Введение 3
Глава 1 Физико-географическое описание района исследования 1
1.1. Климат 5
1.2. Рельеф 6
1.3. Почва и растительность 6
1.4. Гидрологическая изученность 7
1.4.1. Уровенный режим устьевой области р. Северной Двины 8
1.4.2. Ледовый режим устьевой области р. Северной Двины 11
1.4.3. Опасные гидрологические явления устьевой области р. Северной Двины 12
Глава 2 Методология 13
2.1. Обзор литературы 13
2.2. Наводнение как природное явление и его опасности 15
2.3. Классификация наводнений 17
2.4. Методы расчета и прогноза гидрологических характеристик в устьях 20
2.5. Понятие о зоне затопления 21
Глава 3. Методика исследования 22
3.1. Общие сведение о методе получения данных максимальных уровней воды рек 22
3.2. Оценка рисков опасных гидрологических явлений 26
3.3. Подготовка цифровой модели рельефа 28
3.4. Определение зоны затопления с помощью цифровой модели рельефа 30
3.5. Подход к расчету потенциального ущерба от наводнения 30
Глава 4. Результаты 32
4.1. Подбор кривых обеспеченности уровней 32
4.2. Построение зоны затопления
4.3. Оценка потенциального ущерба от наводнения 35
4.4. Выражение вероятного ущерба в графическом виде с помощью карты-схемы 36
Заключение 37
Список литературы 38
Для различных служб и ведомств особый интерес представляет водный режим рек, обладающих весьма изменчивыми гидрологическими характеристиками, нередко формирующих опасные гидрологические явления. Особо выделяется процесс повышения уровня воды, который зачастую приводит к наводнению и затоплению прилегающих территорий. Среди стихийных бедствий в России по повторяемости, площади распространения и материальному ущербу наводнения стоят на первом месте. В России угроза наводнений висит над 400 городами и тысячами поселков и сельских населенных пунктов.
Дело в том, что климат нашей страны обуславливают ежегодное прохождение половодья на реках, которое сопровождается выходом вод из меженного русла и затоплением поймы. В северных районах на разлив рек в весенне-летний период серьезное влияние оказывает таяние снега и льда, а также появление ледовых заторов и торосов. Уровень воды в таком случае может достигать и превышать критические отметки, в результате чего в зоны подтопления попадают хозяйственные объекты, населённые пункты, расположенные в прибрежных зонах, что наносит ощутимый ущерб экономике регионов, а также может причинить вред здоровью населения.
Ледоход на реках России, в том числе на территории Европейской части зачастую сопровождаются образованием ледового затора. Это объясняется ориентированностью большинства рек с юга на север, которая приводит к более позднему вскрытию ото льда в нижнем течение. Перемещаясь вниз по течению, лед попадает в район, где река еще не освободилась ото льда, происходит закупоривание русла, в связи с чем, река выходит из берегов.
Одной из наиболее подверженных затоплению территорий нашей страны является северная часть Европейской территории России, а именно бассейн р. Северной Двины, на которой с заметной повторяемостью происходит формирование заторов льда, приводящее к повышению уровня.
Предотвратить наводнение как стихийное бедствие, практически нельзя, однако можно постараться минимизировать потенциальные убытки. Все большую роль в прогнозировании наступления наводнений и расчете зон затопления играют математические модели и геоинформационные системы и технологии (ГИС).
Актуальность работы объясняется частотой проявления такого опасного гидрологического явления, как наводнение на р. Северной Двине, а также масштабами наносимого затопляемой территории ущерба.
Новизна работы заключается в определении площадей затопления территории при наступлении наводнений, вызванных превышением уровней различной обеспеченности.
Цель работы – проведение прогнозирования и геоинформационного моделирования зон затопления р. Северной Двины.
Задачи:
• Определение особенностей формирования наводнения и методов прогноза наступления наводнения в устьевых областях рек;
• Построение зоны затопления на примере р. Северной Двины с использованием геоинформационных технологий;
• Расчет обеспеченности уровней и получение максимальных отметок;
• Рассмотрение рисков и ущербов от наводнений, сравнение ущерба от разного вида наводнений;
• Построение карты рисков с учетом вида наводнения и различных сценариев изменения масштабов наводнения.
Объектом исследования в работе является р. Северная Двина, в то время как предмет исследования – формирование зоны затопления в устьевой области при наступлении наводнений различного генезиса.
В ходе работы были применены знания, полученные за 2 года обучения в магистратуре.
На первом этапе проведен глубокий анализ доступной отечественной и зарубежной литературы по выбранной тематике, изучены подходы к определению и прогнозированию опасных гидрологических явлений в устьевых областях рек.
Второй этап работ был полностью посвящен анализу и обработке картографического материала (цифровая модель рельефа, специальное программное обеспечение – ArcGis, QGis), а также изучению программы «HydroStatCalc» с целью дальнейшего использования ее для расчетов и построения кривых обеспеченности уровней воды.
На заключительном этапе по выбранной методике был рассчитан потенциальный ущерб от наводнений, вызванных превышением уровней различной обеспеченности и представлен в графическом виде. Стоимость потенциального ущерба при наводнении 1% обеспеченности получилась максимальной и составила 317 млн рублей.
