М.Ю. Калинин, А.П. Станкевич, В.Н. Корнеев

(Республика Беларусь)

Одной из серьезных проблем в бассейнах рек Республики Беларусь являются наводнения. Под наводнением понимается затопление водой прилегающей к реке или озеру местности в результате прохождения волн весенних половодий и летне-осенних паводков, которое причиняет материальный ущерб, наносит вред здоровью населения или приводит к гибели людей. Прежде всего это касается постоянных затрат на предупреждение и ликвидацию последствий наводнений. Особенно эта проблема актуальна для р. Припять. Река Припять – одна из самых больших по протяженности и водности рек Беларуси. Длина реки 761 км, площадь водосбора 121000 км2. В зоне периодических затоплений во время прохождения весенних половодий и летне-осенних дождевых паводков с вероятностью превышения от 1 % до 10 % в бассейне Припяти находятся территории с площадью до 6,2 тыс. км2, что составляет 11,8 % от площади ее водосбора на территории Беларуси. В настоящее время на участке бассейна реки Припять от границы с Украиной до г. Мозырь эксплуатируется более 60 объектов инженерной защиты от наводнений, в основном, защитных дамб. В средней части и в верховьях Припяти и ее притоков реализовано около 50 % запланированных мероприятий (517 км защитных дамб из 1166 км запроектированных). Тем не менее, затопления продолжаются. Вследствие проведения защитных и строительных работ в междамбовом пространстве условия формирования паводков и наводнений в бассейне Припяти значительно изменились. В настоящее время проектируются и выполняются работы по защите населенных пунктов и сельскохозяйственных угодий.
 Отмечается парадоксальный факт - вместе с ростом инвестиций в строительство противопаводковых сооружений отмечается и увеличение ущерба от наводнений. Для изменения этой тенденции рядом ученых предлагается пересмотреть подходы к проблеме наводнений и во главу угла ставить не защиту от наводнений, а поиск путей приспособления к ним. Отмечается, что центр тяжести в борьбе с наводнениями сместился с инженерных мероприятий на неинженерные: прогнозирование наводнений на основе усовершенствованных компьютерных методик, создание систем оповещения и предупреждения, проведение такой хозяйственной политики на затапливаемых землях, при которой ущерб от наводнений минимален. Все данные факты позволяют сделать вывод о том, что на современном этапе для снижения ущерба от наводнений необходимо большое внимание уделить разработке прогнозирования наводнений.
 Создание современных математических моделей водного режима для бассейнов рек - задачи чрезвычайной сложности. Это вызва¬но как особенностями объектов математического моделирования, так и сложностью процесса движения воды в нем. При создании математической модели процесса движения воды, как показал анализ аэрофотоснимков, необходимо учитывать, что движение воды на пойме происходит не по всему сечению поймы. На значительной части поймы, в лесах, над кустарниками, старицами, движение воды практически отсутствует, ши¬рина нетранзитных зон может достигать 2/3 общей ширины затопления поймы и меняется с глубиной воды. При больших наполнениях нетранзитные зоны могут исчезнуть вовсе. Ясно, что эти нетранзитные зоны играют роль больших аккумулирующих емкостей, что необходимо учитывать при моделировании водного режима. Кроме того, во время наводнений, в отдельные интервалы времени, сток отдельных притоков сравним, и даже превосходит сток основной реки. Эта особенность движения воды требует решения задачи о моделировании водного режима в системе водотоков, т.е. на графе типа "дерево".
 В ЦНИИКИВР созданы математические модели и специальное программное обеспечение для моделирования наводнений и определения зон вероятного затопления в бассейнах рек. Данные модели основаны на использовании уравнений Сен–Венана с учетом нетранзитных зон на пойме реки. Указанные прогнозные модели наводнений успешно реализованы для бассейна Припяти. Для определения зон вероятного затопления используются ГИС-технологии. В результате расчетов определяются значения уровней и расходов воды во всех внутренних расчетных узлах графа системы водотоков и зоны вероятного затопления.
 Размещение на реках водохранилищ с устройством плотин является одним из наиболее значимых мероприятий по воздействию на окружающую среду. Оценка воздействия на окружающую среду таких водохранилищ и регламент землепользования (особенно в нижнем бьефе) в основном зависит не только от зоны затопления и подтопления в результате размещения самого водохранилища, но также определяется и зонами вероятного затопления в результате возникновения чрезвычайной ситуации, связанной с возможным прорывом плотины. В Республике Беларусь расположено много водохранилищ, ниже плотин которых находятся населенные пункты, промышленные и иные объекты. Аварийная ситуация может возникнуть в случае полного или частичного разрушения плотины водохранилища. Прогнозирование развития таких чрезвычайных ситуаций с целью оценки устойчивости русел рек, расположенных ниже гидротехнических сооружений и иных объектов, определения режима движения волны прорыва и зон вероятного затопления является актуальной и важной задачей. Решение данной задачи необходимо для подготовки и принятия упреждающих защитных мер как для существующих в опасной зоне объектов и населения, так и при проектировании и размещении новых.