Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Наводнения и их роль в жизни общества: обзор 11
1.1. Понятие «наводнение»: природные и социально-экономические аспекты.. 11
1.2. Исторический обзор 11
1.2.1. Сведения о «Великом потопе» 12
1.2.2. Китай и Бангладеш как страны, наиболее сильно страдающие от наводнений 13
1.2.3. Исторические сведения о наводнениях в России 15
1.3. Современные наводнения в мире 18
1.3.1. Количественные данные о наводнениях и причиняемых ими ущербах 18
1.3.2. Состояние научных исследований наводнений 26
1.3.2.1. Работы по сбору, систематизации и анализу сведений о наводнениях 27
1.3.2.2. Работы по изучению изменений частоты и интенсивности наводнений во времени 31
ГЛАВА 2. Природные аспекты крупных наводнений 33
2.1. Природные параметры крупных наводнений 33
2.1.1. Количество наводнений 33
2.1.2. Площадь затопления 42
2.1.3. Продолжительность наводнений 46
2.2. Генезис крупных наводнений 51
2.2.7. Наводнения природного происхождения: обзор 51
2.2.1.1. Дождевые паводки 51
2.2.1.2. Половодья 54
2.2.1.3. Наводнения вследствие зажоров и заторов льда 55
2.2.1.4. Селевые наводнения 58
2.2.1.5. Наводнення, вызываемые волнами вытеснения 61
2.2.1.6. Нагоны 61
2.2.1.7. Цунами 63
2.2.2. Наводнения вследствие хозяйственной деятельности человека: обзор 65
2.2.3. Генетическая классификация наводнений 75
2.2.4. Географическое распределение генетических типов наводнений 81
2.3. Изменения во времени частот (количеств) наводнений и их интенсивности 91
2.3.1. Сезонные изменения количеств наводнений в мире 91
2.3.2. Сезонный ход изменений количеств наводнений в России 96
2.3.3. Качественный анализ многомесячных и многолетних изменений частот и интенсивности наводнений 100
2.3.4. Методы количественного анализа многолетних и многомесячных изменений количеств и интенсивности наводнений 106
2.3.5. Анализ длинного ряда частот (количеств) наводнений — на примере США 108
2.3.6. Стохастические модели изменений месячных количеств наводнений в макрорегионах мира и в России 114
ГЛАВА 3. Социально-экономические аспекты современных наводнений 123
3.1. Общая характеристика социально-экономических последствий наводнений в мире и в России 123
3.2. Площади регионов, охваченных наводнениями 127
3.3. Количества эвакуированных в результате наводнений 132
3.3.1. Глобальные аспекты 132
3.3.2. Региональные различия 135
3.3.3. Россия 142
3.3.4. Китай 145
3.3.5. США 148
3.4. Число погибших в результате наводнений 151
3.5. Материальные ущербы от наводнений 156
3.5.1. Ситуация вмире: обзор и анализ 156
3.5.2. Изменения ущербов от наводнений во времени 162
3.5.3. США : 162
3.5.4. Китай 168
3.5.5. Россия 170
3.6. Классификация наводнений по социально-экономическому ущербу 177
Заключение 184
Список литературы 187
- Исторические сведения о наводнениях в России
- Наводнения вследствие хозяйственной деятельности человека: обзор
- Анализ длинного ряда частот (количеств) наводнений — на примере США
- Общая характеристика социально-экономических последствий наводнений в мире и в России
Введение к работе
Наводнения принадлежат к числу наиболее опасных для человека природных явлений. По числу жертв и причиняемым ущербам наводнения занимают одно из первых мест среди других стихийных бедствий. Так, согласно данным ООН, с наводнениями связано наибольшее количество бедствий, сопровождаемых гибелью 100 и более человек (Кондратьев, Донченко, 1999). На территориях, подверженных периодическим затоплением, проживает порядка 1 млрд. человек (Авакян, 2000).
Важно подчеркнуть, что наводнения - глобальное явление. Наводнения происходят почти во всех странах и почти во всех природных зонах. Однако, несмотря на обилие связанных с наводнениями научных исследований (в основном посвященных конкретным наводнениям или наводнениям на конкретных реках и в конкретных регионах ), до сих пор в научной литературе отсутствовали географические работы широкого плана, в которых анализировались бы имеющие глобальный охват данные об этом явлении. Единственной известной нам попыткой такого рода была монография Р.Уарда «Наводнения. Географическая перспектива»2. Эта полезная для своего времени работа была, вместе с тем, написана более четверти века назад - когда соответствующее глобальное информационное покрытие отсутствовало - и была, по существу, описанием наводнений на отдельных, хотя и важных, примерах.
Однако в последние годы появилась возможность охарактеризовать явление наводнений с учетом его глобального - в полном смысле слова - масштаба и сопоставить полученную картину с общей картиной российских наводнений. Информационной базой для такого подхода является, в первую очередь, Глобальный кадастр наводнений, подготовленный Дартмутской обсерваторией наводнений (США)3 (Dartmouth..., 1998 -2005). Для России большое количество данных собрано в рамках оперативных сводок МЧС (МЧС РФ, 1998-2002), в разнообразных литературных источниках (Таратунин, 2000; и др.). Таїсим образом, в настоящее время имеется возможность обобщить информацию по большому количеству наводнений (порядка 2000) по одним и тем же основным их
1 См., например, около ста работ в сборнике представительной международной конференции (Экстремальные
гидрологические события, 2003).
2 Ward R., 1978. Floods. A Geographical Perspective. The Macmillan Press, London et al, 244 p.
3 К сожалению, Дартмутская обсерватория наводнений ставит своей задачей в основном сбор данных о
наводнениях и ограничивается лишь самым первичным их анализом.
параметрам. Целесообразным было проанализировать соответствующие данные как для России, так и для сопоставимых по площади макрорегионов Земли, для отдельных крупных стран, для групп стран с различным уровнем экономического развития, для мира в целом.
Важной особенностью наводнений является то, что их сущность двойственна. С одной стороны, они представляют по своим первопричинам преимущественно природное явление, а с другой - социально-экономическое, так как наводнения вызывают негативные последствия, причиняют социально-экономический ущерб обществу. Поэтому существенную роль в исследовании глобальных аспектов наводнений играет сопоставление природных и социально-экономических параметров наводнений, рассмотрение различий между регионами мира, имеющими разный уровень экономического развития — в том, насколько успешно экономика этих регионов «справляется» с ущербами от наводнений.
Исследование наводнений в глобальном масштабе представляет не только академический интерес, но чрезвычайно важно и для изучения российских наводнений. Это связано со многими причинами, в том числе со следующими обстоятельствами:
Достоверная статистика по наводнениям в России имеется лишь за немногое количество последних лет. Намного более длинные ряды параметров наводнений в других странах (прежде всего в США) позволяют проверить методы анализа этих данных, и получить результаты, которые могут оказаться применимыми и к российским условиям.
Теоретически, можно допустить возникновение в РФ наводнений большего масштаба и с большими ущербами, чем те, которые наблюдались за последнее время и по которым имеется сравнительно достоверная информация. Анализ данных по такого рода сверхкатастрофическим наводнениям (прежде всего, в Восточной и Юго-восточной Азии и в США) также может быть полезен для нашей страны.
Изучения ряда аспектов наводнений - например, возможных изменений параметров наводнений вследствие глобальных изменений климата - невозможно без глобального подхода к явлению наводнений.
Наконец, важно охарактеризовать место России в общей картине социально-экономических последствий наводнений в мире — с тем, чтобы получить представление о том, насколько успешно страна «управляет» ущербами от
наводнений и каковы могут быть перспективы уменьшения этих ущербов в относительном исчислении.
Таким образом, целью работы является оценка различных аспектов наводнений и их социально-экономических последствий в глобальном масштабе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
Показать планетарный характер наводнений в широком историко-географическом контексте.
Определить информационную основу современных наводнений на основе обзора состояния исследований явления наводнений.
Проанализировать наиболее важные природные параметры крупных наводнений -количество (частоты) событий, площади затоплений, продолжительности наводнений; выявить их генезис.
Охарактеризовать социально-экономические параметры крупных наводнений (количество погибших и эвакуированных, площади пострадавших административно-экономических регионов, материальный ущерб); сопоставить количественные показатели социально-экономического ущерба в разных регионах мира, в том числе в России, с природными параметрами крупных наводнений.
Объект исследования — современные наводнения (в основном за последние два десятилетия) в мире, отдельных странах и макрорегионах.
Предмет исследования - природные и социально-экономические параметры наводнений.
Методы исследования - общенаучные подходы и методы (исторический, системный), конкретно-научные подходы и методы (экономико-статистический, картографический - с использованием электронных карт и атласов), а также методы эмпирического и теоретического обобщения информации: методы анализа временных рядов, методы построения многомерных зависимостей (различные методы интерполяции трехмерных поверхностей) и др. При этом, среди прочего, использовалось следующее программное обеспечение: Microsoft Office (Excel, PowerPoint), Adobe Photoshop 5.0 (Adobe Syst. Inc.), Microsoft Encarta Reference Library (2003), Statistica 5.0 for Windows (StatSoft), Series for Norton (Dobrovolski, 2000), Большая энциклопедия электронных географических карт (ООО Фирма «Ингит», 2000, 2002).
Научная новизна:
Создан кадастр наводнений РФ.
Впервые в глобальном масштабе, а также по отдельным странам и макрорегионам качественно и количественно исследованы природные и социально-экономические параметры наводнений.
Получены и проанализированы сравнительно детальные, во временном разрешении -по месячным интервалам - количественные данные о повторяемости (частотах) крупных наводнений на территории Российской Федерации, ее макрорегионам, а также по территории стран, терпящих наибольшие убытки от наводнений (Китай, США), по каждому из материков и в целом по Земному шару.
Впервые глобальный подход к явлению наводнений позволил сделать ряд важных суждений о закономерностях временных изменений интенсивности, частот и повторяемости наводнений в свете глобальных изменений климата.
Показаны количественные различия в социально-экономическом ущербе от наводнений по регионам мира, имеющим разный уровень экономического развития - в том, насколько успешно экономика этих регионов «справляется» с ущербами от наводнений.
Впервые показано место России в общей картине социально-экономических последствий наводнений в мире - дано представление о том, насколько успешно страна «управляет» ущербами от наводнений и каковы могут быть перспективы уменьшения этих ущербов в относительном исчислении.
Предложена детализированная классификация наводнений по генезису; по количественным данным впервые разработана классификация наводнений по социально-экономическому ущербу - как инструменты анализа наводнений и их последствий.
Основные защищаемые положения:
Общая площадь региона, охваченного явлением наводнения, - более информативный и универсальный по сравнению с площадью непосредственно затопляемых участков параметр, характеризующий пространственные особенности наводнений.
Временные изменения параметров наводнений удовлетворительно описываются последователы-юстями некоррелированных (или слабо коррелированных) по времени величин и не обнаруживают присутствия статистически значимых детерминированных трендов. Вместе с тем, для ряда важных регионов, нельзя исключить существование
значимой связи между изменениями глобальной температуры воздуха и параметрами наводнений.
Несмотря на большую уязвимость территории развитых стран к наводнениям, относительное экономическое и финансовое бремя от последствий наводнений для этих стран меньше, чем для слаборазвитых и развивающихся. Ситуация с ущербами от наводнений в РФ, в сравнении с ситуацией в других макрорегионах мира, носит крайне противоречивый характер: одна из наименее уязвимых к наводнениям территорий в мире имеет самые высокие за 1998-2002 гг. показатели ущерба относительно ВВП. Стратегическим направлением на пути уменьшения относительных ущербов от наводнений (в т.ч. и для России) является рост экономики страны в целом.
Многомерные (трехмерных) зависимости величин ущербов при наводнениях от продолжительности и общей площади регионов, охваченных наводнением.
Теоретически-методическая и практическая значимость. Теоретически-методическая значимость заключается в том, что работа является первым исследованием тех, наиболее важных, природных и социально-экономических параметров наводнений, для которых имеются данные в глобальном масштабе. Часть результатов работы вошла в одобренные и утвержденные научные отчеты по программам фундаментальных исследований РАН и Российского фонда фундаментальных исследований. Результаты работы могут быть полезны для практики работы ведомств РФ, связанных с чрезвычайными ситуациями, при анализе наводнений и их негативных последствий (в том числе в диагностике и прогнозе социально-экономического ущерба). Так, для территории РФ оказалась значимой зависимость между двумя основными параметрами социально-экономических ущербов от наводнений - количествами эвакуированных и общими материальными ущербами от наводнений в денежном выражении. В связи с тем, что первый параметр оценивается значительно проще и быстрее, сделано предположение о том, что эту зависимость можно, в первом приближении, использовать для предварительной оценки масштаба ущербов от наиболее крупных наводнений. Эти оценки можно сочетать с диагностическими оценками при помощи трехмерных зависимостей для ущербов от наводнений на территории РФ (соответствующее диагностическое уравнение также приводится).
Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации доложены на научных семинарах и конференциях в ИВП РАН (2002, 2003, 2005 г.), на IV-VI Международных конгрессах «Вода: экология и технология» (Экватэк - 2000, 2002 и 2004 г.) и VI Всероссийском гидрологическом съезде (ГГИ, 2004).
Работа поддержана грантами РФФИ (№ 99-05-65477, 02-05-64115, 04-05-64855), в том числе молодежными грантами РФФИ (№ 01-05-06200, 02-05-06390; 03-05-06294), а также НИР по программе отделения наук о Земле РАН «Водные ресурсы, динамика и охрана подземных и поверхностных вод и ледников».
Публикации. Результаты исследований изложены в академических и отраслевых журналах и сборниках, а также в научно-популярной литературе. Всего опубликовано 23 статьи и 5 тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения, изложена на 195 страницах, включает 87 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 143 наименований (в том числе 39 - на иностранном языке).
Исторические сведения о наводнениях в России
Россия, в связи с ее географическим положением, размером территории и рельефом -страна, в которой наблюдаются наводнения многих генетических типов. На большей части территории страны наводнения происходят весной в период таяния снега, летом причиной многих наводнений являются обильные осадки, от которых особенно страдают районы Дальнего Востока в период интенсификации циклонической деятельности. На многих реках, в особенности текущих с юга на север и впадающих в Северный Ледовитый океан, довольно часто наводнения вызываются зажорами и заторами льда. На восточном побережье страны многие районы страдают от наводнений, вызванных цунами, а на западном - ветровыми нагонами. На Северном Кавказе наводнения вызываются обильными дождями; прорывом озер, образованных ледниками, или обвалами горных пород; схождением селевых потоков.
Наиболее ранние упоминания о высоких половодьях и паводках, в которых указываются только время наводнений, встречаются в русских летописях X - XIV вв. Для XV - XVI вв. характерно более подробное описание событий, например: «В лето 7052 (1544 г.) ... в Новгороде была вода велика, потопила монастыри многие и дворы многие, и воду черпали с моста Волховского колпаками, а в Ильмень ниже Новгорода по Волхову и по иным рекам дворы и ораная земля в потопе». Как свидетельствуют летописи, в период с 988 по 1716 г. катастрофические наводнения происходили в Новгороде свыше 25 раз (Нежиховский, 1988).
В 1908 г. на Европейской части России произошло небывалое наводнение в бассейне Верхней Волги. Из-за чрезвычайно дружной весны снег, запасы воды в котором превышали норму на 170-200%, сошел за очень короткий промежуток времени. Почва сильно промерзла за зиму, что повлияло на ее инфильтрационную способность. Прохождение весеннего половодья усугубилось еще и тем, что в конце апреля в течение нескольких недель шли проливные дожди. В результате были затоплены сотни тысяч домов и различных построек, десятки тысяч гектаров посевов. Без крова остались свыше 50 тыс. человек. Страна понесла огромные убытки.
От летних паводков страдали многие районы страны. Например, в августе 1973 г. в Бурятии произошло катастрофическое наводнение, которое бывает 1 раз в 100 лет. В р.Витиме уровень воды поднялся на 14 метров. Такой же стремительный подъем наблюдался и на р. Селенге. Под водой оказалась вся левобережная часть г. Улан-Удэ (более 3 тыс. домов). Из района бедствия были эвакуированы около 19 тыс. жителей и выведено 200 тыс. голов скота. Всего было затоплено 27 населенных пунктов.
Сложная ситуация наблюдалась в Приморском крае в 1989 г. В результате прохождения тайфуна «Джуди» в зоне бедствия оказалось 140 населенных пунктов. Было затоплено и частично разрушено 267 мостов, повреждено более 1600 км автомобильных дорог, 500 км линий электропередачи. Под водой оказалось более трети пахотного клина. Более половины всех сельхозугодий (лучшие пойменные земли) были смыты до коренных пород. Потери урожая составили около 90%. Общий ущерб от наводнения был оценен в 540 млн. руб. (в ценах 1989 г.) (Защита..., 1996; Таратунин, 2000).
Из-за ледяных заторов на р. Лене в 1807 и 1809 гг. затоплению подверглась центральная часть г. Якутска. Есть сведения о больших наводнениях в 1830, 1894, 1902, 1904, 1907, 1913, 1917, 1924 и 1933 гг., во время которых большая часть города находилась в воде. Самым катастрофическим в XIX веке в Якутске было заторное наводнение 1864 г. При образовании мощных заторов льда редкой повторяемости затоплению подвержен и ряд других населенных пунктов, расположенных по берегам Лены. В 1966 г. город Ленек (поселок Мухтуя) оказался затоплен на 2/3 его территории, а отдельные дома, расположенные на берегу, были разрушены льдом (Таратунин, 2000).
В мае 1941 г. в районе г. Красноярска образовался затор льда очень большой мощности, при котором наблюдался самый высокий подпорный уровень воды за период наблюдений с 1902 по 1970 г. На возникновение заторного наводнения существенное влияние оказали не только условия, при которых происходило вскрытие р. Енисея, но и характер установления ледостава осенью предшествовавшего года. В ноябре 1940 г. в Красноярске наблюдался подъем уровня воды из-за образования зажора, что в последующем способствовало более интенсивному нарастанию льда. Таким образом, весною в результате затора некоторые районы города были затоплены, причинив значительный ущерб ряду объектов.
Нагонные наводнения представляют особую опасность для побережья с пологими берегами, как, например, в Санкт-Петербурге. За 300-летний период, в течение которого ведутся наблюдения над уровнем Невы, река чуть ли не ежегодно выходила из своих берегов и затопляла пониженные части города. За период с 1703 по 1968 г. зарегистрировано 227 наводнений. Самым памятным для Санкт-Петербурга было наводнение 7(19) ноября 1824 г., увековеченное А.С. Пушкиным в «Медном всаднике». Под натиском ураганного ветра уровень воды в Неве сильно поднялся. Многочисленные реки и каналы невской дельты слились с водами, покрывавшими улицы. Было полностью разрушено 324 дома, повреждено 3257 разных строений. Из 94 судов, стоявших в гавани, удалось спасти только 12. Погибли несколько сот человек. Долгое время в городе свирепствовали болезни. Цены на продукты питания, сено и дрова резко подскочили. Еще долгое время спустя это наводнение именовалось «потопом» (Нежиховский, 1988; Авакян, Истомина, 2001).
В нашей стране первое описание цунами датируется 1737 г. Ущерб, причиненный этим наводнением на побережье Камчатки, описывается таким образом: «От сего наводнения тамошние жители совсем разорились, а многие бедственно скончали живот свой» (Пясковский, 1975). В 1923 г. на Камчатку (в устье р. Камчатки и п. Усть-Камчатск), Командорские острова и остров Беринга обрушились волны цунами высотой до 11 м. В результате наводнения погибли 36 человек, а общий ущерб был оценен в 58 тыс. рублей золотом. За последнее время наиболее катастрофическое событие произошло в 1952 г. на острове Парамушир (Курильские острова), когда в результате 7-балльного землетрясения на берег обрушились три волны цунами с интервалом в 20 минут. Высота самой большой волны достигала 10 м. На некоторое время морской водой оказались залиты обширные площади. Северо-Курильск был практически стерт с лица земли. Точных данных о числе погибших и величине материального ущерба, к сожалению, до сих пор нет. (Авакян, Полюшкин, 1989; Таратунин, 2000).
По повторяемости и своим катастрофическим последствиям селевые и завальные наводнения на Северном Кавказе России трудно сравнить с подобными явлениями на территории Казахстана, Таджикистана и Киргизии, по которым в литературе имеется наибольшее количество примеров (по СССР). Однако они также представляют собой большую опасность для жителей долин своей внезапностью и быстротой распространения ударной волны. Так, в ночь с 31 июля на 1 августа 1940 г. произошло селевое наводнение в бассейне р. Баксана. Грязекаменная масса селя, выйдя в долину р. Адыр-Су, запрудила реку, образовав озеро. Селевая плотина вскоре прорвалась, и бурный поток, снося все на своем пути, разрушил жилые дома и постройки. Подобные наводнения три года подряд, с 1960 по 1962 г., обрушивались в долину р. Баксана, каждый раз оставляя в ее пределах 100-250 тыс. м валунно-галечного материала слоем 2-4 м.
Высокие гляциальные сели, вызывавшие завалы на р. Тереке и приведшие к катастрофическим наводнениям, неоднократно наблюдались в районе ледников Центрального Кавказа. В июне 1776 г. такой сель на три дня запрудил реку, вызвав на ней подъем уровня воды на 76 м. В августе 1832 г. мощный гляциальный сель образовал на Тереке завал длиной 2 км, который вызвал подъем воды в реке на 100 м (Гинко, 1977).
Наводнения вследствие хозяйственной деятельности человека: обзор
С ростом хозяйственного освоения территорий на увеличение высоты и частоты паводков и половодий все большее воздействие оказывают антропогенные факторы. Причины наводнений, обусловленные антропогенным воздействием, можно свести в несколько групп (Авакян, Истомина, 2001; 2003).
В наибольшей степени увеличение и повторяемость паводка связаны со сведением лесов, обладающих значительной водорегулирующей способностью за счет высокой инфильтрации лесных почв и лесной подстилки, а также задержания осадков кронами деревьев. В лесах на песчаных и супесчаных почвах коэффициент стока составляет 0,01-0,09, на глинистых в сосновых лесах - 0,12 и в еловых - 0,38-0,58. На тех же типах почв на безлесных участках этот показатель составляет 0,5-0,9. Глубина промерзания лесных почв значительно меньше, чем луговых, что также способствует лучшей инфильтрации воды (Авакян, Полюшкин, 1990).
Благодаря тому, что таяние снега и оттаивание почвы в лесу происходит медленнее, чем на открытых пространствах, сроки весеннего половодья растягиваются, что ведет к снижению уровня воды в речной сети. Установлено, что в залесенном бассейне умеренного пояса половодье в среднем продолжается 40 суток, в то время как в поле - 9 суток. Поверхностный сток в лесу составляет примерно 5% средних расходов воды от суммы осадков, что примерно в 15 раз меньше, чем сток в поле. Леса предотвращают развитие эрозионных процессов, обеспечивают сохранение мелких ручьев и рек, что способствует разветвленности русловой сети. После рубок инфильтрационные свойства почвы могут снижаться в 3,5 раза, интенсивность ее смыва увеличивается до 15 раз. Водный баланс меняется в направлении увеличения суммарного стока, главным образом за счет возрастания его поверхностной составляющей по указанной выше причине, а также за счет прекращения перехвата осадков лесным пологом и кронами (Окружающая среда, 1983).
На севере Соединенных Штатов в зоне смешанных лесов умеренного пояса проводились исследования по влиянию сведения осины на увеличение стока. После полного лесосведения на водосборе в первые два года максимальный склоновый сток увеличился на 250% (Verryetal., 1983).
Аналогичные результаты были получены при изучении последствий лесосведения в Индии (несмотря на полное отличие географических условий). В вечнозеленых тропических лесах Западной Бенгалии в результате сплошных рубок максимальный сток увеличился в 2-3 раза. Инфильтрация на почвах в Гималайских предгорных лесах в 2 раза больше, чем на невспаханном поле и в 3-4 раза больше, чем на пастбищах со стравленным растительным покровом (Gupta, 1980).
Большую угрозу представляет собой сведение влажных экваториальных лесов в бассейне р. Амазонки. В результате вырубок на территории Перу и Эквадора с 1968 по 1978г. отметки максимальных уровней воды в период прохождения половодий постоянно повышались. В районе г.Икитос (Перу) в 1960-е годы при паводке средней обеспеченности уровень воды составлял 25 м, а в 70-е - 26,2-27,5 м. Среднегодовая разница высшего и низшего уровней составляет 20 м. В то же время, темпы лесосведения в тропических лесах Южной Америки увеличиваются (рис. 2.14). Так, в Бразилии в долине Амазонки за 15 лет сведено более 55 млн. га лесов (Gentry, Lopes Parody, 1980).
Повсеместное сведение лесов в странах третьего мира связано в первую очередь, с тем, что экспорт ценных сортов древесины является немаловажной статьей дохода. Во многих странах, особенно Южной и Юго-Западной Азии и Африки, до сих пор распространено подсечно-огневое земледелие. Средств же на лесовосстановительные мероприятия явно недостаточно. Под большой угрозой также находятся вечнозеленые леса тропического и экваториального поясов Африки и Латинской Америки.
По данным Всемирной метеорологической организации (ВМО) только за 20 лет между Всемирными конференциями по окружающей среде и развитию в Стокгольме (1972г.) и Рио-де-Жанейро (1992 г.) площадь лесов на планете сокращалась примерно на 180 тыс. км2/год, при этом восстановление лесов осуществлялось не более, чем на 10% площади вырубок.
На увеличение максимального стока значительно влияет осушение болот, которые являются естественными аккумуляторами воды. На основе исследований, проведенных в Карелии, наглядно видна роль болот лесной зоны. При высокой интенсивности осушительных мероприятий среднегодовой сток увеличился с 8 до 22%. Максимальный среднесуточный модуль стока весеннего половодья на неосушенном водосборе почти в 2 раза меньше, чем на осушенном. Максимальные модули дождевых паводков на осушенных водосборах увеличиваются на 60-160%. За период наблюдений, проведенных на юго-востоке Финляндии в 1935-1979 гг., было определено, что осушение болот привело к росту всех характеристик стока. Среднегодовой сток увеличился на 93 мм (43%), максимальный расход при летнем паводке - на 131% (Seuna, 1980).
Значительное влияние на увеличение стоковых характеристик оказывает нерациональное ведение сельского хозяйства, ведущее к уменьшению инфильтрационных свойств почв и усилению эрозии. Одна из основных причин заключается в переуплотнении почвенного покрова в период обработки. Повышенные характеристики весеннего половодья вызываются также более сильным промерзанием открытой почвы полей зимой и перенасыщенностью ее влагой в период осенних дождей. Распашка почв с легким механическим составом и продольная пахотная обработка склонов ведет к усилению плоскостного смыва, что в немалой степени способствует росту максимального стока. Одной из причин его роста в районах орошаемого земледелия служат периодические переполивы орошаемых земель.
Урбанизация, связанная с увеличением площади водонепроницаемых покрытий и застройки, является основной причиной усиления максимального стока в городах. Исследования на небольших городских водосборах в США показали, что урбанизация ведет к увеличению повторяемости и величины паводков. Установлено, что при покрытии 12% площади водонепроницаемыми материалами (бетон, асфальт) средний расход паводка составляет 17,8 м /с, время добегания волны паводка - 3,5 ч. При 40-процентном покрытии средний расход паводка составляет 57,8 м /с, а время добегания - 0,4 часа. Таким образом, при росте водонепроницаемых покрытий примерно в 3 раза средние расходы паводков также увеличивались в 3 раза, а время добегания паводковой волны уменьшалось примерно в 8 раз. Аналогичные исследования в других странах показали, что в результате урбанизации за последние десятилетия максимальные расходы паводков в городах возросли: в Канаде - в 3, в Японии - в 2,5, в Англии - в 1,5 раза. Установлено, что расход паводка в городе может превышать расход такой же по обеспеченности в сельской местности до 10 раз (Hirsch, 1977).
Анализ длинного ряда частот (количеств) наводнений — на примере США
Остановимся вначале на первом подходе и рассмотрим изменения, по годовым интервалам, доли экстремальных и очень крупных наводнений в общем числе наводнений мира (рис. 2.38). Соответствующий ряд рассчитан нами с использованием данных Дартмутской Обсерватории и принятой в этом учреждении классификации наводнений (Dartmouth..., 2004). Чрезвычайно примечательно, что данный ряд не демонстрирует сколько-нибудь заметного и достоверного увеличения доли наиболее интенсивных наводнений. Более того: будучи подогнан к исходному ряду методом наименьших средних квадратов, детерминированный тренд (в простейшем случае - линейный) имеет отрицательный знак - см. рис. 2.38 (линия 2). Кроме того, обращает на себя внимание тот факт, что за наиболее теплый для Земного шара, за всю историю метеонаблюдений, 1998-й год, процент наиболее крупных наводнений (24%) был отнюдь не рекордным - ниже, чем в более холодные 1985, 1992, 1999 годы - и не выше, чем в более холодный 2001 год. Напротив, самый холодный за рассматриваемый период год - 1985-й — отличался наибольшим процентом наиболее крупных наводнений за весь период (32,5%).
Отметим, что несмотря на сравнительную непродолжительность ряда, диапазон изменений глобальной температуры за этот период был велик: разница между глобальной температурой 1985 и 1998 годов составляла примерно 0,6 градуса, что равно общему потеплению на Земном шаре за последние 100 лет. Таким образом, рассмотренный ряд может давать, в определенном смысле слова, общую модель соотношений между наводнениями в глобальном масштабе и изменениями глобальной температуры за весь инструментальный период.
Обратимся ко второму из упомянутых выше подходов для изучения эволюции наводнений во времени: к анализу изменений количеств наводнений в крупной стране, несущей большие ущербы от этих катастрофических явлений и имеющей достоверную статистику данных. На рис. 2.39 показаны изменения количеств наводнений в США, подсчитанные нами с помощью таблиц Глобального кадастра наводнений (Dartmouth...., 2004). Из рисунка очевидно, что за рассматриваемый период не наблюдалось увеличение числа наводнений. Напротив, как линейная, так и экспоненциальная аппроксимации формально указывают на некоторое уменьшение числа наводнений.
Представляет также интерес сопоставление изменений на рис. 2.39 (линия 1) с изменениями глобальной температуры воздуха по (Jones, Palutikof, 2004). Наибольшее число наводнений в США наблюдалось в 1989 г., который отнюдь не был годом самой высокой глобальной температуры за рассматриваемый период (это был 4-й, после 1985, 1986 и 1992 гг., самый холодный год). В то же время, 1988 г., в котором число наводнений было наименьшим, не был самым холодным на Земле годом (седьмым самым теплым годом за период 1985 - 2002гг.). Таким образом, не только для мира в целом, но и для крупнейшей страны с наиболее достоверной информацией по наводнениям - США - концепция интенсификации наводнений со временем и с ростом глобальной температуры «не работает».
Наконец, перейдем к рассмотрению (более многочисленных) данных о месячных количествах наводнений за более короткие промежутки времени. Нами были построены ряды изменений количеств наводнений, за период 1998-2002 гг., для России, ее Европейской и Азиатской территорий, для таких стран как Китая и США, а также для каждого из материков и для мира в целом. В первых трех случаях источником данных были сводки МЧС (МЧС РФ, 2002), Глобальный кадастр данных по наводнениям (Dartmouth..., 2004) и литературные источники. В остальных случаях источником данных был только Глобальный кадастр данных по наводнениям. Как уже отмечалось, данные за такой период времени могут считаться сравнительно однородными, так как за эти годы в России и в основных странах, терпящих ущерб от наводнений, и в большинстве других стран мира - экономические, политические и цензурные системы не менялись.
На рис. 2.40 и 2.41 помещены соответствующие графики для всего мира и для территории России, на этих же графиках нанесены изменения средней глобальной приземной температуры. Обращает на себя внимание то, что ни в среднем по миру, ни для РФ глобальная температура не коррелирует с изменениями частот наводнений. Так, количество крупных наводнений на Земле за наиболее теплый за всю историю метеонаблюдений 1998-й год было примерно равно количеству наводнений за средний по температуре 2001-й год и намного меньше, чем количество наводнений за 2002-й год.
Еще меньше сходство между изменениями глобальной температуры и изменениями частот российских наводнений. За наиболее теплый в истории инструментальных наблюдений 1998-й год число крупных российских наводнений было минимальным по отношению ко всему периоду 1998-2002 гг. Напротив, намного больше крупных наводнений наблюдалось за 2000 г. - наиболее холодный год за последние 7 лет.
Таким образом, приведенные и ранее сформулированные нами результаты не подтверждают широко распространенное, в том числе в средствах массовой информации, мнение о росте числа и интенсивности наводнений в России и в мире в процессе наблюдавшегося глобального потепления, которое многие исследователи приписывают антропогенному парниковому эффекту. В то же время, нельзя исключить, что в ряде регионов существует связь между изменениями глобальной температуры и изменениями числа наводнений. В качестве примера на рис. 2.42 приведен график, аналогичный графикам на двух предыдущих рисунках, но рассчитанный для Китая - изменения количеств наводнений на нем почти в точности следуют изменениям глобальной температуры.
Общая характеристика социально-экономических последствий наводнений в мире и в России
Последствия наводнений представляют собой важную социально-экономическую проблему для всего мира. Основные параметры, характеризующие эти аспекты наводнений (и в какой-то степени доступные для оценки): ущерб от наводнений в денежном эквиваленте, количество временно эвакуированных, количество погибших (Авакян, Истомина, 2000; 2001). В определенной мере, экономическим параметром наводнений можно считать площадь административно-экономических регионов, затронутых наводнением.
Данные по перечисленным параметрам для наводнений мира собраны в Глобальном кадастре наводнений (Dartmouth..., 2004) и суммированы нами для макрорегионов мира и для отдельных стран. Кроме того, данные для России уточнялись и дополнялись нами с использованием сводок (МЧС РФ, 2002) — соответствующие цифры помечены знаком « » в табл. 3.1. Эта информация - а также ряд других архивов, например, (Microsoft..., 2003), использованы в настоящей главе.
Необходимо отметить, что информация о социально-экономических последствиях наводнений содержит большое количество ошибок, связанных с разными обстоятельствами: с трудностью расчета финансовых эквивалентов ущербов, особенностями перевода ущербов из одних денежных единиц в другие (в доллары), с неполной информацией о самих наводнениях, со сложностью оценки количества временно эвакуированных (в отличие от переселившихся на постоянное место жительство) и т.д. Кроме того, сравнительно однородная информация о последствиях наводнений для всего мира доступна только за последние годы — поэтому не позволяет достоверно судить о закономерностях изменений параметров ущерба во времени. Таким образом, возможны лишь самые общие суждения о последствиях наводнений (Авакян, Истомина, 2002).
Наиболее полная информация имеется за 1998-2002 гг. За этот период в Глобальном кадастре наводнений есть сведения по 823 наводнениям. Общий ущерб оценивается в 124 708 млн. долларов США. Количество временно эвакуированных - 129 046 тыс. человек, количество погибших - 48 511 человек (Истомина, 2003). При анализе этих цифр, в первую очередь, представляет интерес сопоставление материальных и «социальных» ущербов от наводнений в разных регионах мира. В абсолютных величинах эти два аспекта ущербов трудно сравнивать друг с другом, однако можно перейти к относительным величинам, и эти расчеты, на наш взгляд, позволяют сделать некоторые выводы. Так, если за пять рассматриваемых лет материальные ущербы оцениваются в 0,4% от ВВП мира1, то количество временно эвакуированных (то есть, людей, которые непосредственно, существеннейшим образом пострадали от наводнений) составляет 2,15% от численности населения Земли. Если же ущербы экстраполировать, линейным образом, на более продолжительные периоды времени (порядка средней продолжительности жизни - несколько десятков лет), то окажется, что значительная часть населения Земного шара непосредственно пострадала от наводнений - в то время, как формально рассчитанные материальные ущербы составили лишь незначительную долю от ВВП мира. Причина этого парадокса в том, что в наибольшей степени страдает от наводнений население слаборазвитых и развивающихся стран (в зонах экваториального, тропического и субтропического климата), отличающихся низким уровнем жизни и низким ВВП на душу населения (см. табл. 3.1). Напротив, высокоразвитые страны, расположенные, как правило, в умеренной климатической зоне, менее подвержены наводнениям, но формально терпят значительные финансовые ущербы. Так, в США, на долю которых приходится почти треть ВВП мира (точнее, 31,5% в 2000 г.), лишь 474 тыс. чел. (0,4% населения мира) было вынуждено эвакуироваться вследствие наводнений. Нетрудно подсчитать, что по показателю «число эвакуированных на единицу финансовых потерь от наводнений» цифры для США меньше средних цифр по миру в 28 раз - и это при том, что ВВП США на душу населения лишь в 7 раз превосходит средний мировой показатель. Представляется, в итоге, что приведенные, самые общие цифры позволяет сделать следующие глобальные выводы: Основной ущерб от наводнений находится не в сфере материальных потерь, выражающихся в финансовом эквиваленте, а в гуманитарной сфере: за рассматриваемый период (1998 - 2002 гг.) в наводнениях был потерян только каждый 250-й доллар ВВП мира, но при этом в наводнениях лично пострадал при эвакуации примерно каждый 50-й житель Земли. Таким образом, представляется, что количества эвакуированных из-за наводнений является более объективным показателем ущербов от наводнений - если под ущербами понимать не только формальные финансовые потери, но «социальный ущерб», гуманитарный ущерб в целом. «Социальный» ущерб от наводнений распределен крайне неравномерно по Земному шару и приходится, в основном, на слаборазвитые и развивающиеся страны. При таких катастрофических событиях как наводнения экономическое неравенство еще более усугубляется, что видно на примере сравнения США и остального мира. Рассмотрим более подробно цифры, характеризующие место различных регионов мира и России в картине наводнений мира - с учетом ВВП каждого региона (табл. 3.2). Из табл. 3.2 видно, что если пересчитать ущербы в доли от ВВП, Азия и, в особенности, Китай, сохраняют «ведущие» позиции в мире, а Северная Америка и, в особенности, США, занимают последние места. При этом разница между Китаем и США составляет по этому показателю — немного менее 30 раз. Отметим также важное для нашей страны обстоятельство. Из содержания предыдущей главы очевидно, что территория РФ далеко на самая уязвимая для наводнений:
