Провал грунта в городе Ясио: обветшание канализации и необходимость срочных мер

Прогнившая труба и слабость грунта

Место возникшего провала – перекрёсток в одном из жилых кварталов города Ясио префектуры Сайтама. Яма, сначала имевшая диаметр 10 метров, постепенно увеличивалась, поглощая землю вокруг, и примерно за неделю расширилась вчетверо от первоначального размера – до сорокаметрового диаметра. Вода тоже продолжает протекать. Водителя упавшего в яму грузовика не удалось ни спасти, ни обнаружить даже по прошествии десяти суток.

В месте провала грунта на перекрестке дороги в городе Ясио префектуры Сайтама диаметр ямы достигает 40 метров. 4 февраля 2025 г., снимок предоставлен Управлением пожарной охраны Сока-Ясио (© Jiji Press)

Причиной провала, вероятно, стало разрушение железобетонной канализационной трубы 42-летнего возраста, проложенной в 1983 году. Труба диаметром 4,75 м проложена с изгибом в том месте, где находится перекресток дороги значения. Когда течение сточных вод замедляется при изгибе трубы или перепаде уровня, а также там, где есть излишек свободного пространства, особенно легко образуется сероводород. При взаимодействии с кислородом этот сероводород образует серную кислоту, которая ускоряет деградацию бетона и железной арматуры канализационной трубы.

Характер грунта в месте прокладки труб, по которым протекают стоки, также влияет на возникновение провалов. По данным геологических обследований грунта в месте происшествия, в основном в месте прокладки канализационной трубы он состоит из песка и мелкозема с частицами средней величины между песком и глиной, это слабый грунт, поэтому указывают на вероятность того, что в данном случае сначала произошло разрушение канализационной трубы, грунт стало уносить по трубе течением стоков, что и привело к образованию подземной полости. Если бы грунт был плотным, то такого серьезного ущерба могло и не возникнуть.

Так выглядело в самом начале место провала в городе Ясио префектуры Сайтама. Диаметр возникшей ямы составлял около 10 метров. 28 января 2025 г., снимок предоставлен администрацией префектуры Сайтама (© Jiji Press)

Серьезность воздействия, оказанного данным происшествием, обусловлена тем, что эта канализационная труба является «канализационной магистралью», собирающей стоки из 12 населенных пунктов в восточной части префектуры. Канализации бывают двух видов – «общественная канализация» под управлением одного муниципалитета и «бассейновая канализация» под управлением двух и более муниципалитетов. Канализация «бассейнового» типа – того, что используется и в городе Ясио, с одной стороны, позволяет обеспечивать эффективность и экономить на трудозатратах и эксплуатационных расходах за счет сосредоточения очистных объектов в одном месте, однако в случае аварии или стихийного бедствия размах воздействия оказывается гораздо больше. Власти префектуры Сайтама призывают население обширных территорий в восточной ее части экономить воду, и это затрагивает повседневную жизнь 1,2 млн человек.

Как полагает председатель учрежденной администрацией префектуры Комиссии по рассмотрению способов восстановления Морита Хироаки, «восстановление места происшествия займет 2-3 года», и в этот период населению придется жить в условиях слабого функционирования канализации.

С сезоном дождей ущерб может оказаться еще больше

Канализация – общественный капитальный объект, выполняющий целый ряд функций, в числе которых защита санитарии быта, защита водной окружающей среды, защита от наводнений и др. Поскольку произошедшая авария оставила город Ясио без всех этих функций, ее воздействие очень велико. Ограничение возможности принимать ванну и стирать белье ухудшает бытовые санитарные условия населения. Канализационные стоки теперь проходят только дезинфекцию хлором, после чего сбрасываются в протекающую поблизости реку Ниигата, что вызывает ухудшение состояния водной среды. В месте происшествия повреждены и проложенные поблизости трубы ливневых стоков. Случись авария в сезон дождей – он повысила бы риск затопления окрестностей. В условиях, когда под воздействием изменения климата все чаще случаются сконцентрированные проливные дожди и налетают тайфуны, важность канализационной инфраструктуры существенно возрастает.

В частности, причиной так называемых «наводнений городского типа» зачастую выступает то, что объем выпавших осадков оказывается больше пропускной способности канализационной системы. Фактически, в низинах, включая место нынешнего происшествия, нередок ущерб от так называемых наводнений внутренних территорий, при которых происходит разлив дождевой воды из канализаций и других водоводов.

Чтобы продвигаться в направлении устойчивости инфраструктуры, необходимо не только проводить регулярные осмотры, но также вносить изменения в проектировку и вкладывать деньги в реконструкцию с учетом климатических рисков.

Резкий рост числа канализационных труб большого риска

Ветшание канализационных труб повышает риск аварий, поскольку снижение прочности и воздействие серной кислоты облегчают возникновение повреждений. В 2015 году в Закон о сточных водах были внесены поправки, ужесточившие регламент проверок и ремонта «мест, вызывающих опасения об износе», после чего статистика возникновения провалов, связанных с канализационными трубами, показала тенденцию к снижению, и тем не менее в год происходит до 2600 случаев (в 2022 финансовом году). Сейчас доля случаев с крупными провалами, подобными нынешнему, когда глубина превышает 1 метр, ограничивается двумя процентами, но следует предполагать, что в дальнейшем, с продвижением процесса ветшания канализационных труб, риск происшествий крупного масштаба будет усиливаться по всей стране.

По данным Министерства национальных земель, инфраструктуры, транспорта и туризма, в конце 2022 финансового года совокупная протяженность канализационных труб по всей стране составляла около 490 тыс. км. Из них те, что отработали дольше предусмотренных законодательными нормами 50 лет, составляли 7%, или около 30 тыс. км. Через десять лет их доля резко увеличится до 19%, или примерно 90 тыс. км, а через 20 лет – до 40% или примерно 200 тыс. км. С 1950-х- по 1970-е годы в период высоких темпов экономического роста происходило резкое расширение распространенности канализации, а теперь, когда подошло время заменять все эти трубы, аварии следуют одна за другой.

На самом деле, аварии, подобные нынешней, уже случались. В июле 2022 года под городской дорогой в городе Сэндай возникло повреждение подземной канализационной трубы, в результате чего на дороге образовался провал длиной 4,5 м, шириной 11,6 м и глубиной 2 м. Как полагают, прохудилась проложенная в 1982 году труба диаметром 60 см, течением стоков в трубу увлекало грунт, и в конечном счете это привело к возникновению провала. В июне 2022 года в городе Кавадзима префектуры Сайтама на тротуаре государственной автодороги номер 254 возник провал диаметром 1,5 м примерно трехметровой глубины, в него упал с велосипеда мужчина в возрасте за 80 лет. Управление канализации префектуры Сайтама сообщило, что причиной провала стало то, что проходящая возле его дна канализационная труба прогнила, и канализационные стоки вымывали грунт в трубу.

За последние годы особенно впечатляющим был инцидент с крупномасштабным провалом, возникшим в ноябре 2016 года перед железнодорожной станцией JR Хаката в городе Фукуока. При проведении работ по расширению подземного тоннеля возле новой станции обрушилась верхняя часть коренной породы, и примерно в пять часов утра стала фонтанировать подземная вода. Она вымыла большой объем грунта, и в дороге с грохотом возник провал. Длина ямы составила около 30 м, ширина – 27 м, а глубина – 15 м. Хотя причиной и не было повреждение канализационной трубы, с нынешней ту аварию объединяет размах воздействия, оказанного ею на близлежащие районы.

Власти города Фукуока привлекли более 1 тыс. рабочих, которые трудились в круглосуточном режиме. Было влито около 3 тыс. кубических метров особого грунта, затвердевающего даже в воде (примерно 800 бетономешалок), после чего яму засыпали гравием. Через неделю удалось все восстановить, и столь быстрое реагирование заслужило похвалу как в стране, так и за рубежом.

Серьезной разницей между случаями в Ясио и Фукуоке стало наличие жертвы. В городе Фукуока инцидент произошел рано утром, и чудесным образом обошлось без жертв, а поскольку имелся и персонал для проведения работ, удалось все зарыть в быстрые сроки, однако случись это происшествие на несколько часов позже – в аварии могли бы оказаться люди, спешащие на работу и учебу, и все могло бы закончиться куда трагичнее, да и на восстановление в таком случае ушло бы гораздо больше времени.

Непосредственные трудности: нехватка людей и средств

Чем дальше продвигается ветшание, тем важнее становятся осмотры и обследования, а также меры профилактики аварий. Но по мере того, как стихал строительный бум, в провинциальных органах местного самоуправления специалисты, ответственные за работу канализаций, подвергались реструктуризации, и если в 1997 финансовом году таких ответственных работников насчитывалось 47 тыс., то в 2021-м их осталось 26 900, то есть за 24 года их стало меньше примерно на 20 тыс. Это повлекло отставание с осмотрами и техобслуживанием, проводить предполагаемые по закону осмотры состояния «один раз в пять лет» стало затруднительно. Министерство национальных земель, инфраструктуры, транспорта и туризма пытается повышать эффективность работы за счет партнерства с частным сектором, но и в частных предприятиях обостряется нехватка технического персонала, так что решать задачи таким образом тоже не получается.

Губернатор префектуры Сайтама Оно Мотохиро (в центре) выступает на антикризисном совещании по поводу аварии в городе Ясио. Он заявил о намерении сформировать независимую комиссию, чтобы расследовать, не было ли нарушений при строительстве, эксплуатации и осмотрах канализационной трубы, предположительно ставшей причиной аварии. 31 января 2025 г., город Сайтама (© Jiji Press)

Обслуживающие канализацию предприятия сталкиваются с острой нехваткой финансирования. Вследствие сокращения численности населения, а также успехов, достигаемых в экономии воды, уменьшаются платежи, собираемые за пользование водоснабжением и канализацией, и бюджетных средств, необходимых на замену одряхлевших труб, не хватает. В общем и целом, работа канализации в принципе должна обеспечиваться за счет средств, взимаемых с пользователей и проходящих отдельным бюджетом (из общественных средств финансируются только ливневые стоки), но фактически у многих органов местного самоуправления она зависит от субсидий из основного муниципального бюджета. Даже при рентабельной работе около 28,7% поступлений и около 17,1% капиталовложений приходятся на другие источники финансирования. Многие муниципалитеты откладывают работы по обновлению труб, что тоже оборачивается финансовой нестабильностью.

Эксплуатационные затраты у канализации выше, чем у водопровода. Поскольку канализационные трубы имеют больший диаметр, чем водопроводные, а прокладывают их глубже, объем земляных работ больше, и при замене труб затраты на выполнение выше по сравнению с водопроводными в 3-4 раза. К тому же, для поддержания течения в канализационных трубах требуются многочисленные насосы, что также сопряжено с большими затратами на установку и техобслуживание. Во многих случаях оплата, взимаемая с пользователей, не покрывает затрат, в связи с чем требуется срочная оптимизация оплаты. При нынешнем положении дел с большой вероятностью канализационные предприятия по всей стране просто не смогут продолжать работу, и есть опасения, что это пагубно скажется на муниципальных бюджетах и окажет резко негативное влияние на жизнь обывателей.

Как насчет новейших технологий?

Аналогичные проблемы возникают и за рубежом. В Германии в ответ на ветшание канализационной инфраструктуры вводят высокотехнологичные системы мониторинга, сочетающие датчики и искусственный интеллект, за счет чего осуществляют прогнозирование износа и оперативное реагирование.

В Японии также прибегают к разнообразным мерам профилактики ветшания и прорывов канализационных труб. Среди них главные это усиление системы проверок и обследований, а также внедрение эффективных технологий проведения работ.

При осмотре состояния труб их проверяют визуальным осмотром через колодцы или посредством опускаемой с поверхности через колодец видеокамеры. Для того, чтобы получить представление о степени аномалий, трубы обследуют путем введения оснащенного камерой робота.

В стремлении к скорейшему выявлению ветшания и повреждений продвигается использование таких новейших технологий как сенсоры, дроны, искусственный интеллект. Регулярное наблюдение за состоянием канализационных труб с использованием таких технологий также позволяет точно определять потенциально рискованные места. К примеру, анализ данных прошлого с привлечением искусственного интеллекта дает возможность прогнозировать места наиболее сильного ветшания и принимать профилактические меры – пока не случилась авария.

Существуют два вида работ: «обновление» путем замены канализационных труб и «поддержание» путем продления срока службы уже проложенных труб. Поскольку во втором случае меньше как сроки выполнения работ, так и затраты, чаще выбирают именно его. Из способов поддержания выделяется метод CIPP (вулканизации труб изнутри), при котором внутренняя поверхность старой трубы покрывается пропитанной химической смолой тканью, после чего осуществляется отвердение смолы высокой температурой или ультрафиолетовым облучением, и таким образом внутри старой трубы формируется новая. При методе SPR (спирально-навивочный) внутри старой трубы разворачивают свернутую в спираль ленту из твердого винила, которая формирует новую трубу внутри старой. Но эти методы неприменимы для труб, ветшание которых зашло слишком далеко, а срок службы отремонтированной такими методами трубы ограничен десятью годами.

Работы по прокладке канализации (PIXTA)

К сотрудничеству государства и органов местного самоуправления

В защите ветшающей канализационной инфраструктуры государству следует не полагаться на органы местного самоуправления, а принимать радикальные меры. Пятого февраля состоялось совещание экспертов для выработки нового плана реализации национальной устойчивости, и правительство объявило о том, что в качестве одного из приоритетов будет предусмотрен интенсивный ремонт и замена водопроводных и канализационных труб. Органы местного самоуправления призывают обеспечить субсидии, которыми будет несложно воспользоваться, но вместе с тем высказываются и опасения о том, что даже при наличии таких субсидий выполнение не будут продвигаться из-за нехватки рабочих рук. Но обеспечить в срочном порядке увеличение человеческих ресурсов затруднительно, и выполнять работы темпами выше нынешних, как представляется, окажется очень непросто. Важно, чтобы государство и органы местного самоуправления сообща уделяли внимание как упрочению финансового базиса предприятий канализационного хозяйства, так и подготовке технических специалистов. Вместе с тем необходимо углублять понимание важности инфраструктуры посредством разъяснительной работы с населением.

Фотография к заголовку: место падения грузовика в провал на дороге префектурального значения, предположительно возникший из-за канализационной трубы. После возникновения ямы произошло расширение провалившегося участка. 6 февраля 2025 г., город Ясио, преф. Сайтама (снимок сделан с вертолета информагенства «Кёдо цусин»)