Петр Пушистов - Наводнения - от защиты к управлению

В подразделах 4.1—4.4 описаны сравнительно простые инженерные модели для расчета противопаводковых объемов водохранилищ (подраздел 4.1), для расчета пропускной способности русла (подраздел 4.2), для оценки рисков прорыва дамб (подраздел 4.3) и для расчета ежегодного ожидаемого ущерба от прорыва дамбы (подраздел 4.4).

5. Поддержка принятия решений и прогноз

Весьма важным с позиции доступного понимания применения высокотехнологичного инструментария управления наводнениями является раздел 5. В этом разделе отмечается, что для лиц, принимающих решения, при оценке альтернативных вариантов решения проблем, встречающихся при интегрированном управлении рекой, при оповещении общественности об этих решениях и их последствиях, весьма полезными могут оказаться интерактивные компьютерные системы поддержки принятия решений (СППР). СППР могут включать современные данные о реке и пойме (с использованием географических информационных систем и баз данных) и динамические (прогностические) модели всей речной сети. Последние можно использовать для моделирования различных сценариев затопления, при этом ЛПР, а также ПЗС могут участвовать в планировании сценариев, обсуждении результатов расчетов и в принятии решений о том, что делать с учетом различных воздействий или последствий. Периодические упражнения в моделировании с помощью СППР напоминают общественности, особенно в засушливые годы, о том, что наводнения могут быть и будут, и при некоторых из них допустимы переливы воды через дамбы и причинение ущерба.

В подразделе 5.1, посвященному моделированию пойменных территорий, показано, что усилия по совершенствованию стратегии управления наводнениями почти всегда основываются на прогнозах (часто неточных) воздействий определенных структурных или неструктурных мероприятий. Эти прогнозы воздействий основываются на моделях и на их базах данных. Моделирование и передача полученных с помощью моделей результатов правительственным планирующим организациям, заинтересованным владельцам собственности и страховым компаниям становятся все более важными компонентами управления наводнениями.

При обеспечении требуемых исходных данных приходится иметь дело с неопределенностями. В исследованиях наводнений применяется экстраполяция параметров моделей и граничных условий для ситуаций, за которыми никогда не велось наблюдений. В связи с этим возникает вопрос о надежности современных процедур калибровки моделей. Качество полученных с помощью модели результатов в значительной степени зависит от имеющихся в наличии данных и их пригодности для будущего планирования. Двумерные (2D) модели требуют точных цифровых моделей рельефа (ЦМР). Сбор достаточно точных данных для исследований наводнений стал значительно дешевле благодаря использованию лазерной альтиметрии. Более того, начаты исследования по обеспечению данных о шероховатости поймы на основе комплексного анализа данных лазерной альтиметрии. Методы лазерной альтиметрии в настоящее время широко применяются для получения детальных данных об уровнях воды при наводнениях, которые могут в дальнейшем поддержать калибровку имитационных моделей наводнений. Новые методы сбора данных также дополняются гидравлическими лабораторными исследованиями для получения закономерностей и параметров, описывающих сопротивление потоку различных видов растительного покрова.

Для новых методов сбора данных также характерно заметное изменение типов данных, на которых базируются разработка и использование моделей. В целом наблюдается тенденция перехода от сбора данных в отдельных точках к получению пространственно-распределенных данных. В то время как расчетные гидрографы наводнений раньше использовались для того, чтобы формировать основу для исследований по регулированию наводнений, современные радарные данные об осадках, вместе с моделями водосборного бассейна реки позволяют разрабатывать прогностические модели штормовых ливней. Разработка двумерных моделей на базе цифровых моделей рельефа и карт шероховатости стала проще и рентабельнее, чем разработка одномерных моделей на основе точечных данных измерений в поперечниках, расположенных вдоль реки на заданных расстояниях.

В подразделе 5.2 обсуждаются технологические вопросы практически эффективного объединения одно- (1D) и двумерных моделей (2D) гидрологических и гидравлических систем для сценарных и прогностических расчетов наводнений. Эти вопросы мы подробно рассмотрим в разделе 3.3. нашего обзора.