной и государственной собственности.

В декабре 1969 года всего за 17 часов в Сингапуре выпало 467 мм осадков. Это второе рекордное значение суточного дождевого столба за всю историю наблюдений.

Сильнейший дождь, а также высокий уровень прилива в 3,1 метра, привёл к затоплениям по всему острову. В некоторых районах дороги ушли под воду более, чем на 2 метра.


Фото: Singapore Press Holdings

Жертвами наводнений стали пять человек, и более трёх тысяч были эвакуированы.
Система общественного транспорта была парализована, все автомобильные дороги а также железнодорожная ветка между Сингапуром и Западной Малайзией были в разной степени повреждены.

Фото: Singapore Press Holdings

Полные потери бюджета города от наводнения были оценены в 4,300,000 сингапурских долларов.

В декабре 1978 года, в Сингапуре произошло сильнейшее за всю его историю наводнение. Сильнейший ливень вошёл в записи с 512,4 мм осадков за 24 часа наблюдения как самый большой дождь в истории острова, принёсший почти четверть годовой нормы осадков. Усилил эффект и очень высокий прилив в 3,2 метра (на 0,4 метра выше среднего).

Большинство дорог затопило не менее чем на метр, что привело к коллапсу транспортной системы и тысячам бесхозно оставленных автомобилей и грузовиков на магистралях. В наиболее пострадавших районах более 2 тысяч голов свиней и домашней птицы было унесено с ферм в открытое море.

Фото: Singapore Press Holdings


Фото: Singapore Press Holdings


Фото: Singapore Press Holdings

В некоторых местах уровень затопления превышал крыши деревянных двухэтажных хижин.

Фото: Singapore Press Holdings

Наводнение унесло жизни семи человек. Всего более тысячи человек были эвакуированы из своих домов силами Сингапурской армии и на лодках береговой охраны. Серьёзно раненых вывозили на вертолетах. Общие потери бюджета города были оценены в 5,750,000 сингапурских долларов.

Фото: Singapore Press Holdings

Многие считают что наводнения наступают, когда общий объём осадков превышает объём всех элементов ливневой канализации — каналов, канав, рек. То есть наводнения зависят от способности ливневой системы канализации быстро переносить воду, выпадающую на поверхность острова во время шторма.

Один из факторов наводнения это интенсивность осадков — единица, измеряемая как объём осадков в миллиметрах за один час наблюдения. Из-за географического расположения Сингапура в экваториальном поясе остров принимает в среднем около 2,400 мм дождя ежегодно, что характеризуется его климатической зоной тропического дождевого леса.

Дожди могут идти в любое время года, но большинство осадков выпадает в период северо-восточного муссона, обычно с декабря по март, когда в послеобеденные часы проходят обильные ливни и нередки сильные затяжные дожди которые, длящиеся от одного до трёх дней. Порой сильнейшие ливни могут приносить большое количество осадков в кратчайшие периоды, что и случилось в 1978 году, когда четверть годовой нормы в 2,400 мм выпала в течение одного дня.
С такими обильными осадками, было бы не удивительно наблюдать наводнения в случае, если бы система дренажа города не была адекватно рассчитана. К счастью для Сингапура, в последние двадцать лет правильно спланированная и качественно претворенная в жизнь система водоотвода помогла острову избежать значительных наводнений.

Но наводнения по-прежнему угрожают острову, особенно в муссонный период и во время высоких приливов. И Сингапур по-прежнему подвержен риску «вспышечных наводнений».

Помимо гидрологических и погодных факторов, на уровень риска наводнений также сильно влияет рельеф местности. Хотя рельеф Сингапура является относительно плоским, на острове есть и характерные низины. Большинство низин расположены в южной и восточной частях, и они наиболее подвержены рискам подтопления. Однако на острове есть и немало низин, расположенных вдали от береговой линии.

Наводнения не всегда связаны с географическими причинами. Заторы в дренажах, например, сильно снижают возможности переноса воды системой канав.

Иногда застройщики недооценивают, как сильно новые бетонные здания уменьшают эффективность всасывания дождевых вод почвой. Это снижает возможность рассчитывать на поверхностное водоотведение и испарение.

В местах активной застройки и покрытия дорожным полотном система дренажа должна пропорционально увеличиваться, чтобы успевать отводить воду. Для избежания переливов из-за сформировавшихся заторов вся система канав должна иметь возможность принимать излишки воды, даже если один из дренажей не работает на полную мощность.

Автоматические барьеры.

Из примерно семи тысяч гектаров подтопляемых территорий в 1960-х годах к концу 2007 года в Сингапуре остались лишь 130. И, в отличие от былых полномасштабных наводнений, в сегодняшнем Сингапуре проблемой являются точечные, молниеносные наводнения, которые происходят на небольших участках, и часто прекращаются в течение часа-полутора.

Из-за потерь в экономике, которые влекут наводнения, лидеры Сингапура поняли, что если проблему не обуздать, они будут прерывать нормальный ход жизни людей и останавливать рост города. Поэтому было принято множество различных мер по борьбе с наводнениями в двух направлениях:

— Проекты борьбы с наводнениями, уменьшающие размеры подтопляемых территорий, за счёт улучшения дренажной ливневой системы.

— Меры предотвращения наводнений в низинах, даже тех, что ранее не были затоплены. Предотвращение наводнений было важной составляющей на тех частях острова где шла реконструкция и перестройка, поскольку рост урбанизации значительно снижает натуральный отвод воды в почву, что ведёт к увеличению поверхности стока и затоплений в штормовую погоду.

Ранняя система дренажа в Сингапуре начала работать как здравоохранительная мера. В начале 1900-х годов была сильно распространена малярия, поскольку её переносчик отлично переносил тёплую погоду и размножался в лужах с непроточной водой.

Для борьбы с заболеваниями в 1914 году была введена в эксплуатацию антималярийная система дренажей, которая отводила застойные лужи и пруды. Дренажная сеть состояла из натурально образованных ручьёв, труб под поверхностью земли, а также бетонированных каналов. С ростом и урбанизацией Сингапура антималярийная дренажная система также начала использоваться и для борьбы с наводнениями.

Однако, судя по объемам и разрушительности наводнений, с которыми столкнулся Сингапур, одной этой системы было бы недостаточно для поддержания быстрого роста экономики. Необходимо было уменьшить площадь подтопляемых территорий.

В 1951 году, был сформирован объединённый комитет по борьбе с наводнениями, вошедший в состав департамента благоустройства и получивший задачу улучшения дренажной системы. Уже в 1950-х и 1960-х годах были завершены многие проекты в сильно подтопляемых районах.

Важность борьбы с наводнениями в этих районах была обусловлена высокой плотностью застройки, а значит, и потенциально большими потерями для жителей (многие сингапурцы ещё жили в тесных бараках и деревянных постройках). Для увеличения пропускной способности водоотвода многие каналы и канавы были расширены и углублены, а их дно и берега бетонировали.

В то же время была разработана система приливных затворов для Центрального делового района и других частей центра Сингапура, которые находились на уровне высоких приливов или ниже него и из-за этого время от времени подтапливались. В притоках реки Сингапур были построены 18 приливных затворов.

Приливные затворы необходимо было открывать во время штормов и сильных ливней, и если оно совпадало с высоким приливом, низины всё равно подтапливались…

Одной из самых важных и наиболее сложных схем борьбы с наводнениями стала букит-тимахская схема облегчения наводнений (BTFAS).

Зелёным на карте обозначены территории подтопления по состоянию на 1970 год, а красным — на 2008-й. Территории, подтопляемость которых была облегчена благодаря BTFAS, заключены в голубую рамку:

Источник: Victor Zapanta Manlapaz

Забегая почти в самый конец, на фотографии, сделанной в 1987 году, уже после окончания строительства BTFAS, можно рассмотреть, как заместитель премьер-министра Люксембурга и министр казначейства Жак Пулль рассматривают полную схему облегчения наводнений на карте города:

Фото: Ministry of Information and the Arts

Район Букит-Тимах был подвержен наводнениям с 1930-х годов, из-за недостаточной ширины букит-тимахского канала и вытекавшей из него реки Рочор. Окружающие канал территории подтапливались намного чаще из-за более низинного характера местности.

Проблема многократно увеличилась в 1960-х, когда быстрое развитие низменности стало приводить к регулярному переполнению канала. К сожалению, районы Букит-Тимаха и Рочора были плотно застроены до самых берегов каналов, что сделало невозможным их расширение без чрезвычайно затратных расселений и компенсаций потерь собственникам.

На карте 1960 года река Рочор обозначена голубым.

Карта: Urban Redevelopment Authority

Та же самая река Рочор на видео с дрона аэрофотосъемке британских ВВС в 1953 году.

Фото: British Royal Air Force

Чтобы уменьшить подтопление с более высоких по уровню территорий, департамент благоустройства перенаправил ливневые стоки в море, через альтернативные пути.

Строительство BTFAS началось, когда Сингапур только стал независимым государство, и перед руководством стояли другие неотложные задачи: например, образование и оборона. Но государство проинвестировало в BTFAS 7 миллионов долларов Однако этого было недостаточно, и строительство разделили на две фазы.

Первая фаза BTFAS внедрялась в течение 6 лет, с 1966 по 1972 годы. В рамках этого проекта, часть ливневых вод с 700 гектаров была перенаправлена в реку Улу Пандан с помощью нового канала.

Даже по сегодняшним стандартам это было большой строительной инициативой, но, несмотря на скромный бюджет, инженеры внедрили несколько инновационных методов, чтобы успешно закончить проект без превышения затрат.

Фото: Singapore Press Holdings

На карте 2017 года первая фаза BTFAS отмечена зелёным цветом, стрелкой обозначена река Улу Пандан. Река Рочор — голубым. В 2017-м первую фазу BTFAS частично расширили.

Источник: Google Maps


Фото: Singapore Press Holdings

К 1980 году дальнейшее развитие центрального уловителя пресной воды привело к необходимости продолжения первой фазы букит-тимахской схемы облегчения наводнений.

Успех первой фазы убедил правительство в необходимости эффективной дренажной системы. Государство включило зеленый сигнал большому числу масштабных проектов, надеясь на то, что такие стройки разгонят экономику острова.

Поскольку букит-тимахский канал был зажат в сети артериальных дорог и вылетных магистралей, максимально возможное расширение было сильно ограничено даже для самых продвинутых и инновационных решений.

Кроме расширения и углубления букит-тимахского канала, был прорыт второй отводной канал для переноса воды в реку Калланг. Примыкающая часть реки была укреплена и расширена, чтобы компенсировать сток из BTFAS. Ниже по течению букит-тимахского канала, были созданы две высокопроизводительные дрены: томсон-роудская отводная дрена и пелтонский канал.

На карте 2017 года вторая фаза BTFAS по трассе канала Рочор отмечена зелёным цветом, стрелкой обозначены стоки реки Калланг. В верхнем левом углу голубым обозначена река Рочор и начало букит-тимахской низменности. В верхнем правом углу отмечены пелтонский канал и томсон-роудская дрена.

Источник: Google Maps

Вторая фаза BTFAS также дала возможность углубить и улучшить многочисленные мелкие канавы и кюветы, чтобы равномерно распределять потоки во время ливней.

Фото: Ministry of Information and the Arts

Вторая фаза BTFAS оказалась самым большим инженерным проектом для окружающей среды того времени — была выполнена сложнейшая инфраструктурная задача пересечения нескольких высокоскоростных дорог и развязок без нарушения их работы. Вторая фаза вступила в строй в 1986 году и обошлась в $240 миллионов за пять лет строительства.

Принимая во внимание плотную застройку в районе букит-тимахской запруды, улучшения второй фазы были бы невозможны, если бы английские инженеры, ещё за десятилетия до BTFAS не предусмотрели бы необходимые отводы букит-тимахского канала.

Несмотря на то что англичане не посчитали необходимым ввести набор мер против наводнений в эксплуатацию, они провели необходимые изыскания и расчеты задолго до 1960-х. В одном из отчетов, подготовленных главным инженером по дренажу, Ф. Пелтоном, работавшим в отделе публичных работ в начале 1950-х, были изложены детальные планы отводов и изменений необходимых для букит-тимахского канала.

На основе этого отчета англичане ввели запрет на застройку вдоль необходимых в будущем территорий, от букит-тимахского Канала до реки Калланг. Без этого вторая фаза BTFAS была бы намного дороже. Поэтому в честь Пелтона назван один из отводных каналов.

Пелтонский канал обозначен зеленым цветом.

Один из ключевых уроков BTFAS состоит в необходимости долгосрочного планирования, которое и сегодня является важнейшей частью главного плана Сингапура. Заранее предвидя возможные трудности, план предлагает множество их решений задолго до начала строительства. Это особенно важно в управлении дренажной системой, где рост нагрузки с годами только увеличивается, а гибкость возможных решений уменьшается.

Поэтому предвидение долгосрочных проблем и заблаговременное нахождение их возможных решений является критической задачей городского планирования.

Автор: Арсений Чернов (sglah)



Вам также может понравиться