Лавинный и селевой риск на территории России: оценка, прогноз и меры по его снижению (РНФ)НИР

Snow avalanches and debris flows risk at the territory of Russia: estimation, forecast and mitigation measures

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 3 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. Лавинный и селевой риск на территории России: оценка, прогноз и меры по его снижению
Результаты этапа: В рамках подготовки векторной картографической основы для требуемых по плану выполнения работ карт риска были проанализированы существующие доступные векторные картографические основы на территорию Российской Федерации. Сведения о площади муниципальных образований были взяты с сайта http://www.gks.ru/free_doc/new_site/bd_munst/munst.htm, где сосредоточены сведения о социально-экономических параметрах муниципальных образований. В рамках исследования была усовершенствована методика оценки социально-экономического потенциала территории, подверженной НОЯ.Исходя из поставленных задач, т.е. оценки рисков селей для социально-экономических систем, введено понятие плотности социально-экономического потенциала территории. Следующим шагом явился перевод полученных относительных значений компонентов индекса в безразмерные величины методом ранжирования. В результате, было установлено, что конечное распределение МО по абсолютным и относительным значениям валового производства территории имеют существенные различия. В первом случае значения максимальны в двух крупнейших центрах региона (городах Кемерово и Новокузнецке), и такой результат вполне предсказуем и очевиден, однако максимальная плотность производства приходится на Прокопьевск и Яйский район, где СЭП сконцентрирован на небольшой площади. Соответственно, при гипотетическом площадном стихийном бедствии, действующем с одинаковой силой на территорию, где концентрация потенциала наиболее высока, потенциальные ущербы окажутся выше, чем там, где потенциал распределён по территории более равномерно.Далее были учтены дополнительные факторы, важные для определения СЭП территории с целью оценки рисков селевой опасности (население и основные фонды). Фонды, распределённые по видам экономической деятельности, и население также были покомпонентно разделены на площади соответствующих категорий земель. Затем все три показателя (основные фонды, население и валовое производство) были объединены при помощи формулы линейного масштабирования. Получившееся распределение рангов в целом повторило распределение по частным значениям показателя валового производства, что позволяет нам ограничиться выбором этого показателя для оценки возможных рисков и именно его положить в основу градиентной модели. Для запланированного на прошедший год определения геофизических показателей, требуемых для расчёта риска снежных лавин и селевых потоков, с целью определения уязвимости территорий муниципальных образований определялись площади лавиноопасных и селеопасных территорий в пределах муниципальных образований субъектов Российской Федерации. Для этого использовались различные карты и Атласы, в которых имеются границы селеопасных районов. Данные карты совмещались с картой административного деления. Такие расчёты были сделаны для всех муниципальных районов, где есть лавинная и селевая опасность, что позволило определить уязвимость в пространстве в отношении снежных лавин и селей. Уточнение методики оценки лавинного и селевого риска в основном было связано с уточнением оценки поражённости территорий муниципальных образований лавинами и селями. Ранее учитывались лишь общие площади лавино- и селеопасных территорий в пределах муниципальных образований. На самом деле и эти территории могут включать в себя не опасные участки. Под «коэффициентов физической уязвимости» нами понимается доля выбытия здания, сооружения в результате воздействия селевого потока. Для этого был проведён анализ последствий воздействия селевых потоков на здания и сооружения. Уточнённая методика оценки лавинного риска в экономических показателях включает в себя определение пространственной поражённости территорий муниципальных районов Российской Федерации снежными лавинами. Карты пространственной поражённости территории Российской Федерации снежными лавинами до настоящего времени не существовало, и такая задача решается в ходе выполнения настоящего проекта. Для определения поражённости лавинами во времени подготовлены слои векторных карт с характеристиками снежных лавин — повторяемости лавин и продолжительности лавиноопасного периода. Для оценки риска подобраны слои векторной карты Российской Федерации — границы административных районов, населённые пункты (в двух видах — в виде точек и в виде полигонов), автомобильные дороги, железные дороги. Таким образом, подготовлена картографическая база и для оценки лавинного риска. Разработана и опробована методика расчёта индивидуального и полного социального лавинного риска в крупном масштабе. В качестве сценария изменения климата был выбран RCP8.5, как самый сильный вариант отрицательного (с точки зрения потепления) антропогенного воздействия на парниковый эффект, приводящий к наибольшему из всех предлагаемых сценариев росту средней глобальной приземной температуры воздуха.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Лавинный и селевой риск на территории России: оценка, прогноз и меры по его снижению
Результаты этапа: Рассчитана уязвимость социально-экономического потенциала регионов России к неблагоприятным и опасным природным явлениям Определены изменения продолжительности селеопасных периодов и повторяемости селей по муниципальным образованиям Российской Федерации на середину и конец XXI века. Увеличение продолжительности селеопасного периода в наибольшей степени характерны для селеопасных районов Северного Кавказа, юга и средней части Урала, Алтая и Приморского края. В наименьшей степени изменились эти показатели в Арктической зоне. Изменение повторяемости селей на территории Российской Федерации имеет разнонаправленный характер, но в целом преобладают территории с увеличением повторяемости селевых потоков как в середине, так и в конце XXI века. Подверженность территорий муниципальных районов селям на середину и конец XXI века не меняются. Формирование селевых потоков будет происходить в современных границах селеопасных районов. Составлены карты селевого риска в экономических показателях, проведён анализ распределения селевого риска на уровне федеральных округов, субъектов Российской Федерации и муниципальных районов. Произведена оценка уязвимости экономики муниципальных районов от воздействия селевых потоков. Прямой селевой риск на территории Российской Федерации равен 3,8 млрд. рублей в год, а полный (прямой и косвенный) составляет немногим более 18 млрд. рублей в год. Наибольшие значения селевого риска характерны для муниципальных районов Северного Кавказа, Прибайкалья, Камчатского полуострова и острова Сахалин. Наиболее уязвимыми экономиками муниципальных районов подверженных воздействию селевых потоков являются горные районы Республики Дагестан. Составлены карты лавинного риска в экономических показателях, проведён анализ распределения лавинного риска на уровне федеральных округов, субъектов Российской Федерации и муниципальных районов. Произведена оценка уязвимости экономики муниципальных районов от воздействия снежных лавин. Определено, что при реализации сценариев потепления климата, используемых CMIP5, лавинный риск для большинства освоенных регионов России снижается, оставляя лавиноопасными территориями высокогорье, тогда как селевой риск возрастает. В ходе работы были получены более точные по сравнению с предшествующими результатами значения индивидуального и полного социального лавинного риска, разработана методика, позволяющая учитывать локальные неоднородности распределения людей и характер размещения объектов инфраструктуры, определять зоны с наибольшим потенциальным количеством жертв и давать рекомендации по территориальному планированию объектов и выбору противолавинных мер. Применение методики актуально для изысканий, связанных со строительством и защитой горнолыжных курортов и других объектов, расположенных в зоне воздействия снежных лавин, и позволяет рассчитать среднее предполагаемое количество жертв и вероятность гибели индивидуума в лавинах определённой повторяемости. Та же методика может применяться для расчёта селевого риска и для расчёта изменений показателей риска в зависимости от климатических и экономических факторов, а также позволяет оценивать эффективность защитных мероприятий.
3 1 января 2018 г.-15 декабря 2018 г. Лавинный и селевой риск на территории России: оценка, прогноз и меры по его снижению
Результаты этапа: Разработана методика оценки лавинного риска в экономических показателях. Определяется ущерб, который могут нанести лавины за счет полного разрушения зданий и сооружений. Методика включает набор операций, осуществляемых с использованием геоинформационных технологий. Установлено, что подверженные возможному разрушительному воздействию снежных лавин были установлены на территории 205 муниципальных образований 27 субъектов Российской Федерации. Определена общая стоимость зданий и сооружений, которые могут быть разрушены лавинами в пределах каждого муниципального образования и субъекта Российской Федерации. Наибольшие значения лавинного риска в экономических показателях характеризуют Сахалинскую область (6329,5 млн. руб.), Республику Алтай (4103,67 млн. руб.), Краснодарский край (1495,11 млн. руб.), Кабардино-Балкарскую Республику (1465,75 млн. руб.) и Карачаевско-Черкесскую республику (1433,61 млн. руб.). Среди муниципальных образований наибольший риск отмечается на территориях Холмского (2015,5 млн. руб.) и Тымовского (1017,2 млн. руб.) городских округов Сахалинской области, Усть-Коксинского (998,6 млн. руб.) и Кош-Агачского (927,0 млн. руб.) районов Республик Алтай, Эльбрусского района Кабардино-Балкарской Республики (986,2 млн. руб.). Суммарный лавинный риск для зданий и сооружений на территории Российской Федерации составляет 24798,1 млн рублей. Выполнена оценка влияния противолавинных мероприятий на снижение лавинного риска. По результатам анализа многолетнего ряда катастрофических лавин установлено снижение числа жертв лавин за периоды 2007-2017 гг., по сравнению с периодом 1997-2007 гг. с 23 до 17 жертв. Установлена связь снижения числа жертв лавин с активизацией применения противолавинных мероприятий в Российской Федерации, начавшейся в конце первого десятилетия XXI века. Для повышения эффективности применения противолавинных мероприятий предлагается применение моделирования движения лавин при проведении инженерных изысканий. Разработаны предложения по применению зонирования по степени лавинной опасности при градостроительной деятельности. Применение разработанной методики зонирования позволяет выбирать наиболее эффективные противолавинные мероприятия. Выполнена оценка изменения лавинного риска для муниципальных образований с учётом изменения климатических условий. Определены значения климатических показателей в узлах точек модели на периоды 1991-2000 гг. (современный период), 2041-2050 гг и 2091-2100 гг. Установлено, что, при реализации сценария, несмотря на повсеместный рост температуры воздуха января, на большей части Урала, Алтае, Саянах, Сихотэ-Алине, Сахалине, во внутриконтинентальных районах Северо-Востока к середине XXI века происходит увеличение высоты снежного покрова. Как следствие увеличения высоты снежного покрова, происходит увеличение продолжительности лавиноопасного периода на Южном Урале, Алтае, Приморье, в горах внутриконтинентальной части Северо-Востока. И только на Кавказе, в горах прибрежной части Северо-Востока, на западе Путорана должно произойти уменьшение высоты снежного покрова. К концу XXI века глобальное повышение температуры приведет к уменьшению высоты снежного покрова на большей части территории страны. Уменьшение продолжительности лавиноопасного периода также происходит почти повсеместно. Средние значения параметров лавинной активности и их изменений определены для каждого муниципального образования, полностью или частично расположенного в пределах лавиноопасных территорий. В качестве показателей, определяющих лавинный риск, использованы повторяемость лавин и продолжительность лавиноопасного периода. По сочетаниям показателей выполнена оценка изменения лавинного риска в 9 градациях. По итогам вычислений составлены карты изменения риска в пределах муниципальных образований Российской Федерации в середине и конце XXI века. При реализации климатического сценария к середине XXI века лавинный риск увеличивается в муниципальных образованиях, расположенных на Полярном и Приполярном Урале, в Алтае-Саянской горной области, Забайкалье, на юге и севере Дальнего Востока, на большей части Республики Саха (Якутия). Лавинный риск уменьшается в муниципальных образованиях, расположенных на Кавказе, Кольском полуострове, Таймыре, Путорана, севере Хабаровского края, на Камчатке и юге Магаданской области. К концу XXI века произойдет почти повсеместное уменьшение лавинного риска. Только в отдельных муниципальных образованиях Республики Алтай и Приморского края, а также Северо-Восточных улусов Республики Саха (Якутия) лавинный риск увеличится. Составлены карты изменения продолжительности селеопасного периода и повторяемости селей на середину и конец XXI века, а также карты селевого риска по муниципальным образованиям Российской Федерации на середину и конец XXI века. В результате климатических изменений на территории Российской Федерации прогнозируется уменьшение селевого риска на всей территории Российской Федерации, особенно к середине XXI века, затем к концу XXI века его значения будут расти, но не достигнут значений, рассчитанных для начала XXI века. В территориальном плане вследствие изменения климата в середине и конце XXI века наибольшее снижение значений селевого риска будет отмечаться в сторону уменьшения в селеопасных районах Северного Кавказа, а увеличение в селеопасных районах Арктики, юга Камчатского полуострова, горных районов Сахалинской области, отдельных муниципальных образованиях Горного Алтая и юга Уральских гор. В результате освоения отдельных горных территорий на Северном Кавказе (строительство горнолыжных курортов) значительно увеличится значение селевого риска в горных районах Республик Северная Осетия –Алания и Кабардино-Балкария. В остальных горных районах строительство горнолыжных курортов практически не скажется на значении селевого риска в экономических показателях. Разработаны рекомендации по снижению селевого риска включающие организационно-хозяйственные мероприятия (развитие сети наблюдений за селями, разработка нормативных документов), развитие селеведения (совершенствование фоновых и локальных прогнозов образования селевых потоков, создание программного продукта для моделирования селей) и развитие инженерных мер защиты от селей

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".