Особенности экстремального наводнения в бассейне Амура летом 2013 года

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геофизика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Вестник ДВО РАН. 2014. № 5
УДК 551. 48 (571. 6) ГА. УПОРОВ
Особенности экстремального наводнения в бассейне Амура летом 2013 года
Дана интерпретация основных паводкообразующих районов бассейна Амура в контексте китайской топонимики. Проанализированы причины экстремального наводнения на р. Амур летом 2013 г., условия его формирования, а также особенности прохождения и трансформации паводка на среднем и нижнем Амуре.
Ключевые слова: китайские гидрологические топонимы, экстремальные наводнения, паводкообразующие районы, бассейн Амура, средний Амур, нижний Амур.
Features of extreme flood in the Amur River basin in summer 2013. G.A. UPOROV (Amur State University of Humanities and Pedagogy, Komsomolsk-on-Amur).
Interpretation of the main flood-forming areas in the Amur River basin is given in the context of Chinese toponymy. The reasons of the extreme summer flood in the Amur in 2013, the conditions of its formation and also principal features of the flood passage and transformation along the Middle and Lower Amur were analyzed.
Kew words: Chinese hydrological toponymy, extreme floods, flood-forming regions, Amur River basin, Middle Amur, Lower Amur.
Китайское название Амура, одной из величайших рек мира, самой большой по площади водосбора реки в бассейне Тихого океана (более 1,8 млн км2), — «река Черного дракона» (Ш^^ Heilong Jiang, Хэйлунцзян). Это не столько мифопоэтический анималистический гидротопоним, сколько довольно верный геоиконический образ (модель) реки. Название отражает пространственный образ («рисунок», геоизображение) строения бассейна Амура от истоков до устья, морфологию и топологию речной сети бассейна, его основные паводкообразующие районы и другие гидрологические особенности (рис. 1).
«Хвост Дракона» — это верхний Амур (участок близ г. Благовещенск, выше по течению, включая систему рек Аргунь и Шилка). На среднем Амуре (участок от г. Благовещенск до г. Хабаровск) расположены два «крыла Дракона»: нижнее — бассейн р. Сунгари, верхнее -бассейны рек Зея и Бурея. У Хабаровска в Амур впадают воды, собираемые с бассейна р. Уссури, который можно представить как гигантскую «лапу Дракона». Нижний Амур (участок от Хабаровска до Николаевска-на-Амуре) — символическая «шея Дракона». Здесь нет крупных притоков, поэтому систему рек можно уподобить «гриве Дракона». «Голова Дракона» начинается от устьевого участка Амура (от с. Богородское и устья Амгуни до Амурского лимана) и заканчивается Амурским лиманом, который отделяет материк от Сахалина и соединяет Амур с Охотским морем через Сахалинский залив (первый «язык Дракона») и с Японским морем через проливы Невельского и Татарский (второй «язык Дракона»). Недалеко от устья расположены «глаза Дракона» — озера Орель и Чля из ряда наиболее крупных припойменных озер нижнего Приамурья.
УПОРОВ Георгий Александрович — кандидат географических наук, заведующий кафедрой (Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет, Комсомольск-на-Амуре). E-mail: uporov_geo@mail. ru
Рис. 1. Схема бассейна Амура с крупнейшими притоками
В основании бассейна реки лежит гигантская тектоническая кольцевая структура (ну-клеар) — молодая палеозойско-мезозойская платформа Амурия. Основное русло Амура имеет 2-образный изгиб. Такие изгибы характерны для линеаментов (зон разломов) с левыми сдвигами, поэтому топонимический образ дракона отражает особенности тектонического строения Амурского бассейна.
Почему Амур назван именно «Черным драконом»? Большинство его притоков расположено на российской стороне. Их воды чистые и хорошо поглощают солнечный свет, поэтому выглядят темными даже на снимках, сделанных из космоса. Наоборот, мутные реки меньше поглощают (больше отражают) солнечный свет, поэтому на снимках из космоса они выглядят более светлыми. И китайские притоки Амура, в частности самый большой — Сунгари (примерно % от площади бассейна и среднегодового стока Амура), в свое время тоже были чистыми и темными, поскольку эта территория когда-то была малозаселенной и слабоосвоенной. Поэтому названия китайских гидротопонимов «Черный дракон» (Хэйлунцзян), «Черная река» (Хэйхэ) вполне закономерны для рек с чистой водой. Аналогичные названия встречаются и в других этнокультурных регионах. Например, в Латинской Америке чистые реки также довольно часто называются «рио негро» (черная река), а мутные — «рио бланко» (белая река).
В современную эпоху «река Черного дракона» изменилась в результате интенсивной антропогенной деятельности и стала черно-белой: в месте впадения Сунгари в Амур (в районе с. Ленинское в ЕАО) воды Сунгари видны из космоса как широкая белая полоса рядом с черной полосой российских вод (рис. 2).
На российской стороне «крылья Дракона» подрезаны — здесь построены Зейская и Бу-рейская ГЭС, которые немного смирили его природный буйный нрав. На китайской стороне пока нет таких мощных ГЭС.
Для бассейна Амура характерен умеренный муссонно-континентальный климат с очень холодной и относительно малоснежной зимой (за исключением районов, прилегающих к Охотскому морю, где очень многоснежные зимы). Первая половина лета обычно жаркая и сухая, вторая — жаркая и дождливая. Поэтому здесь обычно продолжительная зимняя межень с мощным ледоставом, незначительное весеннее смешанное снегодождевое
Рис. 2. Область смешения вод Амура и Сунгари на космическом снимке
половодье, непродолжительная летняя межень, затем сезон дождевых паводков, которые могут переходить в выдающиеся наводнения.
Мирным «Амуром-батюшкой» эту реку можно назвать лишь условно, учитывая ее суровый и буйный природный нрав. Зимой, закованный в панцирь льда толщиной 1−1,5 м, Амур более чем на полгода сокращает свой сток до минимума — менее 1 тыс. м3/с. А летом его русло шириной местами до 3−5, а в устьевом районе — до 17 км переполняется водами, которые разливаются по пойме порой на 20−25 км, заполняя многочисленные большие и малые озера, протоки и ерики. В период максимального стока расход Амура может превышать 40 тыс. м3/с (такая цифра зарегистрирована еще до паводка 2013 г.). Таким образом, расход воды нижнего Амура может изменяться более чем в 40 раз, в среднем за год он составляет около 10 тыс. м3/с, или 346 км3/год.
Типы наводнений на Амуре
и причины экстремального паводка летом 2013 г.
Наводнения на Амуре бывают двух основных типов: 1) от дождевых паводков (этот тип преобладает на всем протяжении Амура вплоть до его долинного сужения ниже г. Комсомольск-на-Амуре) — 2) от заторов в период весеннего половодья и ледохода (преобладают в низовьях реки, уровень воды обычно намного выше, чем в паводок).
Летне-осеннее наводнение 2013 г. на Амуре относится к паводковому типу. Необходимо пояснить, почему и как происходят такие наводнения на Амуре.
Наводнение на каком-то одном главном притоке, как правило, не приводит к наводнению в основном русле Амура — настолько у него широкое поперечное сечение, в особенности в нижнем течении. В связи с этим все выдающиеся наводнения здесь, как правило, многоочаговые: необходимо, чтобы паводки сформировались одновременно в двух-трех из четырех известных основных паводкообразующих районов [1, 4]: 1) верхний Амур (реки Аргунь и Шилка) — 2) реки Зея и Бурея- 3) р. Сунгари- 4) р. Уссури.
Дождевые паводки не случайно приходятся на вторую половину лета. Это связано с усилением в этот период циклогенеза на полярном фронте, который разделяет умеренные и тропические воздушные массы. Полярный фронт от зимы к лету постепенно смещается от северных районов, прилегающих к Тибетскому нагорью, в бассейн Амура. И если этот фронт обострен (большие контрасты температур воздуха в зоне фронта),
то циклогенез активный- если же фронт размыт (небольшие градиенты температур), то циклогенез слабый [5]. Иначе говоря, чтобы на полярном фронте активно зарождались циклоны и внетропические тайфуны (наиболее мощные паводкообразующие циклоны, которые образуются при трансформации тропических циклонов на полярном фронте во внетропический циклон), необходим активный приток холодного воздуха с севера и теплого влажного — с юга, что и произошло в 2013 г. В норме это случается в конце августа-начале сентября, когда материк уже начинает остывать, а южные тропические моря достигают максимального прогрева, и это длится несколько недель. В 2013 г. такая обстановка сохранялась с июня по август, т. е. более 2 мес. Метеорологи классифицировали эту аномалию как длительное ослабление зональной циркуляции (потоков воздуха вдоль широт) и усиление меридиональной циркуляции (потоков воздуха вдоль меридианов) над Дальним Востоком.
Условия формирования, особенности прохождения и трансформации экстремального паводка на Амуре в 2013 г.
Наводнение 2013 г. на Амуре было 4-ядерным, т. е. сформировалось за счет наложения паводков, образовавшихся во всех четырех основных паводкообразующих районах амурского бассейна. Такой тип наводнений очень редок: большинство паводков на Амуре за период инструментальных наблюдений относятся к 2−3-ядерным (вопрос требует дальнейших исследований).
Весь теплый период, начиная с весны, в бассейне Амура было прохладно и дождливо. Колоссальные запасы воды в основном русле и в пойме Амура, сформировавшиеся еще с весны, непрерывно пополнялись на протяжении всего лета. Систематические дожди привели к пополнению запасов подземных вод настолько, что коэффициенты стока стали близки к единице — все 100% осадков превращались в сток. На фоне уже существующих высоких уровней воды и предельно высоких коэффициентов стока начались очень сильные паводки на основных притоках Амура, которые слились в основном русле в среднем течении и переросли в экстремально высокое наводнение на протяжении 2 тыс. км среднего и нижнего Амура.
Гидрологическая ситуация в период паводка 2013 г. на верхнем Амуре (у г. Благовещенск) отражена на рис. 3а. Исходные данные для построения графиков взяты с ресурса [2].
На верхнем Амуре еще в конце июня-начале июля стояла летняя межень, близкая к среднемноголетней норме (рис. 3 а). Затем в июле-августе прошла серия из четырех дождевых паводков, накладывавшихся друг на друга. В целом по Амурской области максимальные уровни воды не дошли до зарегистрированных ранее исторических максимумов на величину от 73 см у г. Благовещенск (895 см в 1958 г.) до 7 см у с. Иннокентьевка (1090 см в 1928 г.).
Пик паводка скатился по Амурской области примерно за неделю: 16 августа — у г. Благовещенск, 20 августа — у с. Иннокентьевка, к первому по течению водпосту Еврейской автономной области в с. Пашково пик паводка пришел 24 августа и составил 1082 см (1083 см в 1984 г.).
Таким образом, максимальные уровни воды в паводок от Зейско-Буреинского паводкового очага характеризовались обеспеченностью до 2−3% (повторяемостью — 2−3 раза в 100 лет), при этом в данном районе почти непрерывно шли ливни и обложные дожди. В наблюдавшемся снижении экстремальных уровней воды по сравнению с более высокими экстремумами выпавших осадков очевидна колоссальная позитивная роль Зейской и Бурейской ГЭС, которые существенно (на 61−64% от общего объема) уменьшили пик паводка за счет своих водохранилищ.
В бассейне Зейской ГЭС еще в начале июля суммарный приток был ниже среднемно-голетних значений. Затем здесь, так же как и на верхнем Амуре, в июле и первой по-
ловине августа прошла серия из четырех крупных паводков, при этом максимальный расход воды приблизился к 12 000 м3/с. Максимальный сброс не превышал 5 000 м3/с, т. е. составил около 40% от максимального притока воды в водохранилище [3].
В целом с начала июля общий объем притока в Зей-ское водохранилище составил 22,7 км³, из них более 62% (14,2 км3) было удержано Зейской ГЭС. Для сравнения: среднегодовой сток Зеи в створе Зейской ГЭС составляет 24,5 км³. Иными словами, за время паводка в Зей-ское водохранилище пришла почти годовая норма воды. За июль-август на Зее в створе гидростанции в среднем проходит 9,37 км³ воды. В 2013 г. за неполные 2 мес. прошло в 2,6 раза больше [3].
Суммарный приток в Бу-рейское водохранилище в пике достигал до 10 000 м3/с. Водохранилище Бурейской ГЭС удержало 4,9 км³ воды, что составляет 61% от общего объема аномального паводка, прибывшего в Бурейское водохранилище (8,01 км3) [3].
Ситуация на Амуре ниже впадения Сунгари отражена на рис. 3б.
В Еврейской автономной области пик паводка сначала
достиг исторических максимумов, а затем превысил их: у с. Нагибово — на 40 см, у с. Ленинское (в районе места впадения р. Сунгари) — на 109 см (рис. 3б), у с. Нижнеспасское -на 144 см. Здесь максимальные уровни составили около 0,5−1% обеспеченности, что означает событие с вероятностью 1 раз в 100−200 лет. В целом пик паводка прошел по ЕАО за 10−11 дней (с 24 августа по 3 сентября).
В средний паводок нижний Амур на участке Хабаровск-Комсомольск-на-Амуре пропускает около 24−25 тыс. м3/с воды, в наинизшие паводки — около 10−16 тыс., в максимальные паводки — до 36−40 тыс. м3/с (и более, как случилось в 2013 г.). Поэтому на нижнем Амуре средний паводок обычно не приводит к наводнениям — это возможно лишь при сильных паводках, тогда пойма затопляется на глубину до 4 м и выше, как летом 2013 г.
В Хабаровский край и Хабаровск (рис. 3в) пик паводка пришел 3−4 сентября и достиг отметки 808 см, что на 166 см выше исторического максимума 1897 г. (642 см). У Хабаровска Амур принял в себя воды Уссури, при этом пик паводка на Уссури наложился на пик паводка на Амуре у Хабаровска.
От Хабаровска до с. Тахта, что недалеко от устья Амгуни, пик паводка, скатываясь, повсеместно превысил исторические максимумы, достигнув апогея у Комсомольска-на-Амуре (рис. 3г): максимальный уровень воды составил 912 см, что на 211 см выше прежнего исторического максимума (701 см в 1959 г.). По предварительной оценке максимальный уровень паводка здесь был очень редкой повторяемости — порядка 1 раз в 300 лет.
Далее паводковая волна, сдерживаемая теснинами Комсомольско-Киселевского и Чаятынского пережимов, которые, подобно плотинам ГЭС, «срезали» пик паводка, вышла в пределы нижнеамурских низменностей, где расположены обширные участки заболоченной поймы и крупные пойменные озера Кизи, Удыль, Орель и Чля.
Именно здесь произошло ее существенное распластывание. Эффект от естественного пойменного регулирования и гидравлического распластывания паводка на нижнем Амуре был настолько колоссальным, что оказался намного больше, чем эффект антропогенного регулирования и выравнивания стока всеми ГЭС бассейна Амура, который здесь составляет порядка 10−20 см. Так, если у Комсомольска-на-Амуре максимальный уровень воды на 211 см превысил прежний рекорд, то у Николаевска-на-Амуре (рис. 3д) уровень воды в пик паводка составил 263 см, что меньше исторического максимума паводка 1988 г. (271 см), который, кстати, здесь оказался намного ниже исторического максимума от весеннего заторного наводнения в 1957 г. (417 см).
Превышение уровня воды паводка над минимальным уровнем летней межени достигло своего максимума у Комсомольска-на-Амуре — 12,74 м, тогда как у Николаевска-на-Амуре это превышение составило до 2,51 м. Такое снижение связано в первую очередь с эффектом распластывания паводковой волны в силу гидравлических причин: тыл и пик волны, где уклоны и скорости воды меньше, тормозят и отстают от передней части волны, поэтому паводковая волна постепенно растягивается и снижается. Кроме того, снижение высоты паводковой волны обусловлено естественным пойменно-озерным регулированием. Пойма и припойменные озера «работали» подобно водохранилищам ГЭС, срезая пик
Рис. 3. График хода уровней воды р. Амур у водпоста г. Благовещенск (а), с. Ленинское (б), г. Хабаровск (в), г. Комсомольск-на-Амуре (г), Николаевск-на-Амуре (д) [2]. 1 — ежедневные уровни воды- 2 — уровень выхода воды на пойму- 3 — уровень воды особо опасных явлений (ОЯ) — 4 — уровень воды исторического максимума
паводка и вбирая часть его вод из основного русла, а затем, на спаде паводка, направляя накопленные запасы в основное русло.
Таким образом, пик паводка скатился по Амуру в пределах территории Хабаровского края за 2 недели — с 3 по 17 сентября и почти повсеместно (за исключением Николаевска-на-Амуре) превысил инструментально зарегистрированные исторические максимумы. Вероятность таких высоких уровней и расходов воды при этом составила приблизительно 1 раз в 200−300 лет.
На китайской стороне Амура в зону подтопления попали населенные пункты с общей численностью населения более 3 млн чел., из них 300 тыс. чел. были эвакуированы, 85 чел. погибли, 105 пропали без вести. На российской части бассейна Амура таких жертв удалось избежать благодаря «запасу прочности», заложенному многовековой человеческой деятельностью в рациональном (научно обоснованном) освоении Приамурья.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бойкова К. Г. Наводнения на реках Амурского бассейна // Вопр. географии Дальнего Востока. Вып. 5. Хабаровск: Кн. изд-во, 1963. С. 192−236.
2. Информационное обеспечение оперативного управления водными ресурсами и противопаводковыми мероприятиями для бассейнов рек России. — http: //gis. waterinfo. ru/ (дата обращения: 31. 10. 2013).
3. Информационные материалы по наводнениям на притоках Амура — Зее и Бурее (исторические свидетельства, статистика, аналитика, цифры, научные выкладки). — http: //www. burges. rushydro. ru/press/freshet/press_kit/ (дата обращения: 31. 10. 2013).
4. Ким В. И. Условия формирования паводков в бассейне р. Амур // Исследования водных и экологических проблем Приамурья. Владивосток- Хабаровск: Дальнаука, 1999. С. 66−69.
5. Тетерятникова Е. П. Учет некоторых особенностей в развитии атмосферных процессов для долгосрочного прогноза водности Амура // Тр. ДВНИГМИ. Л.: Гидрометеоиздат, 1972. Вып. 39. С. 88−96.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой