ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, 2015, том 42, № 1, с. 92-99
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОД СУШИ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ
УДК 504.37,551.453,551.435.162
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЛИВНЯ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ (6-7 ИЮЛЯ 2012 г.) НА ГИДРОЛОГО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В БАССЕЙНАХ МАЛЫХ ГОРНЫХ РЕК (НА ПРИМЕРЕ р. АШАМБЫ)1
© 2015 г. М. В. Исупова*, Е. В. Дзагания**, В. В. Крыленко***, М. В. Крыленко***
*Институт водных проблем РАН 119333 Москва, ул. Губкина, 3 E-mail: misupova@yandex.ru **ООО "Инжзащита" 354055 Сочи, ул. Пластунская, 202 E-mail: krylenka@gmail.com ***Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН 35346, Краснодарский край, Геленджик, ул. Просторная, 1г E-mail: krylenko@mail.ru Поступила в редакцию 21.06.2013 г.
По результатам натурных исследований в районе г. Геленджика выполнен анализ устойчивости бассейна малой р. Ашамбы и временных водотоков к воздействию экстремального ливня. Проведены оценочный расчет расходов воды в р. Ашамбе и сравнение результатов этого расчета с нормативными расчетными гидрологическими параметрами, принятыми для проектирования. Показано, что существующие методики расчета и нормативные климатические показатели позволяли предусмотреть возможность паводка подобной интенсивности. Показаны гидролого-морфологические изменения в реке, произошедшие в результате прохождения экстремального паводка. Выявлено, что затопление территории и разрушение хозяйственных объектов — следствие нарушения или игнорирования существующих нормативов по расчету параметров экстремальных природных явлений. Отмечено, что антропогенно не нарушенные природные ландшафты показали довольно высокую степень устойчивости к экстремальному ливню.
Ключевые слова: экстремальные осадки, ливень, река, море, паводок, сток наносов, конус выноса.
DOI: 10.7868/S0321059615010058
Ливни экстремальной интенсивности, вызывающие значительные нерегулярные паводки на реках, порой имеют катастрофические непредсказуемые последствия, например наводнения в дельте Кубани в 2002 г. (приведшие к многочисленным жертвам среди населения и существенному материальному ущербу) и в бассейнах Дуная, Влтавы и Эльбы в августе 2002 г. (погибло более 100 человек, экономический ущерб от наводнения составил 20 млрд евро). К катастрофическим последствиям на территории нескольких районов Краснодарского края в России привели интенсивные ливневые дожди 6—7 июля 2012 г., вызвавшие наносоводные и селевые потоки на реках и временных водотоках, а также наводнение в Крымске (на р. Адагум), где, по официальным
1 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 12-05-00587).
данным, погибло более 170 человек [5]. Сильно пострадали попавшие в зону наводнения другие населенные пункты, автодороги и сельскохозяйственные угодья. Спустя полтора месяца, 21—22 августа 2012 г. на р. Нечепсухо (Туапсин-ский район) прошел сильный паводок, вызвавший затопление территорий и разрушения строений и коммуникаций в пос. Новомихайловском. По данным [3, 13], в Краснодарском крае и ранее наблюдались экстремальные паводки на реках Адагум, Дюрсо, Цемес, Пшада, Туапсе, имевшие негативные последствия.
Авторы настоящей статьи поставили перед собой задачу провести анализ последствий экстремального ливня в пределах участка побережья Черного моря между Геленджикской и Цемесской бухтами. В основу статьи положены результаты маршрутных исследований, проведенных в июле—ноябре 2012 г. в бассейнах водотоков на
южном склоне низкогорного массива Туапхат (длиной 1—2.5 км) и среднегорного южного склона водораздельного Маркотхского хребта (бассейн р. Ашамбы). Особое внимание было уделено исследованиям в устье р. Ашамбы, на взморье которой в результате паводка образовался обширный устьевой бар.
В настоящее время во многих научных исследованиях большое внимание уделяется проблемам, связанным как с глобальным потеплением климата, так и с увеличением в мире количества экстремальных гидрологических явлений, приводящих нередко к серьезным негативным последствиям. Природные явления летом 2012 г. на юге России в очередной раз показали рост числа экстремальных климатических и гидрологических ситуаций в России. Так, по оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата, при небольшом увеличении глобальной температуры воздуха по сравнению с началом ХХв. (~1°С) количество опасных гидрометеорологических явлений возросло более чем вдвое [13]. Имеющаяся тенденция к дальнейшему потеплению климата [15] ведет к еще большему увеличению количества и масштаба стихийных бедствий, наиболее частые из которых для планеты в целом — наводнения [8, 10]. Таким образом, результаты исследований, приведенные в настоящей статье, весьма актуальны и имеют не только познавательный, но и практический интерес.
ГИДРОЛОГО-МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО ПАВОДКА В ИЮЛЕ 2012 г.
Наиболее крупный водоток исследуемого участка — р. Ашамба (Яшамба) длиной 12.5 км и площадью водосборного бассейна 45 км2 (рис. 1). Многие водотоки исследуемого района — временные, сама р. Ашамба в отдельные годы в межень пересыхает.
Долина р. Ашамбы в среднем и нижнем течении имеет корытообразное сечение с шириной днища от 100 до 300 м. Долина реки имеет скальное основание, перекрытое слоем аллювия — незначительным в среднем течении и достигающим десятков метров в нижнем. В нижнем течении, где высокая пойма находится на высоте 2—3 м над урезом, долина реки практически полностью освоена под жилую и дачную застройку.
Метеорологические условия в период прохождения паводка. Количество выпавших в бассейне реки осадков, по данным Росгидромета [4], — экстремальное за всю историю инструментальных наблюдений в данном регионе. Как отмечено в [5], в юго-западную часть Краснодарского края 5—6 июля 2012 г. сместился малоподвижный глубокий циклон со значительным влагосодержанием, что вызвало
мощные и продолжительные осадки. Интенсивность ливней, обрушившихся на северную часть Черноморского побережья Краснодарского края, по данным метеостанций, расположенных в Новороссийске и Крымске, составляла от 23 до 35 мм/ч [5]. В целом, по данным Росгидромета, за сутки с 07 ч 6 июля по 07 ч 7 июля 2012 г. в Новороссийске выпало 275 мм осадков. Южнее, на метеостанции (м/с) Геленджик за те же сутки выпало 311 мм, что почти в три раза превысило исторический максимум за 86 лет наблюдений (105 мм) [4]. По данным плювиографа, установленного на пирсе в Голубой бух. в Геленджике [2], интенсивность ливня здесь достигала 6.6—7.2 мм за 5 мин (рис. 2). С учетом того, что м/с Геленджик расположена на м. Толстом (высота —15 м над уровнем моря) (рис. 1), а на каждые 100 м подъема влагонесущих воздушных масс перед горным хребтом количество осадков возрастает примерно на 9.75 мм, авторами статьи был рассчитан слой осадков, выпавших на водосбор р. Ашамбы (средняя высота водосбора — 236 м), равный ~333 мм/сут. При этом стоит учитывать, что в верхней части водосборного бассейна на высотах 600—700 м суточный слой осадков может быть еще выше.
Максимальный расход воды реки в период прохождения паводка. По [11, 12, 14], для рек с отсутствием данных гидрометрических наблюдений авторами настоящей статьи был выполнен методом предельной интенсивности расчет максимального стока воды р. Ашамбы на приустьевом участке (в створе моста у въезда в Институт океа-нологии(ИО)). Результаты этого расчета показали, что при суточном слое осадков 311 мм максимальный расход воды в реке составит 401 м3/с, при этом пойма будет затоплена на 1.4—2 м. Поверочный расчет по реке-аналогу Западный Дагомыс (площадь водосбора — 49.7 км2, длина — 20.4 км) с рядом наблюдений 23 года показал, что при расходе воды 360 м3/с высота уровня на пойме оказалась на 0.2 м ниже, чем на Ашамбе. Выполненные по данной методике расчеты дали хорошую сходимость рассчитанных высот уровня с высотой затопления на пойме р. Ашамбы, которая наблюдалась при паводке 6—7 июля. Так, например, затопление застроенной территории на высокой пойме р. Ашамбы составило 1.5—1.8 м (рис. 3).
ВОЗДЕЙСТВИЕ ПАВОДКА
НА ПОВЕРХНОСТЬ ВОДОСБОРА РЕКИ И МАЛЫЕ ВРЕМЕННЫЕ ВОДОТОКИ
Оценка воздействия экстремального паводка на поверхность водосбора р. Ашамбы. Природные ландшафты водосборного бассейна р. Ашамбы представлены горными сосновыми, грабово-ду-бовыми и дубовыми лесами, а также можжевеловыми редколесьями и остепненными лугами [1],
Рис. 1. Схема гидрографической сети исследуемого участка. Щели: 1 — Христова, 2 — Сосновая, 3 — Конторская, 4 — Широкая, 5 — Астафьева, 6 — Длинная, 7 — Широкая, 8 — Куприянова, 9 — Саинкова, 10 — Горбунова, 11 — Можарова; 1 — метеостанция, 2 — граница водосборных бассейнов водотоков, 3 — местоположение плювиографа на пирсе, 4 — м/с Геленджик, 5 — изогипсы; РС — расчетный створ.
довольно устойчивыми к воздействию паводковых вод. Стоит отметить, что в результате прохождения экстремального паводка 6—7 июля 2012 г. даже на крутых склонах (крутизной 20°) повреждения почвенного слоя оказались минимальны, хотя растительный покров нес следы прохождения водного потока. На еще более крутых склонах была смыта часть почвы и обломочного материала, обнажены корни деревьев. Устойчивости природных ландшафтов к ливневым потокам способствовали густые кустарники, рассредоточившие
потоки по склону, что снижало их разрушительную силу. Более того, даже крупный (до 20 см в поперечнике) обломочный материал, влекомый водным потоком, задерживался буквально на первых метрах этих зарослей.
В отличие от нетронутых участков природных ландшафтов, антропогенно преобразованные участки водосборного бассейна реки значительно пострадали от воздействия паводка. Негативную роль сыграли пешеходные тропы, в которых кон-
Время, ч
Рис. 2. Осредненная за 5 мин интенсивность (р) атмосферных осадков, выпавших в исследуемом районе 6—7 июля 2012 г., по данным плювиографа, установленного на пирсе в Голубой бух. (по [2]).
Рис. 3. Наводнение на устьевом участке р. Ашамбы 6 июля 2012 г. (территория ЮО ИО РАН). ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ том 42 № 1 2015
центрировались водные потоки. На тропах глубина эрозионных врезов составила 30—80 см, а на отдельных участках с маломощным почвенным слое
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.