Об экспертах:
- Владимир Чупров, эксперт по климату и энергетике;
- Алексей Ярошенко, кандидат биологических наук и эксперт по лесам;
- Алексей Киселев, эксперт по химическому загрязнению природных сред;
- Михаил Крейндлин, эксперт по особо охраняемым природным территориям.
Каждую весну Россия сталкивается с серьезными наводнениями, но 2024 год в этом смысле оказался особенным. В Оренбургской области из-за масштабного половодья и, возможно, залповых сбросов воды с Ириклинского водохранилища, не выдержала дамба. В результате затопило Орск, под воду начали уходить Оренбург и больше десятка деревень. Прямо сейчас от аномального половодья страдает Курганская область, а всего, по данным гидрологов, под угрозой наводнений находится около 40 регионов страны.
«РБК Тренды» поговорили с экспертами природоохранного проекта «Земля касается каждого», чтобы выяснить, почему в 2024 году наводнения стали более разрушительными, какую угрозу они представляют для окружающей среды и что поможет предотвратить подобные катастрофы.
Изменение климата и сильные половодья — наша новая реальность
То, что происходит на Южном Урале и восточнее, вызвано комплексом факторов, которые можно сгруппировать в два блока — природный и антропогенный. Нил, Волга, другие великие и малые реки разливались всегда. Однако по сравнению с тем, что наблюдалось еще полвека назад, ситуация с климатом изменилась. Половодья и паводки где-то сходят на нет, а где-то стали происходить чаще, и их масштабы увеличились. Этот факт зафиксирован Росгидрометом, и он указывает на изменение климата как на причину изменения режима рек, в том числе на Южном Урале. Сильная засуха или мощные осадки тоже являются признаками изменения климата, а зима 2023–2024-го как раз была аномальной по количеству снега. Это наложилось на раннюю весну, когда температура стремительно выросла.
Конечно, сильные наводнения происходили и раньше. В мае 1942 года в Оренбурге произошло катастрофическое наводнение — вода тогда поднялась на 987 см. Проблема же изменения климата заключается в том, что если раньше такие масштабные наводнения происходили в конкретном регионе раз в десятки лет, то теперь они могут случаться значительно чаще. Именно об этом говорит Росгидромет, который отмечает, что риск наводнений увеличился.
С другой стороны, человек знаком с половодьями и паводками и адаптируется к ним, строя дамбы и плотины. Но в случае Оренбургской области это не помогло. Причины разрушения дамбы и того, что плотина Ириклинской ГЭС не спасла ситуацию, еще предстоит выяснить. Но можно точно утверждать, что существующая инфраструктура, возможно, пригодная для реалий 50-летней давности, сегодня устарела. Требуют пересмотра и режимы эксплуатации водохранилищ, и правила застройки в поймах рек уже с учетом изменения климата.
Это то, что касается адаптации к новым климатическим реалиям. Но есть еще одна важная вещь. Если мы хотим избежать катастрофических сценариев, нужно не только адаптировать инфраструктуру, но и снижать парниковые выбросы, которые являются причиной происходящих изменений климата. Таяние мерзлоты, рост пожароопасности лесов и рисков наводнений — это результат сжигания ископаемого топлива и других процессов, которые сопровождают жизнь человека. Решение проблемы — переход на низкоуглеродные технологии как в энергетике, так и в других отраслях. В России принята соответствующая Стратегия низкоуглеродного развития. Вопрос в ее исполнении и совершенствовании.
Как аномалии могут привести к химическому загрязнению
Масштабные наводнения приводят к разрушению инфраструктуры, жилых домов и это, безусловно, катастрофа. Но что не менее важно и для людей, и для окружающей среды — сильные половодья разрушают не только дамбы и плотины, но и резервуары с токсичными отходами.
Например, в 1998 году в Ленинградской области произошла настоящая экологическая катастрофа — из-за декабрьской оттепели в отстойник комбината, почти до краев наполненного отходами, начала поступать талая вода. Видимо, все понадеялись на авось — что вернутся морозы и ничего не произойдет. Но количество жидкости в отстойнике превысило критическую норму, и дамбу прорвало сразу в двух местах. Все содержимое отстойника, а это, по разным данным, от 500 тыс. до 1 млн куб. м высокотоксичных веществ, попало в реку Сясь, а часть из них оказалась в Ладожском озере. Там были обнаружены крайне токсичные хлорорганические соединения, повышенное содержание меди, хрома и свинца. Они крайне медленно разлагаются в окружающей среде и в итоге по пищевым цепочкам попадают в организм человека, вызывая тяжелые заболевания.
Еще пример: в Венгрии в 2010 году из-за аномальных осадков разрушилась плотина с резервуаром-отстойником токсичных отходов на глиноземном заводе. Это была самая крупная химическая авария за всю историю страны. По некоторым оценкам, в окружающую среду попало около 1,8 млн куб. м красного шлама — токсичного вещества с большим содержанием оксида азота и свинца. Площадь поражения составила 40 кв. км, было затоплено больше 400 частных домов, больше 100 человек получили тяжелые химические ожоги. Часть ядовитых отходов могла попасть в Дунай, они даже угрожали соседним странам — Сербии, Румынии и Болгарии.
Если мы возвращаемся в 2024 год, то вспомним, что в Оренбургской области есть целых семь гидродинамически опасных объектов, а в зоне подтопления оказался Южный шлакоотвал в Новотроицке. В условиях, когда наводнения из-за изменения климата могут стать более частым явлением, кто даст гарантии, что на аналогичных объектах не участятся и чрезвычайные ситуации?
Исследователи Оренбургского университета еще в 2022 году писали, что Оренбургская область входит в Южно-Уральский химически опасный регион. Суммарная площадь зон возможного химического загрязнения в случае чрезвычайной ситуации, связанной с выбросом химически опасных веществ, может составить до 1,5 тыс. кв. км.
Например, в случае если Ириклинская ГЭС не выдержит нагрузки аномального половодья, при разрушении или прорыве ее плотины город Орск может быть подвергнут катастрофическому затоплению с подъемом уровня воды на 8–17 м. При этом площадь обширной зоны затопления города составит до 142 кв. км, или до 22% территории города с населением до 99,7 тыс. человек. Резкий подъем воды в реке Урал в черте города начнется через 14 часов после прорыва плотины.
Кроме всего прочего, паводковые воды могут быть загрязнены сельскохозяйственными пестицидами, отходами и сточными водами, поскольку коммунальные очистные сооружения города не справляются с многократно повышенным объемом воды и перестают должным образом выполнять свою функцию. В 2019 году во время паводка в Иркутской области водоснабжение города Байкальска было остановлено по требованию экологов именно по этой причине — в результате паводка были повреждены канализационные трубы, и неочищенные стоки уходили в озеро.
Какую еще опасность несут в себе наводнения для окружающей среды
Вообще-то у наводнений есть как отрицательные, так и положительные стороны. Высокое половодье — нормальное и даже полезное явление для рек. Во время него русло рек промывается от наносов, старицы (бывшие части русла реки за счет прорыва сильных изгибов превратившиеся в отдельные бессточные водоемы) прочищаются и пополняются новой водой, пробиваются заломы (завалы пней, веток, деревьев и т.д. в узких местах русел рек), откладывается новый слой аллювиальной почвы. Для реки, зажатой дамбами, этот процесс — жизненная необходимость. Более того, от периодических наводнений зависит устойчивость множества водно-болотных угодий — мест обитания и гнездования многих видов птиц, в том числе редких. Накопление паводковых вод в таких местах может снижать риск наводнений в других местах.
Однако здесь речь идет только о регулярных наводнениях, которые не выходят за рамки нормы, не являются аномальными и происходят там, где ландшафт к ним «привык» и постепенно сформировался под воздействием периодических затоплений. Если же наводнение происходит там, где такие явления отмечаются редко, даже небольшое повышение уровня воды может быть катастрофическим.
Наводнения способны сильно видоизменять среду обитания некоторых растений и животных, влиять на взаимодействие живых организмов друг с другом, нарушать их массовые сезонные миграции, когда затопленные территории становятся непреодолимым препятствием на пути. Большую угрозу представляют паводки для перелетных птиц и их гнезд, некоторые из них могут делать кладки не больше одного раза в год. Частые аномальные паводки могут привести к значительному сокращению их численности.
Исследователи водных проблем РАН пишут, что не всем удается спастись во время наводнений: вода может прибывать быстрее, чем некоторые виды животных (черепахи, некоторые змеи и ящерицы, ежи, кроты, землеройки, мышевидные грызуны) способны перемещаться.
«Во время наводнения гибнут и многие крупные млекопитающие, так как большие расстояния до берега иногда оказываются непосильными даже для хорошо плавающих животных. В некоторых случаях животные теряют способность ориентироваться в пространстве, что также приводит к их гибели», — рассказывают ученые.
Как леса могут спасти нас от катастрофических паводков
Наводнения происходят в нашей стране регулярно, и, очевидно, будут происходить в обозримом будущем, особенно весной. Благодаря долгой северной зиме, в течение которой большинство выпадающих осадков накапливаются в виде снежного покрова, в целом по России примерно две трети годового стока рек приходится на период весеннего снеготаяния и паводка. На некоторых реках даже значительно больше: например, по данным Росводресурсов, на этот период приходится больше 80% годового стока реки Урал, где как раз сейчас происходит одно из самых катастрофических наводнений.
Изменить сезонность климата и избавиться от паводков вообще человеку, конечно, не по силам, но вот повлиять на характер этих паводков, например, на то, как они будут растягиваться по времени, можно. А значит, и повлиять на возможные последствия паводков и причиняемый ими ущерб: ведь чем сильнее растягивается по времени сток талых вод, тем ниже поднимается вода на пике снеготаяния, тем меньшим оказывается риск катастрофического наводнения.
Главное, что влияет на характер паводка и на риск катастрофического наводнения, — то, чем занят водосборный бассейн реки, и в первую очередь — сколько в его границах лесов и прочей древесно-кустарниковой растительности, и как она распределена по площади. Лес влияет на сток рек многими разными способами, вот основные.
Во-первых, снег совершенно по-разному тает на открытой местности и в лесу, в тени деревьев, особенно хвойных. В лесу его таяние может растягиваться на несколько недель по сравнению с открытой местностью, а это значит, что и талая вода гораздо медленнее стекает в ручьи и реки. Чем большая доля водосборного бассейна занята лесом, тем сильнее растягивается таяние снега в целом, тем сильнее растягивается паводок, и тем слабее, соответственно, вода поднимается на его пике. За счет этого до каких-то в принципе подверженных угрозе наводнений мест вода может вообще не дойти, а какие-то от нее можно будет защитить простейшими дамбами и подобными сооружениями.
Во-вторых, для леса, особенно старого, характерны мощная лесная подстилка (опавшие хвоя, листья, ветки, остатки травянистых лесных растений разной степени разложения, лежащие на поверхности почвы), мохово-лишайниковый покров, и специфический микрорельеф поверхности почвы. Благодаря всему этому в лесу значительно большая доля талой воды впитывается и задерживается, а не стекает в ручьи и реки сразу после таяния. И это тоже снижает подъем воды на пике.
В-третьих, если пойма ручья или малой реки занята лесом, и тоже особенно старым — крупные деревья, дожившие свой век, падают как на пойму, так и непосредственно в воду, образуя многочисленные препятствия для стока воды. Это особенно сильно действует именно весной, когда вода начинает подниматься и разливается по пойме. Если пойма чистая, без завалов мертвой древесины — вода стекает максимально быстро, питая более крупные реки и образуя мощную волну паводка. Если препятствий для стока воды, таких как стволы крупных упавших деревьев, много — сток замедляется, волна паводка оказывается не такой сильной и высокой.
Значит, чем большая доля площади водосборного бассейна той или иной реки занята лесом, чем больше там старых лесов и чем больше таких лесов приходится на поймы малых рек и ручьев — тем ниже риски катастрофических наводнений.
Может ли неправильная посадка леса усилить наводнения
Водоохранная роль леса может быть сильно подорвана неправильной заготовкой древесины и, как ни странно это звучит, неправильным лесовосстановлением. Дело в том, что и то, и другое требует строительства и поддержания специальной лесной инфраструктуры (разнообразных лесных дорог и проездов), работы тяжелой лесной техники при вывозке древесины или подготовке почвы под посадку леса, и в целом ведет к серьезным нарушениям почвенного покрова. Лесные дороги, колеи от тяжелой техники, борозды для посадки леса нередко образуют новые линии стока воды при снеготаянии или после сильных ливней, ускоряют эрозию, ускоряют сток и делают подъем воды более быстрым и сильным.
Значит ли это, что для уменьшения риска катастрофических наводнений надо прямо сейчас начинать сажать лес на больших площадях в водосборных бассейнах тех крупных рек, на которых такие наводнения регулярно случаются? Нет, не значит. Делать это, конечно, придется, но к такому массовому лесоразведению нужно серьезно готовиться: выявлять наиболее подходящие для него участки, создавать специализированные лесные питомники для выращивания посадочного материала, готовить кадры, накапливать опыт сначала на чем-то сравнительно небольшом. Готовиться надо начинать уже сейчас, но крупномасштабное лесоразведение — это дело будущего, хорошо если не очень далекого.
А прямо сейчас нужно другое: просто не мешать лесу самому расти хотя бы там, где это никому и ничем объективно не мешает. Это может ежегодно спасать миллиарды «самовольно выросших» деревьев, значительно увеличить площадь российских лесов и выполняемую ими водоохранную роль, причем без особых усилий и с большой экономией бюджетных средств.
Речь идет в первую очередь о лесах, естественным образом выросших на заброшенных за последние несколько десятилетий землях сельскохозяйственного назначения. Например, в бассейне реки Урал выше Орска, пострадавшего в нынешнем году от катастрофического наводнения, таких пригодных для леса заброшенных сельхозземель, по самой скромной оценке, около 2–2,5 млн га, а всего по стране — примерно 70–80 млн га. Чаще всего, чтобы на таких землях появился лес, его даже сажать не надо — брошенная земля сама им зарастает. Надо просто позволить этому лесу расти, а владельцам земли позволить использовать землю для лесного хозяйства. К сожалению, сейчас это запрещено — само наличие такого самовольно выросшего леса может привести к огромному штрафу и отъему земли, поэтому собственник вынужден от леса избавляться любыми способами.
Как ИИ может прогнозировать наводнения
На протяжении большей части истории точное масштабное прогнозирование наводнений было невозможно из-за нехватки ресурсов и данных. Учитывая, что лишь небольшой процент рек мира оснащен датчиками расхода воды, это создает сложности для обеспечения безопасности людей.
Однако в марте 2024 года Google сообщил, что начал использовать искусственный интеллект, чтобы помочь масштабировать прогнозирование наводнений и оказать помощь тем частям мира, которые больше всего страдают от изменения климата. В статье, опубликованной в журнале Nature, специалисты рассказали, что ИИ помогает давать более точные прогнозы о речных наводнениях на семь дней вперед. Это позволяет обеспечить прогноз наводнений в 80 странах мира, в районах проживания 460 млн человек.
«Поскольку последствия изменения климата становятся все более серьезными, наводнения часто случаются в неожиданных местах. Наша цель — продолжать использовать наши исследовательские возможности и технологии для увеличения охвата территорий, а также прогнозирования других типов стихийных бедствий, связанных с наводнениями, включая ливневые паводки и городские наводнения. Мы также изучаем, как использовать ИИ для решения проблем адаптации к изменению климата и в более широком плане вопросов климата и устойчивого развития», — пишут эксперты.
Аналогичные наработки есть и в России. Еще в 2021 году ученые из университета ИТМО при помощи искусственного интеллекта разработали технологию предсказания уровня воды на реке Лена в весенний период. Программа создает модель, предсказывающую уровень воды на нескольких гидрологических постах на семь дней вперед. У этих постов есть данные о высоте уровня воды, температуре воздуха, а также характеристики снежного покрова и осадков. Кроме того, исследователи учитывают метеопараметры, которые определяют питание реки в период половодья: для этого берется объем осадков за предыдущие 20 дней и создается прогноз подъема уровня воды. Сообщалось, что эта технология может быть использована в работе МЧС России.