Гидрология — это наука, которая самым тесным образом связана с метеорологией и климатологией. Водные объекты формируют микро- и даже мезоклимат прибрежных территорий. В свою очередь гидрологический режим рек и водоемов в значительной степени зависит от климатических факторов. Условия увлажнения, а также тепловой баланс местности не может не сказываться на особенностях режима рек и озер, водохранилищ и болот...
Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
В весенний период многих из нас волнует вопрос половодья. В тени еще зима, а на солнцепеке звенит веселая капель, журчат ручьи и появляются первые проталины. Как только среднесуточная температура воздуха становится устойчиво положительной, на водоемах возникают закраины — первые признаки вскрытия рек. При благоприятных условиях через несколько дней происходит подвижка льда, и начинается весенний ледоход. В этот момент уже не остановить бурного хода весны — реки выходят из берегов, затапливая луга и низменности. Именно так наступает половодье... С какого же момента на территории нашей огромной страны оно начинается? От чего зависит интенсивность половодья? Какие регионы наиболее подвержены этому явлению? Об этом и о многом другом мы поговорим с доктором географических наук, доцентом кафедры гидрологии суши Московского государственного университета Натальей Леонидовной Фроловой.
Н. Л. Фролова. Фотография из личного архива
— Уважаемая Наталья Леонидовна, территория России расположена в нескольких климатических поясах: от арктического до субтропического. В связи с этим сразу возникает вопрос: на сколько месяцев в нашей стране растянуто половодье — от его начала в наших южных губерниях и его окончания в суровом резко-континентальном климате Якутии?
— Давайте вначале определимся с термином «половодье». Ведь есть половодье, которое вызвано снеготаянием, а есть половодье, которое возникает из-за длительных и обильных дождей. Последнее, кстати, случается в бассейне Амура. Как я понимаю, сейчас нас будет интересовать именно весеннее половодье. И вы совершенно правы, упомянув про огромные пространственные масштабы нашей страны. Ведь жители юга России сталкиваются с половодьем еще в марте, а порой даже в феврале. Это в первую очередь касается южных районов Дона, Кубани, Волги. И только с приходом апреля половодье постепенно идет дальше по стране на север и на восток.
В этом году в Центральном регионе России подъем уровня воды прогнозируется лишь на конец апреля. На Европейской территории нашей страны половодье заканчивается позже всего, конечно, на севере — происходит это в июне! Что касается сибирских рек, то таяние снежного покрова начинается лишь с середины мая, и половодье там может продлиться до середины лета. Кстати, затем на весеннее половодье могут накладываться дожди, и все это тогда приобретает еще более затяжной характер.
На реке Оке, 2012 год. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
— Да уж, размеры нашей страны впечатляют, и половодье вряд ли заставит нас скучать по себе. Ведь его можно застать на российских бескрайних просторах с февраля по июль! Правда, последние годы весна изменила свой характер — такое ощущение, что весенний период сократился. В связи с этими изменениями наблюдают ли гидрологи какие-нибудь сдвиги в сезоне половодья?
— Естественно, что погода сказывается на особенностях конкретного половодья. И, видимо, действительно сейчас происходит задержка в его наступлении. Из-за этого, правда, во многих регионах оно становится более бурным и «дружным», то есть начинается одновременно на больших пространствах. Реки просто не успевают в таком быстром темпе вскрываться ото льда, и это грозит образованием заторов льда, особенно на севере, с последующим сильным затоплением.
— Сначала весны долго не дождешься, а потом вдруг уже и лето пришло... Такое чувство, что в средней полосе России возрастает континентальность климата, для которого свойственна короткая весна.
— Над этой версией действительно стоит подумать. Согласна, что с весной что-то происходит последние годы... Тем не менее жителям умеренно-континентального климата пока еще сложно представить себе слишком резкий скачок из зимы в лето. В прошлом году я была в Норильске, в конце мая — начале июня там была еще зима. И вдруг за два дня наступило лето, и люди сразу надели летнюю одежду. Что меня больше всего поразило — весны так и не было. Сразу стало жарко. То же самое касается и сибирских рек... Например, в бассейне Лены, одной из самых величавых и многоводных рек Земного шара, продолжительность весны небольшая, после зимы там почти сразу наступает жаркий период.
В Заполярье пришло лето, 2012 год. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
Вообще, вопрос изменения режима половодья очень актуален в последние годы. И, конечно, гидрологи изучают эту проблему совместно с метеорологами. Ведь без привлечения метеорологической информации это сделать невозможно.
— А какие районы Европейской территории России наиболее подвержены сильным паводкам и находятся в зоне риска? Ведь живя в Москве, мы почти не ощущаем проблемы половодья, так как большие объемы снега вывозят в течение зимы. Бывает, конечно, что образуются огромные лужи в низинах или туннелях, но это больше связано с плохой системой водоотведения.
— Если говорить о весеннем половодье, то сейчас наблюдаются проблемы в Воронежской, Тамбовской областях, Башкортостане. А вообще, что такое риск? Это произведение вероятности наступления опасного явления на ущерб. Вероятность превышения максимального уровня воды велика на севере, а вот ущерб — больше на юге. Сам риск характерен почти для всех областей, однако размер ущерба будет разным. На севере низкая плотность населения, а также мало промышленных объектов. И такие половодья как на Северной Двине, конечно, приносят ущерб, но это не столь заметно, как, скажем, на юге — в бассейне Дона, где много населенных пунктов в долинах рек. Кстати, на юге самая большая проблема связана вовсе не с весенним половодьем, а с дождями в Краснодарском крае, на Кубани. Но про дожди — это совсем другая история...
Разлив Москвы-реки, город Бронницы, 2012 год. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
— Да, будем придерживаться сегодняшней темы нашей беседы — весеннего половодья. Вообще, от чего оно зависит? Помимо весеннего характера погоды, зимнего снегонакопления, водности снега, наличия зимних оттепелей, существуют ведь и осенние предпосылки к половодью. Как будто, большую роль в этом вопросе играет тот факт, успела ли почва промерзнуть до того момента, как на нее лег снег?
— Это действительно так! Глубина промерзания почвы является одной из основных характеристик при прогнозировании половодья. Еще очень важно учитывать влажность почвы, которая предшествует началу установления снежного покрова. Ведь если к началу весны почва сухая и не промерзшая, то большая часть воды хорошо впитается почвой, и тогда половодье не будет высоким. Кстати, в этом году снег упал не на мерзлый грунт, поэтому катастрофических событий мы не ожидаем, несмотря на то, что запас воды в снежном покрове составляет в некоторых районах150–200 %от нормы. И хотя весна в этом году поздняя, но она какая-то не дружная — тепло нарастает плавно. Этот последний факт, думаю, сделает свое дело — снег будет сходить постепенно.
— Наталья Леонидовна, получается, что только большого запаса снега мало, чтобы половодье было катастрофическим. А все же, как часто в нашей стране наблюдаются экстремальные наводнения, связанные с весенним половодьем?
— Если говорить о Центральном регионе, то очень сильное наводнение тут было отмечено в 1908 году. Зима1907–1908выдалась обильной на осадки. В канун Нового года снегопады были такими сильными, что из-за наметенных сугробов в Москве остановилось даже движение поездов и трамваев. А весна пришла дружная: после затяжных морозов, длившихся вплоть до начала апреля, резко потеплело. Народ с тревогой ждал, чем обернутся подобные капризы «небесной канцелярии». И дождался — 11 апреля вода в Москве-реке вдруг стала прибывать и за сутки поднялась больше чем на 9 метров. Это была катастрофа! Потопы в городе случались и раньше — судя по летописям и архивным документам, за всю свою многовековую историю Москва пережила, по крайней мере, 25 крупных наводнений. Однако еще ни разу атака водной стихии не была столь сокрушительной, как в апрельские дни 1908 года.
Метки высоких вод на Оке. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
Затопленной оказалась 20 % территории тогдашней Москвы. Почти 100 километров улиц и переулков ушло под воду. Из полуторамиллионного населения Москвы пострадало около 200 тысяч человек, а 2 человека погибло. Таких наводнений с тех пор в Москве не было. Вообще, повторяемость подобных событий всего один раз в 150, а то и в 200 лет.
Из недавних же наводнений сразу вспоминается потоп на севере Европейской территории в 1998 году. В реке Сухона вода поднялась почти на 10 метров и затопила существенную часть города Великий Устюг. Опасные повышения уровней реки Сухоны и затопление Великого Устюга случаются приблизительно один раз в 5–6 лет.В целом за XVIII — XIX века этот город пережил восемь катастрофических наводнений. В ХХ веке Великий Устюг испытал воздействие 21 крупного наводнения!
Половодье на реке Сухоне, 2010 год. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
Что касается азиатской части России, то многие, наверно, помнят наводнения в Сибири в 1998 и 2001 году — в Ленске, Якутске... Уровень наводнения 2001 года на реке Лене был наивысшим за весь период наблюдений и почти на 7 метров превысил отметку выхода воды на пойму. Расположенный на пойме город Ленск был практически полностью затоплен, что нанесло огромный материальный и моральный ущерб жителям. А совсем недавно, в 2010 году, произошло наводнение в Томске — там затопило все левобережье реки Томи, включая коттеджные поселки.
— А с чем все-таки были связаны эти катастрофические наводнения? Взять, к примеру, Томск. Что тогда сыграло основную роль: осенние предпосылки, зимнее снегонакопление или погода, которая стояла весной?
— Вы знаете, в Томске тогда сложились особые условия и осенью, и зимой, и весной. Причем то, что будет катастрофическое наводнение, предполагали еще осенью. Формирование наводнения 2010 года началось еще в ноябре 2009, когда на Томи наблюдался осенне-зимний паводок. Ледостав установился при очень высоких уровнях воды. Данный тип замерзания реки, так называемый «чешуйчатый», является предвестником мощных весенних заторов и связанных с ними наводнений, так как на осенние заторы впоследствии накладываются весенние. Другой отличительной особенностью зимнего периода2009–2010года стали низкие температуры воздуха, не наблюдавшиеся уже много лет. Холодная весна вызвала задержку начала ледохода, одновременно на 10–20дней запоздал паводок и на малых реках. Такое стечение крайне неблагоприятных метеорологических условий вызвало формирование затора. Предупредительные работы, а именно подрывы льда, весной проводились по всему среднему и нижнему течению Томи в Кемеровской и Томской областях. Это, конечно, ускорило сроки начала процесса вскрытья реки, но не спасло от затопления. Уровень воды почти на 2 метра превысил критическую отметку.
Половодье на реке Томи, 2010 год © ОАО «Томскгеомониторинг»
Кстати, в случае с Томью проблема наводнения возникла лишь последние годы. Ведь в течение многих лет на Томи изымался грунт для разных целей, в том числе для строительства. В результате уровень воды понизился, и, даже если были все предпосылки к наводнению, вода все равно не выходила из берегов. Однако к концу1980-хгодов добычу гравийной смеси прекратили, и русло стало возвращаться к своему первоначальному состоянию. А за это время местные жители застроили пойму коттеджными поселками.
Затопленный коттеджный посёлок на реке Томи, 2010 год © ОАО «Томскгеомониторинг»
— Получается, что мы почти бессильны перед водной стихией? Как же все-таки предупредить весеннее наводнение? Какие существуют способы борьбы с заторами на реках? Какие методы наиболее эффективны?
— Вообще, существуют специальные органы Федерального агентства водных ресурсов, которые занимаются борьбой с наводнениями — это Бассейновые водные управления. Именно они должны обеспечивать безопасность гидротехнических сооружений и населенных пунктов. Заранее выделяются деньги на оперативные работы: бомбардировку и подрыв льда, ледорезание... На мой взгляд, ледорезание — это один из самых эффективных способов борьбы с заторами. Лед режут, чтобы во время вскрытия реки, он быстрее ломался и сносился вниз по течению. Также используют зачернение, то есть рассыпают на лед землю, торф, чтобы он быстрее таял. На больших реках весьма эффективно использование ледоколов. Это все оперативные методы борьбы с заторами. Что касается долгосрочных способов — это возведение дамб, плотин, противопаводковых сооружений. На самом деле вариантов борьбы много: это и строительство каналов отведения, и сброс излишков воды, и дноуглубительные работы, и защита берегов от размыва, и спрямление русел рек.
Ледорезная машина: борьба с заторами у Великого Устюга, 2012. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
Однако все эти методы борьбы требует поддержки на соответствующем уровне. Сейчас многие гидротехнические сооружения, к сожалению, стоят бесхозные, у них просто нет собственников. Большая часть находится в плачевном состоянии, и без финансовой поддержки государства все так и останется...
— Я правильно понимаю, что высокие половодья возникают из-за серьезных заторов льда? Каков вообще механизм весенних наводнений?
— На самом деле наводнения возникают не только из-за затора льда, а просто потому, что уровень воды в реке сильно поднялся. Конечно, затор льда — это дополнительный фактор, который способствует увеличению риска. В основном это характерно для рек, текущих на север. Получается, что на юге уже все растаяло, а на севере еще нет. И вода, которая хлынет на север, столкнется в итоге с препятствием в виде льда. Есть участки, где заторы образуются из года в год, поэтому за ними следят и пытаются предотвратить. Эта проблема касается в первую очередь Северной Двины.
Половодье на реке Сухоне, Великий Устюг, 2001. Фотография из личного архива Н. Л. Фроловой
— А те реки, которые текут на юг? Там весеннее половодье вызывается в основном обильным таянием снега?
— В целом да, но и на южных реках случаются заторы льда. Зимой2001–2002 вбассейне реки Кубани наводнение было именно по этой причине. Бывают и на Волге заторы, правда их повторяемость куда меньше, чем на севере. Ведь для образования заторов необходим мощный ледяной покров, а на юге он редко образуется в таком виде.
— Мы вот сейчас говорим о негативных последствиях половодья. Но ведь роль половодья для самих рек огромна. Многие реки питаются в основном за счет снеготаяния. Какие водотоки нуждаются в весеннем половодье, а каким оно вообще не нужно?
— Ледоход и весеннее половодье — это естественная закономерность и важный момент в жизни реки. В процессе паводка очищается русло, формируются различные формы рельефа и многое другое. Разрушая и созидая, реки совершают огромнейшую работу. На юге России, а также в Казахстане, в период половодья проходит до 90–95 %речного стока. А летом такая река практически высыхает. В средней полосе России талые воды снегов составляют от 45 до 60 % годового стока. Кстати, в последние годы происходят существенные изменения характера половодья для многих рек, особенно южных.
Типовая форма гидрографа рек бассейна Дона для разных лет на примере р. Хопер (на графике Q — расход воды). © Н. Л. Фролова
— Скажите, пожалуйста, насколько велика роль погоды в весеннем половодье? Наверное, последнее слово остается все же за ней? И даже если есть все предпосылки к сильному паводку, в один год весна может быть плавной и сгладит весенний пик половодья, а в другой год будет бурной, и тогда высокой воды не миновать.
— Я согласна, что синоптические условия конкретного года имеют огромное значение. Но все же, когда речь идет о больших бассейнах рек, то характер весенней погоды является второстепенным фактором. Правда, если вспомнить наводнение на Томи, то там, действительно, условия погоды весной были дополнительной причиной катастрофического наводнения.
Наводнение в бассейне реки Томь, 2010 год © ОАО «Томскгеомониторинг»
— А какие вообще наблюдались максимумы подъема воды в реках Европейской территории, Сибири?
— Для северных рек Европейской территории максимум подъема уровня воды над меженным, то есть наиболее низким, уровнем —10–15 метров,а вот для Сибири это цифра может быть в 2,5–3раза больше! Можете себе представить этот ужас!
Проблему наводнений нельзя недооценивать! В России порядка 40 крупных городов и несколько тысяч других населенных пунктов подвержено наводнениям! Если говорить и дальше языком цифр, то за последние 100 лет во всем мире погибло около 10 миллионов человек в результате этой напасти. Конечно, имеются в виду не только наводнения, связанные с весенними паводками, но и с обильными дождями. К сожалению, помимо этого, в природе ещё полно всяких опасных гидрологических явлений...
Н. Л. Фролова. Фотография из личного архива
— Уважаемая Наталья Леонидовна, большое спасибо за разъяснения по вопросам весеннего паводка. Ведь для нашей страны половодье такое же обычное явление как снег зимой. И нам нужно быть готовыми к возможным последствиям высоких половодий. Мы не можем ждать милости от природы, и надеяться на то, что половодье обойдет нас стороной. Конечно, по мере возможности Бассейновые водные управления пытаются предотвращать развитие сильных паводков, но иногда они просто бессильны перед водной стихией... Однако ни в коем случае нельзя сдаваться, и если есть хоть один шанс из тысячи предотвратить высокий паводок, нужно им воспользоваться! Потому как бороться с катастрофическими последствиями наводнений куда сложнее.