Гидрологи СПбГУ разработали методику расчета катастрофических паводков
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета разработали уникальную методику расчета катастрофических паводков и определения гидрологических характеристик для строительства на Черноморском побережье.
Результаты проекта «Методы расчета характеристик катастрофических паводков в бассейнах рек Черноморского побережья Краснодарского края в условиях нестационарности окружающей среды», поддержанного РФФИ, опубликованы в журнале «ГеоРиск».
Ежегодно ущерб от паводков в России составляет около 40 миллиардов рублей. Один из самых уязвимых регионов — Черноморское побережье Северного Кавказа, где резкий подъем воды встречается во всех реках. Ситуация здесь усложнилась во время подготовки к Олимпийским играм в Сочи, когда был сильно изменен ландшафт. «Для строительства гостиниц, дорог и мостов пришлось вырубить реликтовые леса, и на освободившейся территории не проводили тщательных исследований — ни гидрогеологических, ни гидрологических. В результате в этом районе начали формироваться потенциальные очаги возникновения селей», — рассказала доцент СПбГУ, кандидат географических наук Татьяна Виноградова.
Исследуемый район – Северный кавказ (Источник фото)
Сегодня на Северном Кавказе действует всего 10 метеорологических станций. Этого недостаточно для прогноза сплошных полей осадков, а значит, невозможно оценить изменчивость стока рек.
«Зарубежные научные разработки в области гидрологии, к сожалению, неприменимы для нашей страны, самой большой по площади в мире. В России просто невозможно построить необходимое количество пунктов наблюдений — это очень сложно и дорого», — отмечает Татьяна Виноградова.
Суточные рассчитанные и наблюденные гидрографы стока р. Туапсе – г. Туапсе, 1977
Для расчета катастрофических паводков гидрологи СПбГУ разработали собственную методику расчета. Исследователи установили локальные зависимости между количеством осадков и высотой местности в определенных точках водосборов, а далее определили гидрологические параметры с помощью модели «Гидрограф». Ранее эта математическая модель не позволяла рассчитать быстроразвивающиеся паводки. Однако доцент СПбГУ Ольга Макарьева усовершенствовала модель: сейчас при расчетах используется метеорологическая информация любого разрешения по времени, от минут до суток.
Результаты моделирования выдающегося неизмеренного паводка на р. Туапсе - 16-23 июля 2005 г.
В итоге ученым СПбГУ удалось смоделировать характеристики стока для семи рек Черноморского побережья (в том числе Дюрсо, Адербы, Туапсе и др.), а также получить кривые распределения расхода воды. Эти данные позволяют просчитать вероятность возникновения паводков для конкретных рек при определенных погодных условиях.
Кривая обеспеченности максимальных расходов в замыкающем створе неизученной р. Цемес – г. Новороссийск по результатам детерминировано-стохастического моделирования
«Наш метод детерминированно-стохастического моделирования — оригинальный, созданный специально для российских условий. Он учитывает и различные параметры изучаемых рек, и возможное изменение климата», — добавила Татьяна Виноградова.
Специалисты надеются, что в будущем методологическая база будет обновляться, а их работа положит начало новым исследованиям, посвященным расчетам катастрофических паводков.