Прогнозирование паводков и предупреждения о них в Бангладеш

Государство Бангладеш расположено в нижнем течении бассейнов трех крупных рек: бассейнов рек Ганга, Брахмапутры и Мегхны. Общая площадь водосбора этих бассейнов составляет 1 720 000 км2, причем почти 93 % этой площади расположено за пределами территории Бангладеш — в Бутане, Китае, Индии и Непале. Топография, расположение и интенсивность стока с каждого из этих бассейнов формируют годовой гидрологический цикл страны.

На протяжении года Бангладеш переживает периоды экстремальной водообеспеченности — когда бывает слишком много воды и слишком мало. Основным источником воды являются муссонные осадки с июня по сентябрь, а в другое время страна испытывает дефицит влаги; это время называют «засушливым периодом». Обильные осадки в период муссонов являются основной причиной паводков; они бывают почти ежегодно, а разрушительные паводки — раз в 5–8 лет (FFWC, 2004). Такие паводки причиняют серьезный ущерб сельскому хозяйству и инфраструктуре и приводят к гибели людей.

Бангладеш осуществляет проекты по регулированию паводков и осушению земель с 60-х годов прошлого века. Однако одни только структурные меры не могут полностью защитить людей и инфраструктуру от паводков. Абсолютное регулирование паводков в такой стране, как Бангладеш, невозможно и неосуществимо. Исходя из этого понимания, в Бангладеш приступили к разработке систем прогнозирования и предупреждения о паводках (неструктурные меры) с целью осуществления противопаводковой деятельности (Bhuiyan, 2006). Задачи заключались в том, чтобы дать возможность и убедить людей, сообщества, агентства и организации готовиться к паводкам и принимать меры для повышения безопасности и уменьшения ущерба. Цель состояла в том, чтобы предупредить людей об опасности накануне паводка.

Развитие обслуживания по прогнозированию паводков

Совет по освоению водных ресурсов Бангладеш (далее — «Совет») несет ответственность за проведение противопаводковых мероприятий посредством принятия структурных и неструктурных мер. Он также обеспечивает гидрологическое обслуживание в Бангладеш. В рамках неструктурных мер Совет предоставляет обслуживание по прогнозированию и предупреждению о паводках посредством своего Центра по прогнозированию и предупреждению о паводках (ЦППП), созданного в 1972 г. С тех пор обслуживание по прогнозированию и предупреждению о паводках последовательно развивалось, и этот прогресс можно разделить на три этапа.

Начальный этап (1972–1988 гг.). Первоначально 11 водомерных постов использовались для мониторинга и прогнозирования паводков в реальном времени. На этом этапе для прогноза уровня воды использовались статистическая корреляция показаний водомерных постов и методы Маскингама-Канга. В 1981 г. ВМО и Программа развития Организации Объединенных Наций предоставили техническую помощь для компьютеризации базы гидрологических данных. Также разрабатывались компьютерные программы для осуществления операций, которые ранее выполнялись вручную. Во время разрушительных паводков 1987 и 1988 гг. прогнозы паводков для основных речных систем оказались достаточно точными.

Второй этап (1989–1999 гг.). После паводков 1987 и

1988 гг. была развернута инициатива по разработке системы прогнозирования паводков на основе численной модели. ВМО поручила Датскому институту гидравлики (ДИГ) создать модель прогнозирования паводков для Бангладеш. В течение 1989–1991 гг. была разработана национальная модель прогнозирования паводков с использованием системы моделирования MIKE 11. С 1991 г. были предприняты дополнительные усилия по детерминистическому прогнозированию паводков, благодаря которым заблаговременность прогнозов увеличилась до 48 часов. Число станций прогнозирования в реальном времени возросло до 16. В период 1995–1999 гг., в рамках Плана противопаводковых мероприятий в Бангладеш, модель прогнозирования паводков была далее усовершенствована для повышения точности прогнозов на ее основе. К модели прогнозирования паводков был добавлен модуль географической информационной системы (ГИС), и количество станций, используемых для поддержки моделирования прогнозов, увеличилось с 16 до 30.

В 1998 г. в Бангладеш снова произошло сильное наводнение, для которого обслуживание по прогнозированию и предупреждению о паводках оказалось продуктивным и успешным. В соответствии с выводами внутреннего анализа паводка 1998 г., обслуживание по прогнозированию и предупреждению о паводках должно распространяться на все районы страны, подверженные угрозе паводков. Кроме того, совершенно очевидной стала необходимость распространения информации о паводках среди уязвимых сообществ.

Третий этап (с 2000 г. по настоящее время). В связи с паводками 1998 г. было усвоено много уроков. Главный урок заключался в том, что представители уязвимых сообществ должны получать информацию о паводках с большей заблаговременностью. Кроме того, они хотят знать, когда их жилища будут подтоплены и как долго это будет продолжаться. Это свидетельствовало о том, что людям необходимы прогнозы паводков для конкретных районов. Более того, специалисты по регулированию паводков на местах и обеспечению готовности к бедствиям, связанным с водой, также выразили желание получать своевременную информацию по прогнозированию паводков. На этом третьем этапе ЦППП получил поддержку для повышения точности и увеличения заблаговременности прогнозов паводков, расширения предоставления обслуживания по прогнозированию паводков на все районы страны, подверженные опасности паводков, совершенствования распространения информации о паводках на уровне уязвимых сообществ и создания устойчивой системы.

Усилия ЦППП были сосредоточены на увеличении заблаговременности прогнозов. Он начал использовать ансамблевые прогнозы осадков Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды для предоставления среднесрочных прогнозов паводков. С 2004 г. ЦППП обеспечивает детерминистические прогнозы паводков с заблаговременностью до 3 суток и среднесрочные вероятностные прогнозы с заблаговременностью до 10 суток. В 2012 г. ЦППП также приступил к разработке своей модели бассейна.

Разработка модели бассейна

Концепция модели бассейна была представлена в рамках второго этапа Всеохватывающей программы по обеспечению готовности к бедствиям и ликвидации их последствий для увеличения заблаговременности прогнозов. Поскольку Бангладеш расположена в нижнем течении бассейнов трех крупных рек, возникла необходимость в комплексной модели бассейна, чтобы эффективным образом увеличить заблаговременность прогнозов для этой страны. Основополагающее значение в этой связи имело использование успехов, достигнутых в области моделирования численных прогнозов и ансамблевого прогнозирования.

Для прогнозирования осадков ЦППП использует модель исследования и прогноза погоды (Weather Research and Forecasting model, WRF). Ниже показана типичная WRF для региона и трех бассейнов. Модель бассейна, которая в настоящее время применяется для прогнозирования паводков в Бангладеш, использует количественное прогнозирование осадков на основе модели WRF для подготовки детерминистического прогноза паводков с заблаговременностью от 3 до 5 суток.

WRF model rainfall forecast

Прогноз осадков на основе модели WRF

Источник: Департамент метеорологии Бангладеш

Деятельность по прогнозированию паводков и предупреждению о них

Деятельность по прогнозированию паводков и предупреждению о них ежегодно осуществляется в Бангладеш с апреля по октябрь. В этот период подразделение гидрологических измерений на местах тесно сотрудничает с центром прогнозирования паводков с целью предоставления данных наблюдений. В этот период ЦППП работает круглосуточно 7 дней в неделю.

Сбор и передача данных

В настоящее время гидрологическое подразделение Совета располагает широкой сетью, включающей 60 дождемеров и 90 гидрологических станций, которые измеряют уровень и расход воды, наносы и качество воды. Сеть спроектирована так, что отражает потребность в полевых данных, руководствуясь требованиями модели прогнозирования паводков. Ежедневные оперативные потребности модели прогнозирования паводков касаются данных об уровне воды и осадках в реальном времени. Считывающие устройства уровнемеров на 90 станциях направляют данные в ЦППП два раза в сутки. Данные обычно собираются ежедневно с 6 часов утра до 6 часов вечера с 3-часовым интервалом. Данные об осадках имеются за 24 часа с 60 дождемеров, охватывающих всю страну.

В настоящее время данные с места наблюдения передаются с использованием мобильной системы СМС (см. ниже). Ранее гидрологические данные передавались устно по стационарному телефону. Совет в экспериментальном порядке организовал автоматизированный сбор данных об уровне воды с помощью радиолокационного датчика для измерения уровня, который использовался в рамках другого проекта[1].

Функционирование модели прогноза паводков

Модель прогноза паводков для бассейна основана на системе гидродинамического моделирования MIKE 11 ДИГ. Вычислительным ядром гидрологической прогностической системы является программное обеспечение MIKE 11 ДИГ, содержащее два компонента моделирования: (1) гидродинамическую модель и (2) гидрологическую модель (СевероАмериканская мезомасштабная прогностическая система (North American Mesoscale Forecast System (NAM); модель «осадки-сток»). Гидродинамический модуль содержит компонент неявного конечно-разностного вычисления нестационарных потоков в реках на основе уравнений Сен-Венана. Модель прогнозирования паводков адаптирована к базе данных службы наблюдения за паводками, использующей ГИС. Модуль MIKE ГИС также интегрирован с цифровой моделью рельефа (ЦМР) Бангладеш с целью создания модели затопления.

Прошедшие контроль качества и обработанные данные используются в модели для подготовки 5-суточных детерминистических прогнозов. Оперативная система прогнозирования паводков работает на основе данных в реальном времени, полученных с имеющихся в Бангладеш станций, соответствующих данных в электронном формате, полученных от примыкающих к бассейну стран (на основе существующего протокола о совместном использовании данных), и количественных прогнозов осадков на основе моделей численного прогноза погоды, предоставленных Департаментом метеорологии Бангладеш и Департаментом метеорологии Индии. ЦППП также использует данные спутниковых наблюдений для прогнозирования паводков.

 

[1] Проект ВСНГЦ-Гиндукуш-Гималаи, см. http://www.icimod. org/?q=264

Передача данных через систему СМС

 

Гидрограф пятидневного прогноза с данными наблюдений

       

Прогностическая продукция

  • Ежедневные сводки об уровне воды и осадках
  • Сводная информация о паводковых условиях (предоставляется на бенгальском и английском языках)
  • Бюллетени прогнозов на 24, 48, 72, 96 и 120 часов
  • Приземная карта осадков
  • Карта затопления паводком
  • Интерактивный голосовой ответ (мобильное голосовое сообщение)
  • Специальный ориентировочный прогноз
  • Брифинги для прессы

Распространение предупреждений о паводках

Нет сомнений в том, что эффективная система заблаговременного предупреждения может спасать жизни людей и имущество. Эти системы также могут помочь программам по обеспечению готовности к бедствиям заблаговременно предусмотреть такие меры, как операции по оказанию помощи в чрезвычайных ситуациях и эвакуация людей. В последние годы деятельность по прогнозированию паводков и предупреждению о них оказалась весьма эффективной в борьбе с разрушительным воздействием паводков. ЦППП распространяет информацию с предупреждением о паводках посредством СМИ и каналов связи, используя Интернет, факс, телефон, мобильные СМС и т. д., и ежедневно помещает информацию о прогнозах на удобном для пользователя веб-сайте (www.ff wc.gov.bd).

Кроме того, ЦППП начал распространять сообщения с предупреждениями о паводках, используя интерактивную систему голосового ответа. Набрав номер 1090, любой человек в стране может получить короткое сообщение с текущей информацией о паводках, касающейся крупных рек Бангладеш. Эта новейшая система предоставляет своевременную информацию самым разным пользователям, включая правительственные организации, агентства, специалистов по обеспечению готовности к бедствиям и ликвидации их последствий, неправительственные организации, новостные службы, СМИ, местные органы власти и отдельных людей.

Рекомендации

У ЦППП имеются некоторые рекомендации, основанные на опыте работы с системами заблаговременного предупреждения для прогнозирования паводков. Три основные рекомендации приводятся ниже.

Прогнозирование для конкретного района: ЦППП предоставляет прогнозы паводков на основе заранее определенных уровней опасности для крупных рек. Для более эффективного регулирования паводка очень важно предоставлять прогнозы паводков для конкретного района на основе данных о затоплении.

 

Гидрограф десятидневного вероятностного прогноза с данными наблюдений

Карта затопления паводками: в настоящее время

ЦППП составляет карты затопления паводками, используя данные старой версии ЦМР. Для повышения точности этих карт рекомендуется использовать усовершенствованные ЦМР с высоким разрешением.

Долгосрочные и сезонные ориентировочные прогнозы паводков: долгосрочные прогнозы паводков

(более 10 суток) очень важны для планирования сельского хозяйства. Благодаря усовершенствованию численных вычислительных схем все большее распространение получают прогнозы погоды во временных масштабах от субсезонного до сезонного. Однако необходимо приложить усилия для того, чтобы применить эти долгосрочные прогнозы к задачам гидрологии. ЦППП провел эксперименты с ансамблевыми прогнозами погоды для среднесрочного прогнозирования паводков в Бангладеш (до 10 суток). На основе имеющихся средств и долгосрочных прогнозов погоды ЦППП в настоящее время может разрабатывать ориентировочные прогнозы паводков во временных масштабах от субсезонного до сезонного.

Прогнозирование прибрежных наводнений

Одна треть Бангладеш подвержена угрозе прибрежных наводнений; предполагается, что эта угроза усилится из-за влияния изменения климата. Прибрежная зона может затапливаться во время астрономических высоких приливов, а также за счет тропических циклонов или сочетания того и другого. Кроме того, паводковые воды рек Ганг, Брахмапутра и Мегхна могут встретиться с проникшими прибрежными солеными водами, усугубляя затопление низко лежащих районов Бангладеш.

С 2011 по 2017 г. в Бангладеш осуществлялся Демонстрационный проект ВМО по прогнозированию наводнений в прибрежной зоне. Ранее на эту часть Бангладеш не распространялось обслуживание по оперативному прогнозированию паводков из-за сложного взаимодействия процессов затопления прибрежных районов и суши внутри страны, включая штормовые нагоны, высота которых на побережье может достигать нескольких метров. Необходимо предпринять дополнительные усилия для поддержания и укрепления этой новой системы прогнозирования наводнений в прибрежной зоне, а также для практической реализации такого обслуживания по прогнозированию наводнений, обеспечивающего предупреждения о наводнениях для прибрежной зоны Бангладеш.

Список литературы

Bhuiyan, S., 2006: Flood forecasting, warning and response system. In: Options for Flood Risk and Damage Reduction in Bangladesh (K.U. Siddiqui and A.N.H Akhtar Hossain, eds.). Dhaka, The University Press Limited.

Flood Forecasting and Warning Centre (FFWC), 2004: Annual Flood Report 2004. Dhaka.

Гидрограф десятидневного вероятностного прогноза с данными наблюдений

 

 

 

[1]       The HKH-HYCOS project, see http://www.icimod.org/?q=264

 

 

[1]       Executive Engineer, Flood Forecasting and Warning Centre, Bangladesh

 

Share this page