Частина 1. Прогноз рівнів Дніпра в період весняної повені в районі Києва

T
10 березня 2010, 16:45

Багато киян стурбовані можливими затопленнями прибережних територій в районі Києва під час високого паводку 2010 років, з яким вже пов'язано немало панічних чуток.

МЕТЕОПРОГ до проходження піку паводку, який очікується в районі Києва в кінці квітня - в перший тиждень травня, регулярно інформуватиме про формування повені і прогнозах підйому рівнів води в Дніпрі в період паводку.

 

Перший прогноз ми вирішили супроводити детальними коментарями провідного розробника прогнозу Марка Железняка, - завідувача відділом математичного моделювання довкілля Інституту проблем математичних машин і систем (ІПММС) НАН України, зам. директора Українського центру екологічних і водних проектів АТН України - УЦЕВП (одного із засновників веб-сервера проекту МЕТЕОПРОГ), з яким зустрівся Редактор відділу новин МЕТЕОПРОГ.

МЕТЕОПРОГ: Як визначається рівень води в Дніпрі біля Києва, від якої відмітки вираховується? Які рівні води спостерігалися в минулі роки?

МЖ: На суші всі відмітки поверхні відраховуються від рівня моря, точніше в так званій Балтійській системі висот (БС) від нуля Кронштадтського футштока. Це прийнята в СРСР система числення висот продовжує використовуватися в Україні.

Відмітки висот в БС можна побачити на топографічних картах. Так, наприклад, найвищі точки Труханова острова мають відмітки 95-96 м-кодів БС, Набережно-Хрещатицька на Подолі, - 96.5 м-кодів БС, Русанівська набережна - 97.9 м-кодів БС, набережна Дніпра в районі Пішохідного мосту 98 м-кодів БС, Печерські гори - близько 190 м-коду БС. Рівень води в річках вимірюється на гідрологічних постах системи Гідрометслужби від умовної нульової відмітки, що призначається для кожного поста. Для Гідрологічної станції Київ, розташованою біля «Моста Метро», 0 поста прийнятий на відмітці 87 м-кодів БС. Тому коли, Український Гідрометцентр прогнозує, що в паводок рівень води в районі Київ підніметься до 7.2 -8 метрів, то це означає (+87 м) до відміток 94.2-95 м-кодів БС. Відмітки рівня води БС більш інформативні, ніж рівні від нуля поста, тому що їх простіше порівнювати з відмітками берегів і визначити чи затоплюватиметься та або інша ділянка берега.

Рівень води в районі Києва влітку за відсутності паводків визначається підпором Канівської ГЕС, для якої нормальний підпірний рівень (НПУ) 91.5 м-кодів БС, що складає в перерахунку від 0 поста Київ 4.5 м. У паводок 2009 років вимірювався максимальний рівень в 5.46 м-кодів або 92.46 БС. Дані про найвищі паводки минулих років на Дніпрі в районі Києва представлені в Таблиці 1.

Табл.1 Характеристики высоких половодий в районе Киева

Год

 

Максимальный расход воды,

куб.м/сек

Максимальный уровень воды от 0 поста Киев, м

Максимальный уровень воды в БС, м

1931

23100

10.73

97.73

1970

18500

9.80

96.80

1979

10500

8.39

95.39

2004

5100

6.50

93.50

 

У 2004 році був самий багатоводний паводок за останні 20 років, який при максимальній відмітці в ГС Київ в 93.5 м-кодів БС істотних затоплень не викликав. Повені та паводки 1970 і 1979 років пам'ятні багатьом киянам, особливо паводок 1970, який затопив частину Подолу, район Корчеватого, Труханового острова і острова Гідропарк, а також приміські села Гнедін і Вишні Бориспільського району.

МЕТЕОПРОГ: Паводок 2010 років - чому Ваша група займається його прогнозуванням, - гідрологічні прогнози це ж сфера відповідальності Гідрометцентру? Який вклад Вашої групи?

МЖ: Ситуація надзвичайна, якщо не по прогнозованих наслідках паводку, то вже точно по суспільному резонансу, і тому вимагає залучення фахівців незалежно від їх відомчої приналежності. У нашої команди є успішний досвід комплексних міжвідомчих проектів - з 1986-го наукова підтримка робіт по ліквідації наслідків Чорнобильської аварії, коли з тим же Гідрометцентром, Держводгоспом і іншими відомствами ми розробляли прогнози радіоактивного забруднення Дніпра і оцінювали ефективність різних водозахисних заходів для вибору найбільш оптимальних з них. Цього року на офіційному рівні наш інститут залучений в діяльність Робочої групи щодо проблем паводку при РНБО і в діяльність Міжвідомчої комісії при Держводгоспі України по встановленню режимів роботи Дніпровських водосховищ.

Досвід нашого колективу важливий для прогнозу цього паводку, - унікальні для України і конкурентноздатні на світовому ринку математичні моделі, які дозволяють розраховувати розтікання річкового потоку із затопленням берегів. У спрощеному вигляді розрахунок рівнів води в районі Києва можна представити у вигляді шкільного завдання про басейн, в який вода втікає з двох труб (створ Київською ГЕС і гирло Десни) і з однієї труби витікає, і потрібно визначити рівень води в басейні. Нешкільний характер цьому завданню додає складний рельєф дна і берегів «басейну» з багаточисельними островами і протоками, а також гідродинамічні властивості річкового потоку, внаслідок яких не можна говорити про постійний рівень води у всьому «басейні»- в кожен момент часу рівень води змінюється і вздовж і поперек потоку. Наші математичні моделі, що дозволяють розраховувати на комп'ютерах рух річкового потоку, були перевірені по історичних динних, - задаючи розходи Десни і скидання Київської ГЕС в паводки минулих років, ми підібрали параметри моделей, що забезпечують хороший збіг розрахованих рівнів води біля поста Київ з вимірами. У поточній роботі ці моделі використовуються у взаємодії з Українським Гідрометцентром, що розробляють прогнози притоків до Київського водосховища і прогнози стоку Десни центром ГІС Аналітик, що розробив цифрову карту відміток берегів і глибин з Держводгоспом, який планує режими спрацювання і наповнення водосховищ під час паводку.

МЕТЕОПРОГ: Що на сьогодні дала ця спільна робота? Який паводок прогнозується в районі Києва?

МЖ: Об'єм і висота повені в районі Києва залежить від снігозапасів в басейні Прип'яті, в російській і білоруській частинах басейну Дніпра, що разом формують приплив до Київського водосховища, а також від снігозапасів в басейні Десни. Український Гідрометцентр на основі даних, отриманих від російських і білоруських колег в рамках міжурядових угод, і даних мережі спостережень в Україні, підготував на початок березня 2010 прогноз припливів, який дозволив оцінити, що об'єми і максимуми повені 2010 очікуються аналогічно таким минулим повеням:

Дніпро, Неданчичі (приплив в Київське водосховище) - аналог повені 1994 р.

Прип'ять, Чорнобиль - аналог повені 1999 г

Десна, гирло, - аналог повені 2004 р.


Результуючий гідрограф (залежність витрат води від часу) повені 2010 в районі Києва, розрахований з врахуванням трансформації хвилі повені в Київському водосховищі і планованих режимів скидання і наповнення Київською ГЕС представлений на Мал.1

Мал.1 Прогностичні сценарії припливів до Київського водосховища і припливу з Десни і розраховані витрати води через Київську ГЕС і в районі Києва

Важливо відзначити, що прогностичні криві, представлені на Мал.1 характеризують форму і максимуми припливів, але не точні дати настання піків повені на припливах і в районі Києві. Тобто, прогнозується максимальна витрата в 7200 куб м/сек, який спостерігатиметься в Києві в період третьої декади квітня або в перших числах травня, якщо кінець березня і квітень будуть холодніший за норму. Порівняння з даними Таблиці 1, представленою вище, показує, що хоча повінь 2010 буде на 2000 куб м/сек. вище, ніж найвища за останнє десятиліття повінь 2004 року, але прогнозований паводок буде в 1,5 разу менш багатоводним, чим в 1979 році і в 2,5 разу менш багатоводним, чим в 1970 р.

Для оцінки зон затоплень важливі розрахунки рівня води по прогнозованій водності. На Мал.2 і Мал.3 представлені результати розрахунків зміни середнього по поперечному перетину рівня води від греблі Київською ГЕС до Плютів в максимум повені порівняно з аналогічними характеристиками повеней минулих років.

Мал.2 Рівні поверхні води в пік повеней різних років на ділянці Дніпра від Київської ГЕС до с. Плюти, відлічені від 0 поста Київ.

 

Мал.3 Рівні поверхні води (БС) в пік повеней різних років на ділянці Дніпра від Київської ГЕС до с. Плюти.

Перепад в рівні води вниз за течією від нижнього б'єфу Київською ГЕС до села Плюти тим вище, чим вище паводок. Для припливу паводку 1970 г перепад склав більше 2.5 м-коду, а для умов прогнозованого паводку 2010 років - близько 2 метрів. Ухили кривої подовжньої поверхні річки (так званою кривою підпору) зростають із збільшенням витрат і зростанням гідравлічного опору потоку в різних звуженнях - в створах мостів, островів, намивних кіс. Сьогодні ми представляємо результати розрахунків лише середніх по перетину відміток поверхні води і середнього подовжнього ухилу. Деталізоване моделювання з врахуванням поперечних ухилів вільної поверхні ведеться зараз і буде представлено в найближчі тижні у вигляді карт потенційних зон затоплень. Отримані на поточному етапі результати показують, що рівні води в прогнозований паводок 2010 приблизно на метр нижче, ніж були в паводок 1979. На Мал.3 показані рівні води в БС, які можна зіставляти з відмітками прибережної зони. На Мал.4-9 цих прогнозних рівнів води в пік паводку в різних перетинах русла показані в накладенні на карті Києва масштабу 1:100000 1992 роки порівняно з рівнями води в тих же перетинах для умов максимуму повені 1979 років.

З врахуванням прогнозних рівнів води і відміток висоти берегів зазначимо, що при прогнозованих рівнях води не затоплюватимуться дачний масив Русанівських садів, захищений греблею з відміткою гребеня 96-97 м-кодів БС. З врахуванням відмітки 93.7 в районі пристані Осокорків може бути трохи притоплена частина цього дачного масиву. Буде перевищений рівень переливної греблі з шлюзами, що захищає масив Вишенки-Бортничі, з врахуванням відмітки гребеня цієї греблі 92.5-92.7 м-кодів БС, і будуть затоплені заплавні луги до сіл Вишні і Гнедін, затоплення в цих селах залежатимуть від відміток окремих садиб. Будуть затоплені велика частина Труханова острова і острова Гідропарк, прибережні території в районі Корчеватого, території з низькими відмітками «за греблею» в Кончі- Заспі. Рекомендуємо зацікавленим власникам порівняти проектні відмітки своїх ділянок, будов і захисних гребель з представленими прогностичними рівнями на картах Мал.4-9 для того, щоб оцінити ризики затоплень. Детальна карта прогнозованих районів затоплень зараз розраховується і буде представлена на сайті МЕТЕОПРОГ найближчими днями. Продовжується спільна робота Українського Гідрометцентру, НАН України і Держводгоспа по уточненню прогнозу повені залежно від метеоумов і режимів спрацювання водосховищ, про результати якої ми регулярно інформуватимемо на цій сторінці сайту МЕТЕОПРОГ.

Мал.4

Мал.5

Мал.6

Мал.7

Мал.8

 

Мал.9

 

Другу частину матеріалу з картами затоплень на новій топографії дивіться тут >>>>