Проблеми прогнозування та попередження паводкової небезпеки і ризику та можливі шляхи їх вирішення

А.Ю. Кудрін, С.А. Качанов, Г.М. Нігметов

Сучасні засоби моніторингу гідрологічних небезпек з космосу, з повітря і з поверхні землі, а також сучасні програмно-технічні засоби дозволяють з оптимізмом підходити до проблеми прогнозування та попередження паводкової небезпеки і ризику. Для прийняття рішення щодо попередження паводкової небезпеки необхідно своєчасно знати місце, час і потужність очікуваних паводків.

В Нині прогноз паводкової небезпеки на період паводку формується в початкових числах березня по всій території Росії в Гідрометеоцентре.Прогноз формується на основі вихідних даних, одержуваних з постів спостережень на річках, метеостанцій, і супутникових даних. Прогноз надходить у регіональні та федеральні органи МНС Росії, де приймається остаточне рішення на реагування. Зрозуміло, що оправдиваемость короткострокового прогнозу паводкової небезпеки буде сильно залежати не тільки від точності вимірюваних на гідропосту параметрів - рівня води та її витрат, а й від кількості снігу в басейнах річок, від ступеня мерзлоти грунту і його рельєфу, від прогнозованих температурно-вологісних умов, від товщини льоду, від стану русла річок і інших факторів.

На проблему попередження паводкової небезпеки можна подивитися з двох сторін: з одного боку, необхідно вдосконалювати моніторинг паводкової небезпеки -- нарощувати мережу водомірних постів, оснащувати водомірні пости сучасним обладнанням, що дозволяє проводити зйомку і передачу параметрів в реальному часу, удосконалювати моделі прогнозування паводкової небезпеки. З іншого боку, необхідно забезпечувати паводковостойкость (або зниження вразливості) можливих об'єктів впливу.

Таким чином, щоб знизити збитки і втрати від паводків, необхідно своєчасно вирішувати завдання, пов'язані з оцінкою небезпеки та уразливості:

а) на стадії підготовки до паводків: своєчасно спрогнозувати місце, час і потужність очікуваних паводків в довгостроковому, середньостроковому та короткостроковому режимах часу;

2) оцінювати паводковостойкость можливих об'єктів впливу: в першу чергу будівель і споруд (гребель, мостів, трубопроводів, ЛЕП, доріг та інших об'єктів). Ця задача пов'язана з оцінкою вразливості можливих об'єктів впливу повені; оцінити можливі втрати і збитки при відомих прогнозованих параметрах паводків у всіх режимах прогнозування;

б) на стадії виникнення паводків:

-- своєчасно оцінювати можливі втрати і збитки при фактичних параметрах паводків і з урахуванням оперативного прогнозування можливих параметрів паводків при можливих затори та зажорах;

-- оцінювати вразливість можливих об'єктів (будівель і споруд) після первинного впливу паводків;

-- визначати необхідні сили і засоби і раціональні сценарії реагування;

в) на стадії ліквідації наслідків паводків:

-- оцінювати ступінь пошкодження будівель, споруд та інших об'єктів і визначати фактичний збиток;

-- оцінювати територію для можливого нового паводковобезопасного будівництва і ведення народного господарства.

Як ми бачимо, на всіх стадіях боротьби з паводкової небезпекою необхідна базова інформація про місцевість і об'єкти, розташовані на ній:

-- про гідропости, метеостанціях та інших пунктах спостереження, які забезпечують моніторинг паводкової небезпеки;

-- про грунти і рельєф місцевості;

-- про річках при різних режимах їх стану;

-- про населених пунктах і населенні,

-- про будівлях та спорудах.

При розрахунку можливої шкоди від дії паводків можливі два випадки: перший -- при повільному затоплення (хвилини, години) території, при цьому основними вражаючими факторами є висота затоплення і час затоплення; при швидкому затоплення основними вражаючими факторами є швидкість потоку води і висота хвилі. Істотний вплив на формування параметрів висоти затоплення та швидкості хвилі робить рельєф місцевості. Приклад створення цифрової моделі місцевості за допомогою лазерного сканера наведено на рис. 1 (малюнок наданий фірмою «геокосмосу-ГІС», що входить до складу Агентства МНС Росії з моніторингу і прогнозування НС).

Для уточнення даних про місцевість і об'єкти на місцевості застосовуються космічні та авіаційні знімки. Прикладом раціонального наскрізного підходу від прогнозування до реагування з'явилися навчання, проведені в реальних умовах при підготовці до паводковоопасному періоду в Вологодської області в районі м. Великий Устюг. На рис. 3 приведений розрахунковий випадок оцінки параметрів розливу річки з урахуванням потенційно крижаного затору.

Для розрахунку можливих наслідків впливу повеней на будівлі і споруди та що знаходяться в них людей важливо знати вразливість будівель і споруд та грунтового масиву. Розроблена в Агентстві технологія дозволяє виконувати оцінку вразливості системи грунт-будинок із застосуванням методу динамічних випробувань. Трикомпонентні датчики прискорення встановлюються на поверхні грунту і в самому будинку по всій висоті. Динамічні випробування проводяться послідовно від більш загального до більш приватного, тобто від випробування всієї системи грунт-будівлю до випробування виявлених слабких окремих конструктивних елементів. Додатково проводиться вивчення грунтового масиву з застосуванням методу сейсморозвідки та електромагнітної томографії з використанням георадара.

За результатами комплексного аналізу отриманих даних визначається уразливість системи грунт-будівлю (споруду). Прогнозовані дані за параметрами можливого повені і отримані дані щодо вразливості системи грунт-будівля (споруди) є вихідними для моделі з оцінки наслідків, вбудованої в геоінформаційну систему.

За результатами моделювання впливу повені на систему грунтзданіе (споруда) виходять можливі в частках від цілого руйнування будинків (споруд) і чисельні втрати серед людей, що знаходяться всередині будинків і споруд. Отримані результати дають можливість оцінити зміну індивідуального паводкового ризику в часі з урахуванням зміни параметрів повені і вразливості будинків (споруд) і, отже, виконувати моніторинг індивідуального паводкового ризику. Технологія оцінки вразливості системи грунт-будівля після впливу катастрофічної повені була апробовано в Республіці Німеччина. За результатами обстеження постраждалих від повені будинків складалися паспорти безпеки, де визначалися параметри вразливості системи грунт-будівлю і давалися рекомендації з підвищення стійкості системи.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.securpress.ru/