Петр Пушистов - Наводнения: от защиты к управлению

река Блю в штате Оклахома, США;

река Норз в провинции Гуангдонг, Китай.

Результаты проекта FLOOD RELIEF впервые были широко представлены профессиональному сообществу на специальной сессии «Генерация знаний и технологий для устойчивого управления водными ресурсами», 4-го Всемирного Водного Форума, Мексика, март 2006 года (см. сайт http://projects.dhi.dk/floodrelief)

Очень подробное и весьма квалифицированное описание широкого диапазона проблем разработки систем поддержки принятия решений для прогнозирования и предупреждения наводнений, включая конкретный проект СППР для реки Марибурнонг (DSSFCMR) представлено в работе [80]. Эта работа (состоящая из резюме и 7 глав, объемом 309 с.) была защищена в 2007 году, как докторская диссертация в университете Виктория, Мельбурн (Австралия).

Первая глава [80] является введением в работу, в котором в весьма доступной форме представлены основные определения и положения, касающиеся СППР ИУВР в целом, перечислены достоинства и недостатки существующих СППР для прогнозирования и предупреждения наводнений, в частности. В следующей главе [80] содержится очень подробный обзор истории и результатов разработки и применения СППР для планирования и управления системой водных ресурсов, включая аспекты качества воды, эксплуатации водохранилищ и контроля наводнений. Здесь же описаны гидрологические, гидравлические и экономические модели, применяемые в составе СППР контроля наводнений, и проблемы прогнозирования наводнений (прогнозирование осадков, важность использования данных метеорологических радаров и ИСЗ и результатов численных, в т.ч. мезомасштабных прогнозов погоды в режиме реального времени).

В главах 3—5 представлены: базовая теория, методы и средства концептуального проектирования и конкретные результаты разработки системы DSSFCRM — СППР для прогнозирования и предупреждения наводнений на паводкоопасном участке бассейна реки Марибурнонг (штат Виктория, Австралия). Результаты калибровки, верификации и практического использования DSSFCMR, в составе которой интегрировано работают 5 основных компонентов: подсистемы управления БД (DBSM) и базой средств моделирования (оперативная численная гидрологическая модель URBS и известная гидравлическая модель HEC-RAS), подсистема анализа и отображения пространственных и графических данных, подсистемы поддержки принятия оперативных решения и интерфейсов пользователей, подробно описаны в главе 6 [80].

В заключительной 7 главе [80] подведены итоги проведенного исследования, указаны достижения, трудности и ограничения, проделанной работы и обоснованы рекомендации для будущих исследований и применений. В целом работа [80], по нашему мнению, может служить, своего рода, образцом системного исследования осуществимости, проектирования, реализации и применения многофункциональных СППР для оперативного прогнозирования и раннего предупреждения наводнений в конкретных бассейнах/суббассейнах паводкоопасных рек, подобных бассейну реки Марибурнонг.

Следующая работа, на которую мы хотели бы обратить внимание наших читателей, это глава 9 «Раннее предупреждение и оперативное картографирование событий наводнений», вошедшая в состав монографии «Новые достижения наук о Земле и технологий дистанционного зондирования» [57], опубликованной в 2010 году.

В разделе 1 (Введение) авторы [57] кратко описывают генезис событий и ущербы от сильного наводнения весной 1973 года и катастрофического паводка в мае 2008 года на реке Саинт Джон округа Фредериксон (Нью Брансвик, Канада), подчеркивают особую важность технологий прогнозирования динамики наводнений, основанных на интегрировании новейших методов и средств моделирования и прогнозирования осадков с системами прогнозирования и предупреждения паводков и половодий, и эффективность объединения инструментария гидрологического моделирования с ресурсами Интернет-технологий. С целью улучшения системы оперативного прогнозирования водного режима реки Саинт Джон в части повышения точности и увеличения заблаговременности прогнозов наводнений авторами [57] была разработана, основанная на WebGIS, СППР для мониторинга и прогнозирования наводнений с использованием автоматизированных методов интегрирования потоков различных данных, и интерфейсов динамического оконтуривания характеристик поймы и оперативного электронного картирования зон затопления.

В разделе 2 авторы [57] кратко описывают характеристики поймы и характерные гидрометеорологические процессы, генерирующие наводнения на реке Саинт Джон. В разделах 3 и 4 они представляют концептуальную модель системы мониторинга и прогнозирования наводнений и инструментарий гидрологического моделирования в рамках, реализованной ими, СППР. В разделе 5 авторы описывают реализацию интегрирования средств гидрологического моделирования (гидравлическая модель DWOPER) и ГИС-технологий (CARISGIS), включая сетевой интерфейс для динамического мониторинга результатов оперативного прогнозирования наводнений и электронного картирования, который может динамически отображать наблюдаемые и прогностические характеристики зон затопления, необходимые для ЛПР и ПЗС.

В заключение обзора публикаций данной тематической группы обратим внимание читателя на работу [52], опубликованную в 2011 году и описывающую, весьма впечатляющие, результаты реализации национальной программы Испании SAIH — «Автоматизированная Система (сбора, обработки и распространения) Гидрологической Информации» и результаты разработки и применения инновационных СППР оперативного прогнозирования наводнений, как компонентов СППР ИУРБ для сети SAIH.

Во введении статьи [52] отмечается, что события наводнений в Испании являются природными бедствиями с очень большим количеством пострадавших и высокой повторяемостью. Только за период с 1995 по 2009 гг. число наводнений в стране составило 268 случаев. Таким образом, изучение наводнений и поиск путей смягчения их последствий являются важной частью водной политики Испании.

Долгое время управление наводнениями в Испании осуществлялось преимущественно за счет структурных (инженерных) мероприятий, таких как регулирование пиков расходов с помощью водохранилищ и строительство ГТС для защиты городских территорий. Предпосылки к активному использованию неструктурных мероприятий для управления наводнениями в стране были созданы благодаря программе SAIH, которая начала реализовываться в 1983 году, после драматических событий наводнений в Валенсии, Панс Васко и Пиренеях.

Работающие в режиме реального времени гидрометеорологические информационные системы SAIH структурированы на уровне территорий (округов) больших бассейнов Испании. В настоящее время (конец 2010 г.) система располагает 2650 телеметрическими (автоматизированными) пунктами наблюдений, включая осадкомеры, снегомеры, станции мониторинга рек, каналов и водохранилищ. До настоящего времени инвестиции в эту программу составили около 840 миллионов евро. Опыт почти 20-летнего использования систем SAIH показал, что хотя системы стали необходимым и важным инструментом для управления и администрирования водными ресурсами, обществу также необходим прогностический инструментарий, позволяющий упреждать реагирование на события наводнений.