скачать книгу бесплатно
Наводнения: от защиты к управлению. Научные редакторы: член-корреспондент РАН В. Н. Лыкосов и профессор В. А. Земцов
П. Ю. Пушистов
Е. В. Викторов
Книга представляет собой обзор избранных публикаций и материалов, отражающих характерный для начала 21 века переход от традиционной весьма ограниченной парадигмы простой «защиты от наводнений» к инновационному подходу – интегрированному управлению наводнениями, основной задачей которого является сведение к минимуму человеческих жертв, а также экономического и экологического ущерба, приносимого наводнениями, с одновременным максимальным повышением эффективности использования пойменных территорий.
Наводнения: от защиты к управлению
Научные редакторы: член-корреспондент РАН В. Н. Лыкосов и профессор В. А. Земцов
П. Ю. Пушистов
Е. В. Викторов
© П. Ю. Пушистов, 2016
© Е. В. Викторов, 2016
© Г. С. Бельская, иллюстрации, 2016
Редактор В. Н. Лыкосов
Редактор В. А. Земцов
ISBN 978-5-4483-3023-0
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Так уж повелось, что каждую весну, а подчас и лето, а иногда и зиму, в России случаются наводнения. И каждый раз вслед за волной паводка катится волна эмоций, увенчанная традиционными русскими вопросами: «Кто виноват?» и «Что делать?».
(Из заключения монографии Воробьева Ю. Л., Акимова В. А., Соколова Ю. И. «Катастрофические наводнения начала 21 века: уроки и выводы», 2003г.)
Если сравнить состояние работ по созданию систем краткосрочного (оперативного) прогнозирования половодий и паводков у нас и за рубежом, то надо сказать, что в настоящее время мы запаздываем с работами в этой области примерно на 15—20 лет. Это относится и к созданию систем для управления пропуском паводков через створы гидроэлектростанций.
(Из статьи академика О. Ф. Васильева в журнале «Гидротехническое строительство» №2, 2012г.)
Наводнения будут всегда, но правильное управление ими может значительно снизить их последствия.
(Ян Кубиш – Исполнительный секретарь Европейской экономической комиссии Организации Объединённых Наций, из предисловия к публикации «Управление риском трансграничных наводнений:
опыт региона ЕЭК ООН», 2009 г.)
1. Введение
Около 70% природных стихийных бедствий на земном шаре связаны с гидрометеорологическими явлениями и процессами. По числу жертв и причиняемым ущербам наводнения исторически занимают одно из первых мест в ряду стихийных бедствий и катастроф [2,20,41,47,50,60,81]. В последние годы участились катастрофические наводнения, усугубились их экономические, социальные и экологические последствия и выросло число вызванных ими человеческих жертв [16,20,33,36,42,47,62,66]. В этой и без того тревожной ситуации, фиксируемая изменчивость климата и ожидаемые его изменения, по мнению экспертного сообщества, могут привести к тому, что наводнения станут более частыми, масштабными и интенсивными [9,14,19,24,34,45,47,58,61,69].
С другой стороны, наводнения – это природные явления, которые приносили и будут приносить пользу: сезонное затопление пойм рек является необходимым для обеспечения благополучия экосистем рек, формирования новых мест обитания фауны, отложения ила и плодородного органического материала, а также для поддержания существования водно-болотных угодий.
Социальная и экономическая уязвимость при наводнениях определяются, главным образом, качеством планирования и управления жизнедеятельностью человека – быстрым и, часто, плохо организованным аграрным и промышленным освоением пойменных земель, высокими темпами урбанизации этих территорий, эффективностью работы систем раннего предупреждения, прогнозирования и реагирования на чрезвычайные ситуации при наводнениях и т. п. [1,16,23,27,47,60,81,86,87].
1.1. Исторические аспекты защиты от наводнений
Человек с древнейших времен стремился построить жилище и освоить плодородные земли в поймах и устьевых зонах крупных рек, впадающих в моря и океаны, территории щедро обеспеченные водой для жизни, ведения сельского хозяйства и транспортных связей с внешним миром. История освоения речных пойм и прибрежных зон морей и океанов непрерывно связана с многовековой историей борьбы человека с водной стихией и, прежде всего, с историей методов и средств защиты от наводнений. Эти методы и средства достаточно хорошо описаны в научной, технической и популярной литературе (см., например, раздел «История защиты от наводнений» [47], а также [50,65,79,85,92]).
Общепринято делить методы и средства защиты от наводнений на инженерные (или структурные) и неинженерные (или неструктурные) [16,47]. Традиционно сложившимися и доминантными в практических применениях, вплоть до середины XX века, были методы инженерной защиты, основанные на следующих мероприятиях:
регулирование и перераспределение стока в речном бассейне с помощью плотин и водохранилищ;
ограждение защищаемых территорий и объектов дамбами;
увеличение пропускной способности речных русел;
повышение отметок высот защищаемых территорий до незатопляемых уровней;
переброска части стока;
некоторые специальные приемы снижения опасности наводнений.
Достаточно подробные обзоры работ с описанием целей, классификаций и недостатков строительства и эксплуатации защитных гидротехнических сооружений (ГТС) можно найти в [16,41,47,81 и др.].
Многовековая практика борьбы с наводнениями показала, что значительная часть территорий пойм и прибрежных зон морей и океанов, подверженных периодическим или потенциально возможным затоплениям, не может быть обеспечена только инженерными системами защиты [16,47,81]. Более того, доказано, что одни только инженерные методы и средства защиты не могут остановить темпы роста ущербов от наводнений, а в ряде случаев, особенно при катастрофических наводнениях, обусловленных прорывами или разрушениями инженерных ГТС, такие ущербы увеличиваются кратно. Приведем лишь один, но очень яркий пример. При известном наводнении на реке Миссисипи в августе-сентябре 1993 года, более 1000 из 1300 дамб, предназначенных для задержки водных масс при наводнениях, были прорваны, включая мощные противопаводковые дамбы, защищающие такие крупные города, как Сент-Луис (см. приложение D [81]).
При таком положении дел для плохо защищенных или совсем не защищенных территорий, где отсутствуют противопаводковые ГТС, исключительную важность (см., например, [16,41,47,81]) приобретают неинженерные предупредительные стратегические и оперативные методы и средства защиты от наводнений. К таким направлениям защиты относятся:
контроль за хозяйственным использованием опасных зон;
организация оперативного оповещения и информирования органов управления и населения об опасности наводнения;
разработка и оперативное осуществление планов эвакуации людей и материальных ценностей из угрожаемых районов;
организация высокоэффективных гидрометеорологических наблюдений;
мониторинг и прогноз развития паводковых процессов;
вынос объектов из зон периодического затопления;
развитие программ страхования от наводнений;
организация координации и эффективного управления защитой от наводнений в речном бассейне.
Каждому из указанных выше мероприятий неинженерной защиты от наводнений, успешно применявшихся на практике со второй половины XX века, посвящено большое число специальных публикаций, обзоры которых можно найти в, например, работах [10,16,41,47,50,81,94]. В конце прошлого века, вместе с формулированием принципов интегрированного управления водными ресурсами (ИУВР) [48,68,81,90], было установлено (см., например, раздел 3 [77]), что методы и средства традиционной защиты от наводнений характеризуются существенными недостатками, поскольку:
эти методы ориентированы преимущественно на «контроль», а не «управление» наводнениями;
мероприятия по контролю наводнений часто осуществляются несогласованно и разрозненно;
мероприятия по контролю наводнений основаны на реагирование на ситуацию, а не на ее предупреждение;
упор в системах противопаводковой защиты делается, главным образом, на структурные (инженерные) мероприятия;
управленческие решения разрабатываются и применяются в рамках очень ограниченного числа дисциплин или областей применяемых знаний;
как правило, не учитывается текущая и перспективная динамика морфологических характеристик рек;
редко учитываются уроки, вынесенные из ошибок в прошлом.
Интегрированный подход к управлению наводнениями, принимающий во внимание, как возможности, предоставляемые поймами для социально-экономической деятельности, так и управления рисками, и являющийся жизненно важным для устойчивого развития бассейнов рек начал интенсивно развиваться и применяться с начала текущего столетия [41,60,62,66,77,81,86,89].
1.2. Интегрированное управление наводнениями
Интегрированное управление наводнениями (ИУН) объединяет процессы развития земельных и водных ресурсов в речном бассейне в контексте интегрированного управления водными ресурсами [41,68,71,72,94] с целью максимально эффективного использования пойм и сведения к минимуму случаев гибели людей и имущества. ИУН должно быть открытым, прозрачным, всеохватывающим и коммуникативным; оно должно предусматривать децентрализацию процесса принятия решений, включать общественное обсуждение и участие представителей заинтересованных сторон в процессе планирования и реализации [77,89].
ИУН требует концептуального отказа от традиционного фрагментарного подхода к управлению наводнениями (в отечественной литературе (см. например [2,16,46]) – к защите от наводнений), который на практике часто оказывается малоэффективным (см. раздел «Заключение» [16] и приложение D [81]).
ИУН требует не только концептуального отказа от традиционного фрагментарного подхода, но и способствует эффективному использованию ресурсов речного бассейна в целом, с применением при этом стратегий по сохранению или увеличению продуктивности пойм, обеспечивая одновременно защитные меры от потерь, вызываемых наводнениями [77,89].
Устойчивое и эффективное управление водными ресурсами требует целостного подхода, увязывающего социально-экономическое развитие с защитой природных экосистем и обеспечивающего надлежащие связи на управленческом уровне между землепользованием и водохозяйственной деятельностью. Поэтому обеспечение готовности к бедствиям, обусловленным такими связанными с водой явлениями, как наводнения и засухи, должно обязательно стать элементом управления водными ресурсами, поскольку такие бедствия являются важным фактором, который необходимо учитывать при обеспечении устойчивого развития бассейнов рек [16,41,77,89].
Целостный подход к планированию и управлению, связанный с чрезвычайными ситуациями, является предпочтительным по сравнению с подходом, определяемым конкретным опасным явлением, и ИУН должно быть частью более широкой системы учета различных факторов риска и управления этими рисками. Такой подход способствует структурированному обмену информацией и формированию эффективных организационных взаимосвязей. При планировании ИУН достижение общей цели устойчивого развития требует координации процессов принятия решений любого количества органов власти и организаций, занимающихся вопросами развития. При принятии любого решения, которое влияет на гидрологические характеристики бассейна, должны приниматься во внимание все остальные аналогичные решения [41,66,77,87,89].
1.3. Ассоциированная программа управления наводнениями. Международная инициатива по наводнениям
В августе 2001 года Всемирная метеорологическая организация (ВМО) и Глобальное водное партнерство (ГВП) учредили Ассоциированную программу управления наводнениями (АПУН, англ., APFM, http://[битая ссылка] www.apfm.info) для целевой поддержки стран-членов в деле внедрения интегрированного управления наводнениями, как нового целостного подхода к управлению наводнениями, в том числе в трансграничном аспекте. Комитет по управлению АПУН организовал работу над программой в формате этапов: этап I, август 2001-июль 2006 гг., этап II, август 2006-март 2010гг., этап III, апрель 2010 – июль 2014 гг., этап IV, начиная с августа 2014 г.
ВМО и ГВП, с участием более двух десятков организаций-партнеров, с помощью АПУН, определяют концептуальные начала и руководящие принципы интегрированного управления наводнениями.
С момента первой публикации концептуального документа «Интегрированное управление наводнениями» в 2003 году он стал базовым справочным документом, в котором ИУН описывается в качестве практически осуществимого варианта политики в области устойчивого развития. Второе и третье, пересмотренные и дополненные издания концепции ИУН были опубликованы в 2006 и 2009 [77] годах, соответственно. Серия публикаций на тему «Политика управления наводнениями», изданных в рамках АПУН, включает в себя следующие сборники:
Законодательные и институциональные аспекты ИУН (WMO No 997, 2006);
Социальные аспекты и вовлечение представителей заинтересованных сторон в ИУН (WMO No 1008, 2006);
Аспекты охраны природы при ИУН (WMO No 1009, 2006);
Экономические аспекты ИУН (WMO No 1010, 2007).
Значительное внимание в деятельности АПУН уделяется вопросам разработки и предоставления пользователям инструментария управления наводнениями (раздел TOOL SERIES на сайте [битая ссылка] www.apfm.info). При этом основные усилия экспертов программы сосредоточены на подготовке серии отчетов об инструментальных средствах, которые включают в себя руководящие материалы (руководства, регламенты и наставления), предназначенные для практиков, занимающихся управлением наводнениями. Особенно впечатляющий по количеству и содержанию технических отчетов АПУН, является серия «Инструментарий ИУН», которая включает в себя следующие выпуски:
1. Разработка бассейнового плана управления наводнениями (выпуск 1, март 2007г., 26 с.);
2.Проведение оценок ущербов от наводнений (выпуск 2, июнь 2013г., 48с.);
3. Применение оценок состояния окружающей среды при управлении наводнениями (выпуск 3, июнь 2013г., 50 с.);
4. Организация участия общественности в управлении наводнениями (выпуск 4, март 2008г., 27 с.);
5. Эксплуатация водохранилищ и регулирование стока (выпуск 5, июнь 2011г., 60 с.);
6. Управление рисками городских наводнений (выпуск 6, март 2008г., 44 с.);
7. Роль планирования землепользованием в управлении наводнениями (выпуск 7, март 2007г., 39 с.);
8. Разделение рисков в управлении наводнениями (выпуск 8, июнь 2013г., 56с.);
9.Управление наводнениями в условиях изменяющегося климата (выпуск 9, август 2009г., 32 с.);
10. Интегрированное управление наводнениями, как адаптационный инструмент при изучении конкретных случаев изменения климата (выпуск 10, февраль 2011г., 54 с.);
11. Планирование чрезвычайных ситуаций при наводнениях (выпуск 11, февраль 2011г., 38 с.);
12. Управление рисками, связанными с наносами (выпуск 13, март 2011г., 53с.);
13. Охрана и восстановление рек и пойм (выпуск 13, май 2012г., 62 с.);
14. Управление городскими наводнениями при изменении климата (выпуск 14, февраль 2012г., 54 с.);
15.Защита от наводнений (выпуск 15, май 2012г., 46 с.);
16. Управление ливневыми паводками (выпуск 16, май 2012г., 44 с.);
17. Управление наводнениями в дельтах рек и прибрежных зонах морей (выпуск 17, май 2012г., 62 с.);
18. Управление трансграничными наводнениями (выпуск 18, март 2013г., 62 с.);
19. Прогнозирование и раннее предупреждение наводнений (выпуск 19, май 2013г., 84 с.);
20. Картирование наводнений (выпуск 20, ноябрь 2013г., 88 с.).
Значительно скромнее на сайте АПУН представлен высокотехнологичный инструментарий средств компьютерного моделирования, которые рекомендуется использовать при управлении наводнениями. В соответствующем разделе сайта, названном «Полезное программное обеспечение» (Useful software) представлены две позиции:
1.Инструменты для оценок:
RLAT – инструмент для быстрой правовой оценки;
Flood Resilience PORTAL – платформа, которая позволяет проводить исследования и оценки рисков наводнений.
2. Программное обеспечение для гидравлического моделирования:
Mike-21-компьютерная двумерная (2D) система, разработанная Датским Гидравлическим Институтом;
KALYPSO – программная платформа с модулями: гидрология, расчет профиля и поверхности воды, 1D/2D моделирование, расчет рисков и планов эвакуации.
Следует подчеркнуть, что в преамбуле к соответствующему разделу сайта АПУН отмечается, что представленный список программных средств не является исчерпывающим и в него включены только те высокотехнологичные компьютерные продукты, которые разработаны основными партнерами АПУН.
В 2009 году ВМО и более чем 20 организаций-партнеров создали Службу поддержки интегрированного управления наводнениями (см. раздел Helpdesk на сайте [битая ссылка] www.apfm.info), через которую странам и бассейнам рек, желающим взять на вооружение концепцию ИУН, предоставляется информация о политике и стратегии управления наводнениями и об институциональном развитии в связи с наводнениями. Деятельность службы поддержки предусматривает не только проведение разъяснительной работы, формирование политики и определение направлений реализации, но и разработку необходимых для их поддержания программ развития потенциала. Замечательным ресурсом Службы поддержки является доступ к 10 платформам тематического электронного дистанционного обучения (E-learning), в области планирования и управления водными ресурсами, которые поддерживаются ведущими университетами мира и рядом международных организаций.
Концепция интегрированного управления наводнениями является основополагающей в деятельности еще одной, весьма авторитетной организацией – Международной инициативы по наводнениям (МИН, англ. IFI, [битая ссылка] http://www.ifi-home.info). Эта организация учреждена ЮНЕСКО и ВМО, совместно с Советом союза университетов (UNS) и Международной стратегией по снижению бедствий (IAHS). Ее деятельность сосредоточена на научных исследованиях, организации информационных сетей, образовании и обучении, оказании поддержки профессиональным сообществам, обеспечении технической помощи и руководства в сфере управления наводнениями. Важным результатом деятельности МИН является организация и проведение международных конференций по управлению наводнениями (ICFM), в том числе в 2000 г. в Германии, в 2002 – в Китае, в 2005 – в Нидерландах, в 2008 – в Канаде, в 2011 – в Японии, в 2014 – в Бразилии. Труды этих конференций можно найти на сайте [битая ссылка] http://www.ifi-home.info.
1.4. Цель обзора. Рекомендации читателю
