Исследование показало что защита от наводнений могла сделать разливы Янцзы опаснее

Новое исследование исторических наводнений на реке Янцзы показало, что попытки человека контролировать паводки могли в некоторых случаях не уменьшить, а увеличить их разрушительную силу. Учёные проанализировали влияние древних дамб, современных плотин, защитных сооружений и других методов управления водой и пришли к выводу, что в целом некоторые из этих мер могли способствовать усилению экстремальных наводнений.

Основная идея исследования заключается в том, что если ограничить реку более узким пространством, тот же объём паводковой воды получает меньше возможностей для естественного распространения. В результате во время редких экстремальных событий уровень и пиковый расход воды могут становиться выше, а последствия наводнения — более тяжёлыми.

Исторически во время разливов Янцзы вода распространялась по окружающим поймам, озёрам и заболоченным территориям. Для расположенных там населённых пунктов это, безусловно, создавало серьёзные проблемы, однако одновременно такие территории выполняли функцию гигантских естественных резервуаров.

Поймы, озёра и водно-болотные угодья поглощали часть паводковой воды, замедляли её движение и постепенно возвращали воду в речную систему. Это позволяло снижать пиковую нагрузку на русло во время сильных дождей и паводков.

Однако по мере развития сельского хозяйства и населённых территорий люди начали строить защитные дамбы, осушать озёра и отвоёвывать пойменные земли для сельскохозяйственного использования и строительства. Эти меры действительно защищали конкретные районы от обычных и относительно небольших наводнений, но одновременно, как утверждают исследователи, сокращали способность всей речной системы безопасно отводить избыточную воду.

Чтобы проверить эту гипотезу, международная команда исследователей во главе с Юй Шиюном из Цзянсуского педагогического университета изучила историю наводнений на протяжении последних 500 лет. Учёные объединили данные из осадочных отложений, исторические документы и высокоточные данные климатического реанализа, чтобы восстановить масштабы и интенсивность прошлых наводнений вдоль Янцзы.

Полученные результаты показали, что строительство дамб могло увеличить расчётную величину так называемого столетнего наводнения примерно на 18 процентов. Обвалование озёр и освоение прилегающих территорий, согласно исследованию, могли увеличить этот показатель ещё примерно на 8 процентов.

При этом термин «столетнее наводнение» не означает, что такое событие происходит ровно один раз в сто лет. Он обозначает наводнение определённого масштаба, вероятность которого в любой конкретный год исторически составляла примерно 1 процент.

На первый взгляд может возникнуть вопрос, почему дамбы и плотины вообще способны увеличивать опасность наводнений, если их основное предназначение заключается именно в защите от воды. Исследователи отмечают, что эти сооружения действительно способны эффективно защищать территории от небольших и более частых паводков.

Проблема, по их мнению, возникает во время редких и экстремальных событий. Сооружения, созданные для управления водой, могут ограничивать естественное распространение паводка и тем самым способствовать увеличению пикового расхода воды во время особенно сильных наводнений.

Кроме того, защитные сооружения могут создавать ложное ощущение безопасности. Когда дамбы и другие системы защиты надёжно работают в течение длительного времени, люди начинают считать защищённые пойменные территории безопасными для проживания и строительства.

В результате в таких районах появляются новые дома, предприятия, фабрики и другая инфраструктура, которые в противном случае могли бы там не возникнуть.

Этот эффект получил название «эффект дамбы». Когда экстремальное наводнение в конечном итоге превышает расчётные возможности защитных сооружений или переливается через дамбы, ущерб может оказаться значительно больше, поскольку за защищающими конструкциями к этому моменту оказывается гораздо больше людей и материальных ценностей.

Исследователи считают, что решение проблемы заключается не в полном отказе от плотин, дамб и других инженерных сооружений. Вместо этого они предлагают более гибкую комбинированную систему управления водными ресурсами.

Согласно их подходу, защитные сооружения следует укреплять там, где они действительно необходимы, особенно вблизи крупных населённых центров. Одновременно необходимо возвращать рекам часть естественного пространства для распространения паводковых вод.

Учёные предлагают восстанавливать связь между озёрами, водно-болотными территориями и руслами рек. Поймы необходимо сохранять и восстанавливать, чтобы они снова могли выполнять роль естественных резервуаров, временно принимающих избыточную воду во время сильных паводков.

Кроме того, исследователи предлагают создавать специально контролируемые территории, которые могли бы использоваться в качестве искусственных пойм. В случае чрезвычайно сильного паводка вода могла бы направляться в такие зоны, где её накопление нанесло бы минимальный ущерб населению и инфраструктуре.

Ещё одним направлением специалисты считают восстановление лесов и водно-болотных угодий в верховьях речной системы. Такая природная инфраструктура способна замедлять поверхностный сток после сильных дождей и уменьшать скорость поступления больших объёмов воды в реки.

«Основная идея заключается не в том, чтобы полностью устранить наводнения, а в том, чтобы позволить воде накапливаться, отводиться и постепенно высвобождаться в предсказуемом, контролируемом и наносящем минимальный ущерб пространстве», — заявил ведущий автор исследования Юй Шиюн.

По его словам, идеальная система защиты от наводнений на Янцзы должна представлять собой устойчивую речную и озёрную экосистему со способностью самостоятельно регулировать движение воды, а не зависеть исключительно от постоянно увеличивающейся высоты дамб.

«По-настоящему современное управление водными ресурсами заключается в научном определении того, какие территории необходимо защищать, какие районы следует оставить подверженными затоплению и когда нужно накапливать воду и постепенно её выпускать, одновременно обеспечивая справедливое распределение затрат и выгод», — добавил исследователь.

Таким образом, результаты исследования указывают на сложную взаимосвязь между инженерной защитой от наводнений и поведением всей речной системы. Дамбы, плотины и другие сооружения могут эффективно защищать населённые территории от обычных паводков, однако их массовое строительство способно уменьшать площадь естественных зон, куда вода может безопасно распространяться во время экстремальных событий.

Исследователи считают, что наиболее эффективной стратегией для Янцзы может стать сочетание инженерной защиты с восстановлением естественных механизмов регулирования воды. Такой подход позволит не просто пытаться остановить паводковую воду, а управлять её накоплением, направлением и постепенным отводом, снижая потенциальный ущерб от наиболее редких и разрушительных наводнений.

Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.