CC BY-NC
15Национальная безопасность / nota bene
Правильная ссылка на статью:
Филиппова В.В. — Геоинформационный анализ пространственного расположения населенных пунктов Якутии, подвергающихся наводнению // Национальная безопасность / nota bene. - 2021. - № 3. DOI: 10.7256/2454-0668.2021.3.35676 URL: https;//nbpublish.com/Hbrary_read_article.php?id=35676
Геоинформационный анализ пространственного расположения населенных пунктов Якутии, подвергающихся наводнению
Филиппова Виктория Викторовна
кандидат исторических наук
старший научный сотрудник отдела истории и арктических исследований, ИГИиПМНС СО РАН 677027, Россия, республика Саха (якутия), г. Якутск, ул. Петровского, 1, оф. 403
И filippovav@mail.ru Статья из рубрики "Гуманитарное обеспечение национальной безопасности"
DOI:
10.7256/2454-0668.2021.3.35676
Дата направления статьи в редакцию:
10-05-2021
Дата публикации:
03-06-2021
Аннотация: Предметом исследования является структура и содержание разработанной автором ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)». Объектом исследования - 128 затопляемых поселений, включенных в Список установленных зон затопления на территории Республики Саха (Якутия), их аналитическая обработка и картографическая интерпретация. Источниками для создания ГИС послужили опубликованные источники, статистические сведения, данные ведомственных организаций, паспорта социально-экономического развития муниципальных образований и архивные документы.Автором проведены различные виды геоинформационного анализа (анализ географии населенных пунктов по бассейнам рек, динамика количества наводнений населенных пунктов (с 1929-2017 гг.), плотности затопляемых поселений) в ArcGIS. Выявлено, что большая часть подтопляемых и затопляемых населенных пунктов располагаются в среднем течении р. Лена и вдоль её крупных притоков - Алдана, Амги, Олёкмы; в северо-восточной части Якутии затопляемые поселения находятся в основном в верховьях рек Яна, Индигирка, Алазея, а также в нижнем и среднем течении р.Колыма и их притоков. Установлено, что в некоторых населенных пунктах количество наводнений с 1930 г. по 2017 г. составляло от 30 до 40. Показано, что самая большая плотность поселений, подвергающихся подтоплению и затоплению, наблюдается в Центральной
Якутии в местах наибольшей концентрации населения республики. Разработанная ГИС населенных пунктов, подвергающихся наводнению, может быть использована для принятия рекомендаций по обеспечению защиты поселений от подтоплений и затоплений.
Ключевые слова: коренные народы, наводнение, затопляемые поселения, культура жизнеобеспечения, исторический опыт, устойчивое развитие, картография, ГИС-технологии, Якутия, Арктика
Введение
Якутия является регионом с одним из самых высоких уровней риска наводнений. За период с 1940 г. по 2012 г. населенные пункты республики только 14 лет не
подвергались затоплению [2, с- 5]. Периодичность наводнений исследователи связывают с изменением климата. Анализ метеорологических параметров на территории Республики Саха (Якутия) показал довольно-таки значимое потепление климата, что подтверждает как повышение среднегодовых температур, так и увеличение количества выпадающих осадков. На территории Якутии выделено 3 периода направленных изменений температуры воздуха в последнее 100-летие, в результате чего ряды наблюдений были разбиты на 3 периода с определенной тенденцией изменения температуры: 1-й - с 1916 по 1945 г. - этап потепления, 2-й - с 1946 по 1975 г. - этап похолодания, и 3-й - с 1976
г. по настоящее время - этап потепления ^^ Недавние исследования ^ показали, что предотвращение и минимизация последствий наводнений является комплексной задачей, зависящей как от природного, так и от человеческого фактора и остается проблемой для администраций поселков и других органов государственной службы.
В Республике Саха (Якутия) ежегодно принимаются меры по предотвращению наводнений, предпринимаемые различными ведомствами федерального, регионального, муниципального и объектового уровня, в комплексе они формируют Единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций согласно федеральному закону от 21.11.1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». В Якутии к структурам, функционально ответственным за чрезвычайные ситуации, относятся: Ленское бассейновое водное управление, Росгидромет, Главное управление МЧС России по Республике Саха (Якутия), ГКУ «Исполнительная дирекция по ликвидации последствий весеннего паводка и организации восстановительных работ в Республике Саха (Якутия)», органы местного самоуправления.
Перечисленные организации, задействованные в управлении водными ресурсами Якутии, не обеспечиваются научно-обоснованным прогнозом водности крупных рек региона и указывают на необходимость разработки системы гидрологического прогнозирования. Такую систему предлагается разработать и опробовать в ходе выполнения междисциплинарного проекта при поддержке РФФИ, грант №20-55-71005 "Гидрология, криолитозона и устойчивость в восточном секторе российской Арктики и Субарктики" (2020-2022 гг.) и Бельмонт фонда HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (project No 2019-02332). Одной из задач данного проекта является определение места и значимости водных ресурсов в системе традиционного расселения, хозяйствования и культуры коренных народов Якутии. В качестве результатов планируется разработать модели традиционных и современных систем водопользования с их картографической визуализацией.
Во всем мире наличие водоема (реки, озера, другого источника пресной воды) является необходимым условием жизни человека. Вода является важнейшим ресурсом и для местных аборигенных локальных сообществ: уже на протяжении многих столетий их образ жизни, система расселения и хозяйственный уклад зависят от доступа к источникам воды. В Якутии реки и озера также играют исключительную роль в исторически сложившейся системе экономики и культуры населения. Издревле по берегам рек и озер края селились люди, само освоение территории шло по водным артериям. Стратегические коммуникационную и транспортную функции реки Якутии сохраняют до настоящего времени. Исторически в Якутии люди заселяли берега крупных рек, поскольку реки являются единственными транспортными артериями и источником пресной воды в течение всего года. Наиболее населенные районы Якутии, расположенные на берегах р. Лены и ее основных притоков, особенно подвержены рискам наводнений.
Для достижения заявленного результата составлена ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)» с базой данных, содержащих информацию не только о географическом положении каждого поселений, но также информацию, полученную в ходе проведения междисциплинарных исследований. Полученные в ходе ГИС-анализа данные могут быть полезными в качестве информационного обеспечения мероприятий по принятию решений.
Материалы и методы исследования
Материалами для исследования стали опубликованные источники, в т.ч. Якутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЯУГМС) и база данных Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации (Мировой центр данных) ВНИИ ГМИ МЦД, статистические сведения, данные ведомственных организаций, паспорта социально-экономического развития муниципальных образований и архивные документы. Исследование проводились с использованием статистического, сравнительно-географического и картографического метода исследований. При проведении исследования использовалось программное обеспечение ArcGIS. Формирование базы данных исследования осуществлялось в атрибутивных сведениях ArcGIS.
На сегодня в базу данных внесены все поселения Якутии (черные пунсоны на рис. 1), в том числе 128 населенных пункта из Списка установленных зон затопления (на 01.09.2020 г.), составленного Ленским бассейновым водным управлением Федерального агентства водных ресурсов (красные треугольники на рис.1).
Рис. 1. Населенные пункты, повергающиеся подтоплению и затоплению в созданной ГИС (составлено автором)
База данных подтопляемых и затопляемых населенных пунктов содержит следующую информацию: название поселения, АТД (в какой улус и наслег входит); год основания населенного пункта; численность населения на 2020 г.; преобладающую национальность; отрасли хозяйства; даты наводнений (день, месяц, год); высоту подъема воды (в см по Балтийской системе). На основе собранного архивного материала в разработанную ГИС внесены сведения о динамике наводнений (с 1929 по 2017 гг.) некоторых населенных пунктов Республики Саха (Якутия) (голубые пунсоны на рис. 1): на р. Анабар (с. Жилинда (Оленекский улус) и с. Саскылах (Анабарский улус); р. Оленёк (с. Оленек (Оленекский улус), с. Таймылыр и с. Усть-Оленек (Булунский улус); р. Яна (г. Верхоянск, п. Батагай, с. Сайды (Верхоянский улус); р. Индигирка (с. Хонуу); на р. Колыма и притоки - п. Зырянка (Верхнеколымский улус), г. Среднеколымск и с. Березовка (Среднеколымский улус), с. Колымское (Нижненколымский улус); на р. Алазея - с. Аргахтах (Среднеколымский улус) и с. Андрюшкино (Нижнеколымский улус) (рис. 2).
Рассмотрим пример характеристики села, подвергающегося подтоплению и затоплению. Из сведений, имеющихся в базе данных о селе Березовка видно, что оно находится в Среднеколымском районе на берегу р.Березовка - притока р.Колыма. Было основано в 1954 г. Численность населения составляет 330 чел., преобладающий этнос - эвены, основным занятием населения является традиционная отрасль хозяйства -оленеводство.
Рис. 2. Информация о селе Березовка из атрибутивных сведений (фрагмент)
Из базы данных можно установить, что село подвергается систематическому подтоплению и затоплению почти ежегодно начиная с 1966 г. По данным гидрометеорологической станции «Среднеколымск» за двадцать лет наблюдений (19661985 гг.) уровень паводковой воды возле с.Березовка достигал критического уровня 11 раз (950 см до 1985 г.), и за 2002 -2017 гг. - 5 раз (1000 см с 1990-х г.). Самый максимальный уровень паводковой воды был отмечен 04.06.1999 г. и составил 1150 см. Самый минимальный уровень воды был зафиксирован в ноябре 1963 г.
Содержание базы данных в будущем будет дополнено сведениями о гидротехнических сооружениях, водоснабжения, размерах ущерба, средствах оповещения, информацией о принятых решениях и мерах и т.д. Будет включена динамика численности населения по опубликованным статистическим данным для последующей корреляции с датами наводнений, чтобы узнать насколько наводнения влияют на отток населения из затопляемых поселений.
Результаты исследования и их обсуждение
На основе статистического, историко-сравнительного и сравнительно-географического методов проведен анализ введенных в базу данных сведений. По данным Главного управления МЧС по Республике Саха (Якутия) и Ленского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов количество населенных пунктов, территории которых подвергались когда-либо негативному воздействию вод в виде
затопления, составляет 128 населенных пунктов ^^ Анализ сведений исследуемых населенных пунктов, внесенных в базу данных ГИС, показал, что они находятся в 24 районах из 35 административно-территориальных районов Якутии. Если в Абыйском, Горном, Оленекском и Усть-Янском районах имеется по 1 затопляемому населенному пункту, то в Таттинском, Намском и Хангаласском районах в Список затопляемых поселений входят более 10.
Анализ размещения населенных пунктов, подвергающихся потоплению и затоплению, показывает следующее распределение по бассейнам рек: на р. Лена расположены 64%, на р. Индигирка - 12%, на р. Яна - 9%, на р. Колыма - 7%, на р. Алазея - 3%, на р. Оленек - 1%. Негативное воздействие в виде подтопления и затопления могут оказать и водохранилища, их доля составляет 4%. Это «вдх. Куогалы» на озере Куогалы (с.Чурапча, Чурапчинский район), «вдх. Матта» на одноименной речке (с.Бердигестях, Горный район) и «вдх. Маганский тракт, 7 км» на р.Маганка возле Якутска.
На основе архивных данных в атрибутивные сведения была внесена динамика количества наводнений некоторых населенных пунктов. Установлено, что наиболее часто подвергались наводнению п. Зырянка (39 раз с 1938 г. по 2014 г.), с. Березовка (36 раз с 1966 г. по 2017 г.), г. Среднеколымск (33 раза с 1929 г. по 2017 г.).
Для того, чтобы представить единую картину затопляемых населенных пунктов на всю территорию Республики Саха (Якутия) нужно переходить на более мелкий масштаб. В этом случае, пунсоны поселений, расположенных очень близко нелегко различить. В этом случае можно построить карту интенсивности в ArcGIS Online. Такая карта дает представление о распределении точек, он лучше всего работает при большом количестве точечных объектов (особенно, когда символы точечных объектов перекрываются). Карта интенсивности строится через цветовую схему для обозначения значений плотности. Цветовая схема представляет собой набор цветов, плавно переходящих от холодных цветов (низкая плотность точек) к теплым (высокая плотность точек). Для определения плотности затопляемых населенных пунктов использован постоянный метод, когда независимо от размера карты определение плотности (соотношение между каждым цветом в схеме и значением плотности) остается неизменным. Пока масштаб карты остается неизменным, можно использовать постоянный метод для точного сравнения различных областей на карте. При анализе составленной карты интенсивности наводнений на территории Якутии выявилось, что наибольшая концентрация затопляемых поселений расположена в Лено-Алданском междуречье и в северо-восточной части республики (рис. 3).
Рис. 3. Плотность населенных пунктов, подвергающихся подтоплению и затоплению в Республике Саха (Якутия)
Выводы
В результате проведенного исследования автором разработана ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)». Содержание и структура ГИС будет пополняться новыми данными. Составленные карты могут быть полезны при планировании хозяйственной деятельности в речных долинах и проведении защитных мероприятий на уровне Республики Саха (Якутия), а также для выявления первоочередных территорий при планировании мер защиты от наводнений.
Благодарности
Исследование выполнено при поддержке РФФИ, грант №20-55-71005 "Гидрология, криолитозона и устойчивость в восточном секторе российской Арктики и Субарктики"
(2020-2022 гг.) и HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (project No 2019-02332)
Acknowledgements
This work was conducted in the HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (DNR: 2019 02332), RFBR (project No 20-55-71005) and JST (Grant No. JPMJBF2003) through the Belmont Forum Collaborative Research Action: Resilience in the Rapidly Changing Arctic.
Библиография
1. Кириллина К.С. Современные тенденции изменения климата Республики Саха (Якутия) // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2013. № 30. С. 69-77.
2. Кусатов К.И. Наводнения на реках Якутии. Материалы общеросс. науч.-практ. конф. «Защита населения и объектов экономики от водной стихии северных рек», г. Якутск, 28-29 июня 2013 г. Якутск. 2013. С. 4-7.
3. Установленные зоны затопления, подтопления. Официальный сайт Ленского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов. URL: http://lbvu.ru/deyatelnost/ustanovlennye-zony-zatopleniya/. Дата обращения 23.04.2021 г.
4. Kontar, Y.Y., Eichelberger, J.C., Gavrilyeva, T.N., Filippova, V.V., Savvinova, A.N., Tananaev, N.I., Trainor, S.F. Springtime Flood Risk Reduction in Rural Arctic: A Comparative Study of Interior Alaska, United States and Central Yakutia, Russia // Geosciences, 2018. 8(3), 90. doi:10.3390/geosciences80300908.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Представленная на рецензирование статья посвящена вопросам проведения геоинформационного анализа населенных пунктов Якутии, подвергающихся наводнению.
Методология исследования базируется на применении геоинформационной системы, разработанной для изучения пространственного расположения подвергающихся наводнению населенных пунктов.
Актуальность темы исследования автор справедливо связывает с тем, что Якутия является регионом с одним из самых высоких уровней риска наводнений. Для предупреждения о наступлении нежелательных природных явлений, предотвращения и минимизация последствий наводнений необходимо задействовать широкий арсенал методов и приемов, включая применение геоинформационных аналитических систем. Научная новизна представленного исследования, по мнению рецензента, заключается в разработке ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)», с помощью которой составлены карты, которые могут быть полезны при выявлении первоочередных территорий для планирования мер защиты от наводнений и организации хозяйственной деятельности в речных долинах Якутии.
В статье структурно выделены следующие разделы: Введение, Материалы и методы исследования, Результаты исследования и их обсуждение, Выводы, Благодарности, Библиография. Во введении говорится о том, что наиболее населенные районы Якутии, расположенные на берегах р. Лены и ее основных притоков, подвержены рискам
наводнений, перечислены организации, занимающиеся управлением водными ресурсами республики, и отмечается, что они не обеспечиваются научно-обоснованным прогнозом водности крупных рек, что свидетельствует о необходимости разработки системы гидрологического прогнозирования. В следующем разделе статьи приведены материалы и методы использованные при проведении исследования, здесь же на карте показаны населенные пункты, повергающиеся подтоплению и затоплению, на примере села Березовка показана информация о населенном пункте, отражаемая в разработанной геоинформационной системе. Результаты исследования показали, что подверженные наводнению населенные пункты находятся в 24 из 35 административно-территориальных районов республики, на основе анализа многолетних данных установлены наиболее часто подвергающиеся наводнению поселки и села. По итогам исследования сформулированы краткие выводы.
В целом содержание и стиль изложения материала соответствует сложившейся при оформлении результатов научных исследований практике публикаций. В тоже время следует отметить недоработки авторов рецензируемой статьи. Во-первых, в названии используется аббревиатура, что само по себе уже представляется не лучшим решением, а принимая во внимание, что термин «ГИС-анализ» пока еще не стал общеупотребительным, а также тот факт, что дословно его расшифровать не получится, автору предлагается рассмотреть возможность замены этого термина в названии статьи словами «геоинформационный анализ». Во-вторых, оформление библиографии нуждается в устранении технических ошибок: в источник под номером 3 включены сразу несколько статей; официальный сайт Ленского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов, на котором отражены Установленные зоны затопления, подтопления, почему-то приведен до библиографии и не включен в список используемых источников.
В-третьих, ссылки на использованную литературу приведены с отступлением от правил, принятых в отечественных изданиях - указаны автор и год публикации, а не номер в списке.
Рецензируемое исследование выполнено на актуальную тему, соответствует тематике журнала «Национальная безопасность», содержит элементы приращения научного знания, ориентировано на минимизацию ущерба от наводнений, может вызвать интерес у специалистов в области управлении водными ресурсами, так и у широкого круга читательской аудитории - все это свидетельствует о возможности опубликования рецензируемой статьи после устранения отмеченных выше недоработок.
