Наводнения: от защиты к управлению

Модели прогнозирования наводнений могут оказаться полезными в решении этих проблем и они используются все больше и больше для того, чтобы увеличить заблаговременность и улучшить точность предупреждений, подготавливаемых службой предупреждения наводнений. Как правило, прогнозы базируются на основе данных наблюдения за уровнями рек и осадками в верхней части водосбора (при наводнениях на реках), или за уровнями приливов, высотой волн, скоростью ветра и другими параметрами (при наводнениях в прибрежных зонах морей и океанов). Прогнозы осадков и штормовых нагонов, подготовленные с использованием моделей атмосферы и океана, могут быть использованы в качестве входной информации для того, чтобы увеличить период заблаговременности моделей прогноза наводнений. Прогнозы также могут широко применяться в таких областях, как навигация на реках, режимы работы ГЭС, управление водными ресурсами и контроль аварийного сброса загрязняющих веществ.

Также могут разрабатываться сценарии, отвечающие на вопрос «Что, если…?»; например, различные сценарии будущих полей осадков или характеристик снеготаяния, или для оперативного управления такими действиями, как закрытие защитных ГТС при штормовых нагонах.

Существует много подходов к прогнозированию наводнений, начиная от простых эмпирических методов и заканчивая полными интегрированными моделями водосборов и прибрежных зон, которые все больше и больше пополняются работающими в режиме реального времени (оперативными) компонентами моделирования гидродинамики водных объектов.

Одной из характерных особенностей прогностических моделей, если их сравнивать с неоперативными (исследовательскими) моделями, является возможность использования данных наблюдений в режиме реального времени для того, чтобы уточнить прогнозы сразу, как только они получены. Такое обновление прогнозов в режиме реального времени (или ассимиляция данных) может существенно улучшить точность выходной информации прогностических моделей.

Прогностическим моделям обычно также необходима компьютерная платформа, на основе которой они эксплуатируются и которая способна собирать и ассимилировать данные, обеспечивать проведение модельных расчетов (как по расписанию, так и контрольных), управлять генерацией сигналов тревоги и проводить пост-процессорную обработку выходной информации моделирования в форме, которая оказывается полезной для прогнозистов. По мере распространения события наводнения на площади водосбора, проблемно-ориентированная прогностическая система может обеспечить практически единственно приемлемый способ обработки и интерпретации выходной информации большего числа моделей, особенно если используется процедура ассимиляции данных. Современные системы все больше и больше используют пространственные технологии для анализа и представления данных и результатов прогнозов и функционально могут включать в себя индикаторы, основанные на электронных картах (например, с символами мигания/вспышек) мест, где ожидается затопление, с наложением объектов хозяйствования, карт улиц, фотографий аэрофотосъемки, карт местности и т. п. и возможность включения дополнительной информации и деталей в любом месте. При этом также очень сильно увеличивается возможность выполнить в режиме реального времени детальное картирование процесса затопления в период события наводнения.

Главы 5—8 [87] более детально описывают технологии прогнозирования, включая базовые принципы (глава 5), методы гидрологических/речных прогнозов (глава 6), методы прогнозов в прибрежных зонах морей (глава 7) и диапазон применений (глава 8), включая интегрированное моделирование гидрометеорологических процессов на площади водосбора и прогнозирование ливневых паводков, влияния таяния снега и динамики льда, режима эксплуатации ГТС по управлению стоком, городских наводнений и геотехнических рисков, таких событий как разрушение плотин, прорывы систем инженерной защиты и цунами.

Надеемся, что представленный здесь синопсис предисловия и главы 1 книги К. Сене поможет читателю составить хотя бы общее впечатление, о диапазоне проблем описываемых в остальных главах публикации [87].