1295

Факторами опасности, которые характеризуют наводнения и отслеживаются системами мониторинга безопасности, являются:

•высота и скорость изменения уровня вод;

•продолжительность периода подъема воды;

•сопровождающие явления (ветер, оползни, размыв грунта, бурные потоки, уничтожение сельскохозяйственной продукции, скота, гибель людей и др.).

Организация системы мониторинга опасных гидрологических явлений. Основная роль в обеспечении учета естественного и измененного режима водных объектов в количественных и качественных показателях принадлежит Росгидромету.

Для контроля водохозяйственной деятельности, своевременного анализа и предупреждения паводковой ситуации служит автоматизированная система гидрологического мониторинга (АСГМ), которая обеспечивает:

•предупреждение о возникновенииугрозы паводков и наводнений;

•моделирование поведения водных объектов;

•расчет водных балансов;

•периодическое измерение уровня воды в открытых водоемах

спривязкой к реперным отметкам;

•сбор результатов измерений в центральный пункт мониторинга и передачу тревожных сигналов при выходе значений уровня или скорости изменения уровня за допустимые пределы;

•требования к обустройству гидропостов.

Программный комплекс системы АСГМ обеспечивает прием информации с приборов, сохранение ее в единой базе данных, а также анализ результатов измерений и формирование отчетов. Система строится на базе автономных уровнемеров АДУ-02 и специализированного программного обеспечения, которое построено по клиент-серверной архитектуре и позволяет пользоваться данными системы авторизованным пользователям независимо от их местоположения через Интернет. На базе системы АСГМ могут строиться как локальные, так и региональные сети гидрологического мониторинга.

Информация, полученная с помощью съемки с космических спутников и воздушных судов, широко используется для прогнозирования причин наводнений, развитие паводка или половодья, оперативного прогноза зон затопления, оценки ущербов, а также позволяет решать

71

задачи выбора защитных дамб для сдерживания наводнения, выявлять участки, которым еще угрожает затопление и т.д. Применение компьютерных алгоритмов обработки данных делает возможным автоматическое определение границы воды и суши, площадей затопленных земель, а также выявление территорий, находящихся в опасности из-за поднимающегося уровня воды.

Система комплексных наблюдений за состоянием и изменением водных объектов включает в себя размещение режимных постов с учетом гидрологических характеристик объектов речного бассейна и сезонных изменений его параметров, в первую очередь, стока. Посты наблюдений располагаются не только на реках с оптимальным водосбором, но и на каждой относительно крупной, а также на некоторых более мелких реках, необходимых для изучения условий формирования стока.

Число постов на малых реках, водосборы которых меньше оптимального, зависит от их значимости для конкретной территории. Обычно 15–30 % постов от общей численности наблюдательной сети размещается на малых реках, имеющих водосбор менее 500 км2.

Изучение водного баланса каждого географического района проводится на 2–5 типичных водосборах средней площадью 10–20 тыс. км2 каждый. Они размещаются равномерно по территории районов. Дополнительно в каждом из этих водосборов могут быть выбраны более мелкие водосборы (до 5 тыс. км2).

На гидрологических постах проводятся стандартные наблюдения за элементами гидрологического режима: сток воды, уровень воды, сток наносов, температура воды, ледовый режим, химический составводы.

Программа мониторинга представлена в табл. 4.5. Характеристики основного поражающего фактора наводнения –

потока воды – оцениваются следующими показателями:

•максимальный уровень воды за время наводнения (в рассматриваемом створе реки), м (или см);

•максимальный расход воды за время наводнения (в рассматриваемом створе реки), м3/с;

•скорость течения (в рассматриваемом створе реки), м/с;

•площадь затопления местности, км2;

•продолжительность затопления местности, недели, сутки, часы;

•повторяемость величины максимального уровня воды, годы, месяцы;

72

•обеспеченность максимального уровня воды, %;

•температура воды во время наводнения, °С;

•время начала (сезон) наводнения, месяц, дата;

•скорость подъема (интенсивность подъема) уровня воды за время наводнения, м/ч, см/ч;

•слой (глубина) затопления местности в рассматриваемой точке,

м(или см).

Приборы для гидрологических и океанологических наблюдений:

•Комплекс ЭМИСТ-1 (стационарный). Используется для измерения скорости и направления течений, удельной электрической проводимости (солености), температуры и уровня воды. Отличительная особенность – применение двухкомпонентного электромагнитного датчика.

•Комплекс с автономным электропитанием. Устанавливается стационарно на определенный период времени, информация записывается в память прибора или передается по кабелю связи в береговой компьютер.

•Минизонд СТД-2. Применяется для измерений температуры, удельной электрической проводимости и глубины погружения в режиме зондирования (до 25 м – кабельный вариант, до 250 м – с автономным питанием на грузовом тросе).

•Измеритель гидрологический ГМУ-2. Применяется для оценки уровня и температуры воды в прибрежной зоне морей, скважинах, колодцах, водохранилищах (кабельный – измерения в реальном времени, автономный – с записью данных в память прибора).

•Комплекс определения наносов. Используется для регистрации уровня наносов и изменения береговой линии прибрежной зоны морей.

4.4. Снежная лавина

Снежные лавины – одно из стихийных природных явлений, способных вызвать гибель людей и причинить значительные разрушения. Лавина – пришедшие в движение на склоне гор скользящие и падающие значительные массы снега.

Лавиноопасные районы в пределах России занимают площадь 3077,8 тыс. км2, что составляет 18 % ее территории. Еще 4,8 % территории представляют собой потенциально опасные зоны, где рельеф благоприятствует лавинообразованию и в случае уничтожения растительности – естественной защиты от лавин – или же при возрастании количества твердых осадков будет возможно обрушение снежных масс со склонов.

76

Среди прочих опасностей лавины выделяются тем, что причиной их обрушения может стать деятельность человека. Непродуманное природопользование в горных регионах, выход на заснеженные склоны людей, сотрясения снежной толщи от техники приводят к активизации лавинной деятельности и сопровождаются жертвами и материальным ущербом.

Лавины обладают большой скоростью движения (от 10–20 до 80– 100 м/с), процесс отрыва снежной толщи происходит мгновенно и движение характеризуется нарастающей скоростью от места отрыва вплоть до места остановки движущейся массы снега. Продолжительность лавин может быть от нескольких секунд до нескольких минут.

Классификация лавин по их разрушительной способности приведена в табл. 4.6.

Таблица 4 . 6 Характеристика разрушительного эффекта снежных лавин

Лавиноопасным может считаться склон 15–20°, при толщине снега около 40 см. Бывают случаи схода лавин и с более пологих склонов (10–15°). Наибольшая опасность схода лавин возникает при толщине снега 50–70 см и крутизне склона 25–50°.

77

По форме начала движения лавины можно разделить на два типа: 1. Лавины из точки – сухие и мокрые.

Сухие лавины обычно сходят из-за незначительного сцепления между недавно выпавшим или перенесенным снегом и плотной оледеневшей коркой, укрывающей склон. Причиной возникновения мокрых лавин является появление водяной прослойки между слоями снега с разной плотностью. Мокрые лавины имеют скорость схождения не более 50 км/ч.

2. Лавины от линии – «снежные доски».

«Снежные доски» – это лавины, механизм которых зарождается при смерзании частиц поверхностного слоя снега. Под действием солнца, ветра и тепла образуется ледяная корка, под которой происходит перекристаллизация снега. По образовавшейся рыхлой массе слой легко скользит вниз при отрыве слоя от массива. Скорость «снежных досок» может достигать 200 км/ч, как и у сухих лавин.

В процессе своего движения лавины могут переходить из одного типа в другой или составлять комбинацию разных типов лавин, из-за разной плотности, влажности и температуры встречных снежных масс.

По степени воздействия на хозяйственную деятельность и природную среду лавины подразделяются на особо опасные и опасные.

Сход стихийных (особо опасных) лавин наносит значительный материальный ущерб населенным пунктам, спортивным и санаторнокурортным комплексам, железным и автомобильным дорогам, линиям электропередачи, трубопроводам, промышленным и жилым сооружениям; Сход опасных лавин затрудняет деятельность предприятий и организаций, спортивных сооружений, а также угрожает населению и тури-

стским группам.

По степени повторяемости делятся на два класса:

1)систематические – сходят каждый год или один раз в 2–3 года.

2)спорадические – 1–2 раза в 100 лет, место схода заранее определить очень трудно.

Организация системы мониторинга состояния и схода снежных лавин. В 1980-е гг. – сбор и обработку снеголавинной информации на территории России осуществляли около40 подразделений Госкомгидромета.

Старейшая в России организация, занимающаяся снеголавинными исследованиями, – центр противолавинной защиты «Апатит» (Центр лавинной безопасности). Для сбора информации организовывались стационары, на которых осуществлялись постоянные наблюдения за снежнометеорологической обстановкой, выполнялись маршруты лавинного дозора, облетылавиноопасныхучастков, экспедициивлавиноопасныерайоны.

78

Максимальный объем информации о состоянии погодных условий в период снегонакопления и, в особенности, в завершение этого периода, предоставляет Росгидромет и всемирная сеть режимных наблюдений за погодой и климатом. Объем информации о погодных явлениях и метеоусловиях региона, оперативность получения данных позволяет отследить типичные лавиноопасные погодные условия:

•большое количество снега, выпавшее за короткий промежуток времени;

•сильный ливень;

•значительный ветровой перенос снега;

•продолжительный холодный и ясный период, последовавший за интенсивными осадками или метелью;

•снегопады поначалу холодные, затем теплые или наоборот;

•быстрое повышение температуры после длительного холодного периода;

•продолжительные периоды (более 24 ч) с температурой близкой к 0 °С;

•интенсивная солнечная радиация.

Общие требования к организации мониторинга снежных лавин (по ГОСТ Р 22.1.08–99) представлены в табл. 4.7.

Таблица 4 . 7

Программа мониторинга опасных метеорологических явлений и процессов

79

Косвенными признаками схода лавин могут выступать результаты наблюдений за состоянием растительности, по которому можно судить о прошлых случаях схода лавин.

Снеголавинные исследования проводятся во многих странах мира. В некоторых из них сбор данных осуществляется по сетевому принципу. Организация выпуска Национального снеголавинного бюллетеня Швейцарии предусматривает ежедневный сбор данных от 80 наблюдателей и 61 автоматической станции. В США только в системе лесной службы действуют 12 снеголавинных центров.

В настоящее время ГИС-технологии широко применяются для выявления зон зарождения лавин, определения зон поражения, создания кадастров лавинных очагов, баз данных о лавинах и прогноза лавинной опасности.

ГИС-технологии используются для моделирования процессов и явлений, определяющих условия схода снежных лавин. С целью изучения пространственного распределения снежного покрова – выявления зон аккумуляции и сноса снега, его динамики, характеристик снеготаяния – генерируются карты экспозиции склонов.

С применением ГИС-технологий обеспечивается визуализация данных о прошедших событиях. Конечным продуктом являются генерируемые средствами ГИС карты толщины снежного покрова, прироста снега (за последние сутки), суммы свежевыпавшего снега за последние 3 дня и, наконец, карты прогноза лавинной опасности на отдельные горные массивы и на всю территорию страны.

80