ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2015, № 1, с. 111-118
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯ
УДК 551.465.75(28.247.36)
ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ ЗАТОПЛЕНИЕ ДЕЛЬТЫ ДОНА ВЕСНОЙ 2013 г.1 © 2015 г. Г.Г. Матишов*,** , С.В. Бердников*,**, ***,****
* Южный научный центр Российской академии наук ** Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН *** Институт аридных зон ЮНЦРАН **** Южный федеральный университет E-mail: matishov@mmbi.info
Поступила в редакцию 24.11.2013 г.
В статье выполнен анализ условий возникновения, динамики и последствий экстремального нагона воды в дельте Дона в марте 2013 г., который был подробно документирован по результатам работы созданной на научно-экспедиционной базе Южного научного центра РАН системы наблюдений за уровенным режимом. Выполнена классификация сгонно-нагонных явлений в дельте Дона. Обсуждается возможность неблагоприятного сочетания нагона с повышенным расходом воды из Цимлянского водохранилища.
Ключевые слова: штормовой нагон, дельта Дона, типы сгонно-нагонных явлений, Цимлянское водохранилище.
Начало XXI в.в южном макрорегионе нашей страны ознаменовалось целым рядом заметных аномалий погоды. Экстремальные морозы и образование больших площадей льда в южных морях - такая же аномальная ситуация, как масштабная деградация льда в Арктике (рис. 1). Так продолжительность ледостава на Каспии и Азове достигала в отдельные годы 40-70 дней, усложняя на два месяца судоходство и приводя тем самым к убытку судовладельцев. Кроме того, возросло число случаев наводнений и ветров ураганной силы. В ноябре 2007 г. в Керченском проливе произошли многочисленные кораблекрушения с разливами тысяч тонн нефтепродуктов [4]. В июле 2012 г. в горных притоках бассейна Кубани сформировались невиданные дождевые потоки, многометровая волна которых затопила г. Крымск и прилегающие населенные пункты [3].
Для климата Приазовья закономерна внутри-вековая цикличность - чередование теплых и суровых эпох, экстремально холодных зим [5]. Контрастный нетипичный режим погоды формируется в период смены внутривековых климатических циклов - 11, 17, 30, 60 и т.п. лет. Поэтому
1 Работа выполнена при финансовой поддержке проекта ЯРМЕ И 60414X0050 ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития Научно-технологического комплекса России на 2014-2015 годы", гранта ЮФУ № 213. 01-07-2014/14 ПЧВГ.
повышенный интерес специалистов к долгопериодным, во многом дискуссионным, климатическим тенденциям должен быть сбалансирован серьезным вниманием к таким чрезвычайным явлениям. Детальное их экспедиционное изучение и многолетний мониторинг помогают прагматично ориентировать общество на оценку реальных природных рисков и их социально-экономических последствий.
В целях более достоверного прогнозирования природной изменчивости ЮНЦ и ММБИ КНЦ РАН вместе с американскими специалистами из Национального агентства по океану и атмосфере завершили объемные исследования климата всех морей России. Учтен гидрометеорологический ряд наблюдений за 135 лет [7]. В базе данных по Азовскому, Черному и Каспийскому морям собрано около 200 тысяч станций, в том числе по Азовскому морю - около 67 тысяч. Именно на реальной первичной информации должны рассчитываться прогнозы погоды и климата.
Сформированная система мониторинга включает посты наблюдений за колебаниями уровня в дельте Дона (гирло Свиное, хутор Донской), автоматические уровнемеры, экспедиционные исследования дельты Дона, методы математического моделирования гидрологических процессов
20° Е 30° Е 40° Е 50° Е 60° Е 70° Е
20° Е
30° Е
40° Е
50° Е
60° Е
70° Е
Рис. 1. Аномальные льды на юге и отсутствие льда на севере.
в Азовском море и современные геоинформационные технологии. В результате произведено документирование множества экстремальных явлений, в том числе наводнение 24-25 марта 2013 г. (рис. 2), и в итоге выполнен системный анализ физико-географических факторов, его определяющих.
Колебания водности и уровня воды Нижнего Дона и на востоке Таганрогского залива обусловлены преимущественно климатическими факторами. Эти факторы регулируют сгонно-нагонные явления и водный режим Дона, Северского Донца и других его притоков. Особую антропогенную роль играют сбросы воды через Цимлянский гидроузел, регулирование стока Николаевского, Константиновского и Кочетовского гидроузлов и водность р. Северский Донец.
В соответствии с законодательством и сложившейся практикой преимущество в использовании запасов воды в водохранилищах закреплено за гидроэнергетикой, а затем судоходством. При этом все участники водохозяйственного комплек-
са испытывают определенные затруднения из-за дефицита воды. Сбросы до 340 м3 воды регулируют так, чтобы обеспечить гарантированные глубины для прохода вниз по Дону судов водоизмещением до 5 тыс. тонн.
Как правило, опасные для экосистемы Таганрогского залива и дельты Дона подъемы уровня могут вызываться юго-западными воздушными потоками ("черноморкой") над Азовским морем. Они возникают из-за значительных величин градиента давления и скорости ветра (15-20 м/с и более). Наиболее часто контрастные фронты образуются, когда циклоническая деятельность развивается над районом Балтийского моря, ложбина циклона направлена на Балканский полуостров или на северо-запад Черного моря. При этом Кавказ и Малая Азия заняты областью высокого давления, под влиянием которой находится и юго-восток Черного моря.
В конце марта 2013 г. в результате сильного штормового нагона чрезвычайно быстро была за-
топлена значительная территория в дельте Дона2. От наводнения пострадало двадцать населенных пунктов, более 2.4 тыс. домовладений и свыше 5.3 тыс. человек. Материальные потери для населения и экономики региона оцениваются в сумму более 0.5 млрд рублей. Значительный ущерб был нанесен и научно-экспедиционной базе Южного научного центра РАН, расположенной на берегу гирла Свиное.
Экстремальные сгоны и нагоны не являются редкостью в дельте Дона. Крупные наводнения в дельте закономерно возникали весной и до пуска в 1952 г. Цимлянской гидроэлектростанции. Паводковые явления были важным фактором естественного нереста рыб Азово-Донского бассейна. Отлив нагонной воды после "низовки" происходил относительно быстро. По этой причине много нерестовой рыбы оставалось в понижениях дельтовых островов.
Процесс экстремального затопления дельты Дона весной 2013 г. ограничивался промежутком времени (примерно 50 часов) между двумя резкими ветровыми сгонами воды из Таганрогского залива. В соответствии с данными натурных наблюдений за погодой на метеопосту в Кагальнике и автоматического уровнемера на станции в Донском, картина развития чрезвычайного наводнения складывалась из шести последовательных этапов (рис. 3).
1. Наводнению в период с 06 часов 22 марта до 22 часов 23 марта предшествовали восточный и юго-восточный ветры ("верховка") и сгон воды в
2 Подобная катастрофическая ситуация наблюдалась и в данном регионе в сентябре 2014 г. (Ред.).
течение 10 часов. В результате "верховки" со скоростью ветра 3-11 м/с, в порывах до 15 м/с произошло падение уровня воды примерно на 1 м.
2. В ночь на 24 марта в восточной части Таганрогского залива поле низкого давления (995 гПа) стало резко изменяться и к полудню этого же дня выросло до 1015 гПа. Резкий перепад атмосферного давления (почти на 20 гПа) вызвал разворот ветра на 90° и установление мощного юго-западного воздушного потока ("черноморки"). Как известно, при таком направлении ветра скорость ветровых течений и высота волны достигают максимальных значений. Скорость ветра над акваторией моря в среднем была до 10-15 м/с, в порывах более 20 м/с. Особо сильные ветры (до 25 м/с) наблюдались в приустьевой части залива (в Кагальнике и Таганроге). В условиях формирования антициклона в регионе в течение суток сменился температурный режим. Теплая погода (+5...+11°С) резко перешла к морозу до -2...-7°С. В результате действия штормового порывистого ветра (оборотной "низовки") с 6 до 12 часов 24 марта уровень воды кутовой части Таганрогского залива стал подниматься со скоростью 11-12 см/час (штормовой нагон).
Напор морской воды с запада привел к подъему уровня моря более чем на 2.5 м (по отношению к исходному уровню) и быстрому затоплению побережья и островов авандельты Дона. По визуальным наблюдениям скорость накатывания волны ветрового нагона на территорию населенных пунктов в отдельные моменты могла достигать 4-6 км/ч.
_____________________________J______________________________
Экст] низовк (Чер> Зал (1 >емальная а 2.4-2.8 м оморка) здный ветер 5-25 м/с) / Сильная 7 низовка- T.Ti^-^; Восточный (10-20 м ветер i/c)
1 Умеренная ^v / низовка-0.8м
Уровень моря f Обычная / низовка - 0.5 м
Обычная верховка 3.3-0.6 м
................ .......... Сильная
верховка Э.7-1 м Макси верховкг мальная 1.0-1.6 м
22.03 23.03 24.03 25.03 26.03 [ 27.03
ОО00 1200 ОО00 1200 ОО00 1200 ОО00 1200 ОО00 1200 ОО00 1200 2400 Рис. 3. Развитие чрезвычайного наводнения в дельте Дона и сопутствующие факторы.
С раннего утра 24 марта на незатопленные высокие участки островов дельты устремились тысячи особей мелких млекопитающих. В основном это была водяная полевка (Arvícola terrestris L.), обитающая в пойме реки. В условиях четырехградусного мороза все грызуны погибли.
3. Днем с 12 до 16 часов 24 марта вода продолжала прибывать, но скорость затопления дворов и огородов в селениях замедлилась. В этот отрезок времени зафиксирован максимальный уровень наводнения до 2.8 м (рис. 3). Авандельта превратилась в обширную часть Таганрогского залива (рис. 4). Штормовые волны высотой порядка 1.0-1.5 м при почти ураганным ветром (до 25 м/с) накатывались на затопленные заборы, хозпост-ройки, причалы, а также жилые дома на хуторах. В большинстве случаев эти строения подверглись значительным разрушениям.
Из-за шквалистого ветра от энергосетей в Приазовье было отключено 78 населенных пунктов, без электричества в полдень 24 марта оставались более 59 тысяч жителей и 117 социальных объектов. В результате сильного юго-западного ветра произошло резкое повышение уровня воды: у Ак-
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.