Быстроразвивающиеся паводки: международная версия


Краткое содержание

Что такое быстроразвивающийся паводок?

Быстроразвивающийся паводок:

  • Это стремительно развивающийся, угрожающий жизни паводок.
  • Многие НГМС включают в это понятие временной масштаб, понимая под быстроразвивающимся паводком событие, формирующееся в течение 6 часов, а нередко менее 3 часов, после вызвавшего его события.
  • Быстроразвивающийся паводок может быть вызван следующими причинами: интенсивный дождь, разрушение плотин или дамб, неожиданное геотермальное снеготаяние и/или внезапный подъем уровня воды, вызванный заторами льда.
  • Быстроразвивающиеся паводки могут затопить территории, не имеющие русловой сети.
  • В некоторых случаях характеристики стока могут быть важнее характеристик осадков.
  • Быстроразвивающиеся паводки могут формироваться и часто формируются при сухой почве и в периоды засух.

Влияние метеорологических факторов

  • Интенсивность осадков – ключевой фактор, определяющий потенциал быстроразвивающегося паводка.
  • Одинаковое количество осадков одинаковой продолжительности не всегда вызывают одинаковой сток вследствие пространственно-временной изменчивости характеристик подстилающей поверхности.
  • Наибольшую интенсивность имеют конвективные осадки, выпадающие при грозах и/или тропических ливнях.
  • Осадки могут быть более эффективными, если:
    • окружающая атмосфера имеет высокую относительную влажность средних слоев и/или
    • наблюдается явление теплого дождя, когда большая часть облака находится ниже уровня замерзания и размер частиц увеличивается за счет их столкновения и слияния.
  • Продолжительность осадков также обуславливает риск возникновения быстроразвивающихся паводков.
  • Интенсивные осадки, медленно перемещающиеся или повторяющиеся над одной и той же территорией, формируют осадки большей продолжительности, при этом, как правило, увеличивается риск возникновения быстроразвивающихся паводков.

Влияние гидрографических характеристик

  • Быстрый поверхностный сток очень важен для оценки риска возникновения быстроразвивающихся паводков.
  • При оценивании потенциального стока следует учитывать влажность и гранулометрический состав почвы, а также почвенный профиль (в том числе материал на поверхности).
  • Влагонасыщенность почвы является важным, но не обязательным условием формирования быстрого поверхностного стока.
  • Интенсивные осадки, выпадающие на почвы с низкой инфильтрационной способностью, приводят к возникновению быстрого поверхностного стока, даже если эти почвы сухие.
  • Почвенные текстуры с частицами меньшего размера, например, глина, при интенсивных осадках обеспечивают формирование большего поверхностного стока.
  • Территории со слоем почвы незначительной толщины будут, как правило, насыщаться быстрее и формировать больший сток, по сравнению с территориями с мощным слоем почвы.
  • Малые бассейны подвержены более высокому риску возникновения быстроразвивающихся паводков, по сравнению с более крупными бассейнами.
  • Крутые склоны, уменьшение шероховатости подстилающей поверхности, значительная густота речной сети, изменение состояния поверхности бассейна – все это увеличивает риск возникновения быстроразвивающихся паводков.
  • Урбанизация, лесные пожары и обезлесение могут увеличить скорость формирования быстроразвивающегося паводка и его величину.
  • Урбанизация увеличивает как объем стока, так и скорость, c которой вода перемещается к расположенным ниже участкам бассейна и руслам водотоков.
  • Лесные пожары могут изменить свойства почвы и увеличить риск возникновения потока с преобладанием крупнообломочного материала.
  • В некоторых случаях увеличение поверхностного стока обусловлено промерзанием грунта.

Инструменты и системы прогнозирования быстроразвивающихся паводков

  • Механические и автоматические локальные системы предупреждения о паводках обычно функционируют исключительно на основе данных осадкомеров и водомерных постов
  • Нередко данные осадкомеров и водомерных постов, используемые в механических системах, предоставляются волонтерами.
  • Механические и локальные системы предупреждения о дождевых паводках используют исторические записи о водотоке для того, чтобы определить, превышают или нет уровень воды и/или интенсивность осадков критические пороговые значения формирования паводка.
  • Основные достоинства использования спутниковой информации для прогнозирования и мониторинга быстроразвивающихся паводков: непрерывный охват наблюдениями обширных территорий, в том числе слабо населенных и не охваченных наземными наблюдениями.
  • Основные недостатки применения спутниковой информации для прогнозирования и мониторинга быстроразвивающихся паводков: косвенное определение интенсивности осадков посредством вычислений, основанных на учете различных свойств облаков, а также более длительные периоды обновления данных (от 1 до 12 часов, в зависимости от спутниковой платформы).
  • Такие мультисенсорные продукты оценивания осадков, как алгоритмы EUMETSAT, сочетают достоинства данных полярно-орбитальных микроволновых спутников (точность) и геостационарных спутников (большая надежность, непрерывность, быстрое обновление охвата территории).
  • Такие алгоритмы, как Hydro-Estimator, включают данные моделей численного прогноза погоды для повышения надежности информации об интенсивности дождя, получаемой геостационарными спутниками по температуре верхней границы облаков.
  • Основные достоинства применения данных радиолокаторов для прогнозирования и мониторинга быстроразвивающихся паводков: непосредственное измерение осадкообразующих частиц и структуры осадкообразующей системы, высокое пространственное разрешение – несколько сотен метров или менее, быстрое обновление данных – 5 минут или менее.
  • Основные недостатки применения данных радиолокаторов для прогнозирования и мониторинга быстроразвивающихся паводков: неточность оценок интенсивности осадков из-за использования эмпирического соотношения отражаемость – интенсивность дождя, а также физические ограничения, такие как блокирование луча радиолокатора, малые площади охвата.
  • Интенсивность дождя вычисляется по данным радиолокационного зондирования с использованием эмпирического соотношения отражаемость – интенсивность дождя. Для того, чтобы получить более надежные оценки осадков, синоптики должны иметь представление о том, какое соотношение использовать в течение разных сезонов и при различных типах осадков.
  • Система оценки риска возникновения быстроразвивающихся паводков (СОРВБП) – это система, позволяющая оценить количество осадков, которое должно выпасть за определенное время, для того, чтобы на малых водотоках начались паводки.
  • Самыми распространенными видами СОРВБП являются сеточная и для замыкающего створа конкретного бассейна.
  • Сеточная СОРВБП часто показывает одно и то же значение для всего бассейна, так как ее получают на основе осредненных по бассейну параметров.
  • ОРВБП устанавливается на основе использования двух характеристик: критический сток и зависимости осадки-сток (кривые осадки-сток).
  • Критический сток – это сток, сформировавшийся в течение определенного периода и необходимый для того, чтобы начался паводок на малых водотоках (то есть на водотоках с малыми площадями бассейнов).
  • Модели стока, применяемые различными НГМС, позволяют получить кривые осадки-сток, по которым можно оценить отношение между осредненными по бассейну значениями осадков и стока.
  • Кривые осадки-сток позволяют определить количество осадков, необходимое для формирования критического стока.
  • Кривые осадки-сток отражают изменения влажности почвы.
  • ОРВБП, как правило, получают для бассейнов, площади которых превышают площади бассейнов, наиболее подверженных риску возникновения быстроразвивающихся паводков.
  • СОРВБП, как правило, недостаточно надежны для бассейнов с особенностями подстилающей поверхности, например, для урбанизированных и подвергавшихся пожарам территорий.
  • СОРВБП, использующие в качестве исходных данных спутниковые оценки осадков и влажности почвы, в настоящее время применяются в Центральной Америке, в долине р. Меконг, на Гаити, в Доминиканской Республике и южной Африке. ВМО сотрудничает с консалтинговыми агентствами в целях содействия использованию СОРВБП в регионах, где она еще не создана.
  • Модели с распределенными параметрами позволяют оценить величину способного сформироваться быстроразвивающегося паводка.
  • Модели с распределенными параметрами позволяют более детально учесть влияние дождя и стока в масштабе ячеек расчетной сетки, и постепенно должны заменить существующие СОРВБП.

Вы закончили изучение данного урока. Пожалуйста, пройдите контрольный опрос и поделитесь своими впечатлениями от урока, пройдя этот опрос.