CC BY
98
ОЦЕНКА И КАРТОГРАФИРОВАНИЕ ОПАСНОСТИ НАВОДНЕНИЙ: ОПЫТ НА ПРИМЕРЕ ОБЬ-ИРТЫШСКОГО БАССЕЙНА
Анастасия Борисовна Голубева
Институт водных и экологических проблем СО РАН, 656038 г. Барнаул, ул. Молодёжная 1, младший научный сотрудник лаборатории гидрологии и геоинформатики, тел. (385-2)667893, email: golubevan@iwep.asu.ru
В работе на примере Обь-Иртышского бассейна рассмотрены основные подходы и методы оценки опасности наводнений. По полученным картографическим материалам проведена оценка исследуемого бассейна по степени опасности наводнений.
Ключевые слова: наводнения, оценка опасности, Обь-Иртышский бассейн, модельные водохозяйственные участки, картографирование.
ASSESSMENT AND MAPPING OF FLOOD DANGER (OB’-IRTYSH BASIN AS A CASE STUDY)
Anastasiya B. Golubeva
Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, 1, Molodyozhnaya St, Barnaul, 656038, junior researcher, Laboratory of Hydrology and Geoinformatics, tel. (385-2)667893, e-mail: golubevan@iwep.asu.ru
The paper considers the main approaches and methods of assessment of flood risk. Using the cartographical material obtained the assessment of flood risk for the basin under study was carried out.
Key words: flood, risk assessment, Ob’-Irtysh basin, model water-resource sites, mapping.
Социальные, экономические и экологические проблемы регионов России часто связаны с проявлением опасных природных процессов и явлений (ОППЯ). Наводнение - одно из наиболее опасных явлений, вызывающих чрезвычайные ситуации (ЧС) и причиняющих материальный ущерб промышленным и сельскохозяйственным объектам, наносящих урон здоровью населения или приводящих к гибели людей. На территории Обь-Иртышского бассейна наиболее часты наводнения, вызванные половодьями, паводками, заторными и зажёрными явлениями.
При изучении вопросов, связанных с оценкой опасностей наводнений на водосборной территории, для принятия управленческих решений на разных уровнях законодательной и исполнительной власти, существует необходимость использования картографических материалов [1]. Эффективность управления зависит от качества научно обоснованной информации об опасных процессах и явлениях (ОППЯ). Карты выступают в качестве средства исследования опасности наводнений и применяются для описания, анализа и получения новых знаний и характеристик. Таким образом целью работы является создание оценочных карт опасности наводнений.
В зависимости от постановки задачи и территориальных особенностей объекта изучения определяются подходы и методики процедуры оценки природных опасностей и рисков (меры опасности [2]). В соответствии с назначением оценочных карт опасности наводнений выбирается масштабный ряд картографирования.
При оценке опасности наводнений чаще всего применяют бассейновый, подбассейновый, таксонномический, районный, вероятностно-площадной и др. подходы [3-4].
Основные задачи оценки на региональном уровне связаны с установлением наиболее опасных в природном отношении территорий. Для этого лучше всего подходят бассейновый и подбассейновые подходы. Однако они могут использоваться лишь для создания карт масштабного уровня не ниже субрегионального. Вероятностно-площадной подход применим для территорий муниципального уровня, характеризующихся относительно однородными природными и антропогенными условиями, а также проявлением ОППЯ. Он достаточно трудоемкий и требует значительного объема подробной статистической информации, однако он позволяет достоверно отразить распространение ОППЯ и дифференцировать территорию по степени опасности [4].
Основными показателями опасности наводнений являются: повторяемость превышения критического уровня воды в паводок (частота), мощность паводка (определяемая превышением максимальных зафиксированных уровней над критическим уровнем), максимальное время стояния воды выше критического уровня за год (в сутках), площадь затопления прибрежных территорий [5]. Они необходимы для оценки опасности наводнений любым из вышеперечисленных подходов.
Работа по оценки опасности наводнений осуществлялась на трёх уровнях: региональном (Обь-Иртышский бассейн, масштаб картографирования 1:1 000 000), субрегиональном (водохозяйственные участки (ВХУ), 1:200 000), и муниципальном (населённые пункты, 1:25 000) [6].
Расчёт показателей опасности наводнений Обь-Иртышского бассейна осуществлялся на основе гидрологической информации (расходы и уровни воды) по 104 постам за период с 1936 по 2006 гг.
На региональном уровне нами оценивалась вся водосборная площадь бассейна с использованием вероятностно-площадного подхода. Для ВХУ показатели опасности наводнений рассчитывались с учетом следующих положений:
- По водомерному посту, расположенному на главной реке ВХУ;
- По замыкающему створу (в случае наличия нескольких таких постов);
- По бассейну-аналогу с наличием водомерного поста на главной реке бассейна-аналога (при отсутствии водомерных постов на главной реке).
Под критическим уровнем понимается уровень выхода воды на пойму. Превышение максимальных зафиксированных уровней над критическим рассчитывается пропорционально площади сравниваемых бассейнов.
По результатам выполненных расчетов показателей оценки опасности наводнений для гидрологических постов, используя картографические материалы [7], программным средством ArcGIS была построена картографическая модель зонирования водосборной территории Обь-Иртышского бассейна по степени паводковой опасности.
Установлены четыре уровня опасности ЧС, зависящие от площади затопления пойм рек (в процентах), повторяемости превышения уровня воды (годы) и максимального уровня подъёма воды (м), которые на карте представлены ареалами с разной фоновой окраской.
ЧС федерального уровня опасности наводнений характерны для левых притоков р. Тобол (Тавда, Тура, Миасс и др.) с площадью затопления более 90 %, повторяемостью превышения уровня воды 100-1000 лет и максимальным уровнем подъёма воды - более 3,2 м.
ЧС межрегионального уровня опасности наводнений определены для рек Томь, Вах (в верхнем течении) Тобол, Тавда (в среднем течении), и р. Чулым (площадь затопления - 75-90%, повторяемость превышения уровня воды - 50100 лет, максимальный уровень подъёма воды - 2,0-3,2 м).
Для рек Обь (до Новосибирского вдхр.), Бия, Катунь, Конда характеры ЧС регионального уровня опасности наводнений: площадь затопления - 60-75%, повторяемость превышения уровня воды - 20-50 лет, максимальный уровень подъёма воды - 1,5-2,0 м.
ЧС муниципального уровня установлены для остальных бассейнов рек Обь-Иртышского водосбора.
Оценка водосборного бассейна на субрегиональном уровне выполнялась по модельным ВХУ Для них применялся подбассейновый подход. Для выделенных подбассейнов модельных участков показатели опасности наводнений рассчитывались аналогично ВХУ.
На рис. 1 представлен один из модельных ВХУ. Для картографического отображения в качестве показателей опасности наводнений использовались превышение максимальных зафиксированных уровней над критическим уровнем воды (м) и вероятность превышения уровней начала затопления (%).
Параметры превышения уровня начала затопления были разбиты на шесть классов (в соответствии с данными всего Обь-Иртышского бассейна) и имели фоновое количественное выражение: чрезвычайно опасные (выше 3,3 м), весьма опасные (2,1-3,2 м), опасные (1,5-2 м), умеренно опасные (0,8-1,4 м), мало опасные (0,3-0,7 м), неопасные (0 м).
Показатели вероятности превышения уровней начала затопления были представлены следующими интервалами (%): 0, 1-20, 21-40, 41-60, 61-80, 81100. На картах они изображены картодиаграммами.
Для оценки опасностей на муниципальном уровне оптимально использование вероятностно-площадного подхода и метода картографического моделирования, которые, опираясь на показатели опасности и информацию о рельефе, позволили определить и отобразить зоны затопления территорий населенных пунктов. Полученная оценка опасности наводнений характеризует
уязвимость имеющихся хозяйственных объектов с целью установления возможных социальных и материальных потерь.
Рис. 1. Зонирование (ранжирование) территории по степени паводковой опасности ВХУ 13.01.01.003 (р. Катунь)
Проведённая работа позволила зонировать территорию Объ-Иртышского бассейна по степени паводковой опасности, выявить наиболее опасные для проживания территории и определить зоны затопления для крупных населённых пунктов.
Карты опасностей наводнений следует рассматривать как основу для органов власти при принятии управленческих решений по хозяйственной деятельности и рациональному использованию территорий.
Исследования проводились в рамках выполнения работ по госконтракту «Исследование современного состояния и научное обоснование методов и средств обеспечения устойчивого функционирования водохозяйственного комплекса в бассейнах рек Оби и Иртыша» (2008-2010 гг.).
1. Осипов В.И. Оценка природных рисков / Геоэкология. Инженерная Геология. Гидрогеология. Геокриология. - 2004. - №6. - С. 483-490.
2. Экология и природопользование (справочные данные). Термины, организации, персоналии // Государственное управление ресурсами. - 2008. - №11/2 (ноябрь). Специальный выпуск. - С. 18.
3. Корытный Л.М. Гидрологические опасности Сибири: классификация,
распространённость, взаимообусловленность // Тезисы докладов VI Всероссийского гидрологического съезда, 28 сентября - 1 октября 2004 г. / Федерал. служба России по гидрометеорологии и мониторингу окруж. среды. - СПб.: Гидрометеоиздат, Секция 2: Наводнения и другие опасные гидрологические явления: оценка, прогноз и смягчение негативных последствий. - 2004. - С. 21-25.
4. Природные опасности России. Т. 6. Оценка и управление природными рисками / Под ред. А.Л. Рагозина - М.: Издательская фирма «КРУК», 2003. - 320 с.
5. Природные опасности России. Т. 5. Гидрометеорологические опасности / Под ред. Г.С. Голицына, А.А. Васильева - М.: Издательская фирма «КРУК», 2002. - 348 с.
6. Голубева А.Б., Курепина Н.Ю. Опыт оценки и картографирования опасности наводнения для территорий различных иерархических уровней (на примере Обь-Иртышского бассейна) // Ползуновский вестник. - 2011. - № 4-2. - С. 34-37.
7. Атлас природных и техногенных опасностей и рисков чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации [Карты]. - М.: 2005. - 271 с.
© А.Б. Голубева, 2012
