Проблемы прогнозирования и предупреждения паводковой опасности и риска и возможные пути их решения

- о гидропостах, метеостанциях и других пунктах наблюдения, обеспечивающих мониторинг паводковой опасности;

- о грунтах и рельефе местности;

- о реках при различных режимах их состояния;

- о населенных пунктах и населении;

- о зданиях и сооружениях.

При расчете возможного ущерба от воздействия паводков возможны два случая: первое – при медленном затоплении (минуты, часы) территории, при этом основными поражающими факторами являются высота затопления и время затопления; при быстром затоплении основными поражающими факторами являются скорость потока воды и высота волны. Существенное влияние на формирование параметров высоты затопления и скорости волны оказывает рельеф местности. Пример создания цифровой модели местности с помощью лазерного сканера приведен на рис. 1 (рисунок предоставлен фирмой «Геокосмос-ГИС», входящей в состав Агентства МЧС России по мониторингу и прогнозированию ЧС).

Для уточнения данных о местности и объектах на местности применяются космические и авиационные снимки. Примером рационального сквозного подхода от прогнозирования до реагирования явились учения, проведенные в реальных условиях при подготовке к паводковоопасному периоду в Вологодской области в районе г. Великий Устюг. На рис. 3 приведен расчетный случай оценки параметров разлива реки с учетом возможного образования ледяного затора.

Для расчета возможных последствий воздействия наводнений на здания и сооружения и находящихся в них людей важно знать уязвимость зданий и сооружений и грунтового массива. Разработанная в Агентстве технология позволяет выполнять оценку уязвимости системы грунт–здание с применением метода динамических испытаний. Трехкомпонентные датчики ускорения устанавливаются на поверхности грунта и в самом здании по всей высоте. Динамические испытания проводятся последовательно от более общего к более частному, то есть от испытания всей системы грунт–здание до испытания выявленных слабых отдельных конструктивных элементов. Дополнительно проводится изучение грунтового массива с применением метода сейсморазведки и электромагнитной томографии с использованием георадаров.

По результатам комплексного анализа полученных данных определяется уязвимость системы грунт–здание (сооружение). Прогнозируемые данные по параметрам возможного наводнения и полученные данные по уязвимости системы грунт–здание (сооружения) являются исходными для модели по оценке последствий, встроенной в геоинформационную систему.

По результатам моделирования воздействия наводнения на систему грунтздание (сооружение) получаются возможные в долях от целого разрушения зданий (сооружений) и численные потери среди людей, находящихся внутри зданий и сооружений. Полученные результаты дают возможность оценить изменение индивидуального паводкового риска во времени с учетом изменения параметров наводнения и уязвимости зданий (сооружений) и, следовательно, выполнять мониторинг индивидуального паводкового риска. Технология оценки уязвимости системы грунт–здание после воздействия катастрофического наводнения была апробирована в Республике Германия. По результатам обследования пострадавших от наводнения домов составлялись паспорта безопасности, где определялись параметры уязвимости системы грунт–здание и давались рекомендации по повышению устойчивости системы.