Об условиях формирования катастрофического паводка на реках Ия и Уда в Иркутской области в конце июня 2019 г.

07-07-2019, 21:00 мск
Автор: Андрей Шихов

В конце июня на реках Иркутской области прошел экстремальный паводок. На р. Ия в городе Тулун уровень воды поднялся за трое суток на 913 см (с 474 до 1387 см), что существенно выше исторического максимума. На других притоках Ангары, стекающих с гор Восточного Саяна в северном направлении (р. Уда, Ока, Бмрюса) также наблюдался мощный паводок (на реках Бирюса и Уда – с превышением опасных отметок). Паводок привел к катастрофическому затоплению г. Тулун и других населенных пунктов, расположенных в пойме р. Ия.

При прохождении паводка на реках Уда, Ока и Бирюса также зафиксированы существенные разрушения, прежде всего в г. Нижнеудинск. Как обычно после подобных стихийных бедствий возникает масса вопросов о том, что привело к их возникновению. Среди обсуждаемых причин экстремального паводка – сильные дожди, таяние снегов и ледников в горах Восточного Саяна, обезлесение бассейнов рек из-зха вырубок и пожаров и др.

Для начала – краткие сведения о бассейнах рек, в которых сформировался наиболее мощный паводок (р. Уда – г. Нижнеудинск и р. Ия – пос. Тулун). Оба бассейна близки по площади и ряду других гидрографических характеристик. Площадь бассейна р. Уда до Нижнеудинска 13400 км2, р. Ия до г. Тулун примерно 11900 км2. Средняя высота соответственно 1293 и 1007 м (на основе цифровой модели рельефа GMTED-2010), средний уклон 12,0° и 8,1°. Южная часть обоих бассейнов горная с высотами до 2800 м, северная – равнинная. Обратим внимание – в бассейне р. Уда горная часть занимает большую площадь, чем в бассейне р. Ия, здесь почти в полтора раза больше средний уклон и значит – лучше условия для формирования экстремальных паводков (т.к. слой поверхностного стока пропорционален уклону поверхности). Но катастрофический паводок сформировался именно на р. Ия. Основной причиной этого стало распределение осадков.

На обоих бассейнах сейчас действует только по одной метеостанции (в г. Нижнеудинск и Тулун). За период 24-26 июня здесь выпало 55 и 85 мм осадков соответственно. Это недостаточно, чтобы вызвать катастрофический паводок. Однако в горах осадков могло быть намного больше. В горной части бассейнов метеостанций нет, как нет и радиолокаторов. Оценить количество осадков, выпавших в зоне формирования паводка, практически невозможно. Для этого использовали архив прогнозов численной модели атмосферы ICON, разработанной метеослужбой Германии. Эти прогнозы были доступны в режиме реального времени.

Количество осадков на метеостанциях Тулун и Нижнеудинск (фактическое и по данным модели ICON)

Сильные дожди в бассейнах рек выпадали 24-26 июня. Согласно данным модели, в среднем по бассейну р. Уда за 24-27 июня могло выпасть 116 мм осадков, а по бассейну р. Ия – 170 мм, то есть в два раза больше, чем выпало на метеостанциях.

Максимальное количество осадков еще больше – до 250 мм. Такие значения нехарактерны для гор Южной Сибири, чаще их можно наблюдать на Черноморском побережье Кавказа.

Среднее количество осадков по бассейнам рек Ия – г. Тулун и Уда – г. Нижнеудинск по данным модели ICON

Пространственное распределение осадков за 24-27 июня по данным модели ICON

Распределение осадков по времени и по площади бассейнов существенно различалось. Первый максимум осадков наблюдался в ночь на 25 июня в связи с влиянием малоподвижного фронта. Зона осадков смещалась с северо-запада на юго-восток. Экстремальные осадки (более 50 мм) прогнозировались узкой полосой в нижней части бассейнов рек, а в горах дождей выпало меньше. Дожди продолжились днем 25 июня, и опять же максимум осадков прогнозировался в нижней части обоих бассейнов, а в горах – не более 25-30 мм за сутки. Эти осадки сформировали первую волну паводка на реках Уда и Ия.

В результате большая часть территории г. Нижнеудинск днем 26 июня была затоплена, к 27 июня сформировался пик паводка (подъем воды более чем на 2,7 метра). На р. Ия подъем уровня воды начался также 26 июня, и за два дня (к утру 28 июня), составил около четырех метров.

Пространственное распределение осадков за 24 июня по данным модели ICON

Пространственное распределение осадков за 25 июня по данным модели ICON

Пространственное распределение осадков за 26 июня по данным модели ICON

Ход уровня воды на посту р. Уда – г. Нижнеудинск в июне 2019 г.

Ход уровня воды на посту р. Ия – г. Тулун в июне 2019 г.

Днем 26 июня и в ночь на 27 июня основная зона осадков сместилась на юго-восток, в горную часть бассейна р. Ия. Расчетное количество осадков за этот период в среднем по бассейну – 66 мм, максимум – до 100 мм. Причем эти дожди уже выпали в горной части бассейна, где из-за крутых склонов и каменистой поверхности значительно выше коэффициент стока. За этот же период (с 00 ч UTC 26 июня по 00 ч UTC 27 июня) на метеостанции Тулун выпало всего 14 мм – в 4,5 раза меньше, чем прогнозировалось в среднем по бассейну. В свою очередь, в бассейне р. Уда за этот период прогнозировалось 30 мм осадков. Экстремальные осадки, выпавшие в горах на переувлажненную почву, сформировали катастрофическую вторую волну паводка с подъемом воды на 9 м, которая пришла в г. Тулун во второй половине дня 28 июня.

Повлияло ли на развитие паводка таяние снега и ледников?

23 июня был получен спутниковый снимок Landsat на территорию бассейнов. По снимку хорошо видно, что даже в высокогорной части бассейнов покрыто снегом не более 10% территории. Крупных ледников в бассейнах также нет. В период дождей 24-26 июня снег интенсивно таял, но снеговая составляющая в развитии паводка была незначительной. Более существенным могло быть влияние избыточного увлажнения почвы за счет ранее растаявшего снега и выпадавших обильных осадков в первые две декады июня.

Снимок со спутника Landsat верхней (горной) части бассейна р. Ия за 23 июня 2019 г.

Снежный покров в верхней части бассейна р. Ия по снимку Landsat за 23 июня 2019 г.

Повлияла ли вырубка леса в бассейне на развитие паводка?

По данным Global Forest Change, за последние 18 лет площадь потерь лесов в бассейне р. Ия составила всего 3,4% от общей площади бассейна. В значительной степени эти потери обусловлены пожарами, а не вырубкой. Действительно как отмечалось в ряде СМИ, Иркутская область занимает первое место в России по площади вырубки леса, однако основные районы лесозаготовок находятся севернее. Так что прямое влияние вырубок было весьма незначительным. Катастрофический паводок сформировался главным образом за счет стока с горной части бассейна, где лес покрывает менее 50% площади. Зато огромные пространства (сотни квадратных километров) занимают каменные россыпи – курумы на крутых склонах, отличающиеся очень высоким коэффициентом стока.

Можно ли было спрогнозировать паводок такой величины?

Ответ на этот вопрос может дать моделирование развития паводка с применением одной из моделей формирования стока. Но даже без использования гидрологической модели очевидно, что наличие метеостанций в горной части бассейна или (лучше) метеорологического радиолокатора позволило бы дать более корректный прогноз. Крайне неблагоприятно сказалось отсутствие гидропостов в верхней части бассейнов рек. Прогноз осадков по модели ICON, приведенный здесь, также мог бы помочь спрогнозировать приход второй волны паводка 28 июня. Однако при использовании модельного прогноза необходима его предварительная верификация по данным станций по рассматриваемому региону.