«Создание интерактивной онлайн-системы раннего предупреждения селе-паводковой опасности для территории республики Узбекистан»

Опасные гидрометеорологические явления, к которым относятся и селевые паводки, происходят постоянно, но они привлекают к себе особое внимание только в том случае, если представляют угрозу для безопасности людей, жилья, инфраструктуры или объектов экономической деятельности. Угроза, приведшая к гибели людей и уничтожению имущества превращается в стихийное бедствие. Для повышения экологической безопасности, которая определяется как состояние защищенности экономики, населения и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия опасных гидрометеорологических явлений, необходимо исследовать эти явления, оценивать их возможные последствия, создавать системы раннего предупреждения.

Основная цель исследования – способствовать уменьшению уязвимости региона по отношению к гидрометеорологическим бедствиям, в частности селям и паводкам, посредством разработки и внедрения онлайн система раннего предупреждения селе-паводковой опасности для территории Узбекистана в целях укрепления национального потенциала в подготовке своевременных и точных предупреждений о быстроразвивающихся паводках.

В настоящее время исследования по теме находятся на завершающей стадии, система создана и находится на стадии внедрения в оперативную практику Узгидромета.

При определении основных характеристик селей и паводков, установлении периодов повышенного риска образования селей различного генезиса, изучении и оценке зависимости их образования от гидрометеорологических факторов, установлении закономерностей распространения селей и паводков использованы методы математической статистики – корреляционный и многофакторный анализ, объективный метод выравнивания и нормализации корреляционных связей. В процессе выполнения работы применялись методы картографических исследований, сравнительно-географический, метод географического обобщения и аналогии. Для создания цифровых моделей рельефа использовался метод построения цифровой модели рельефа с использованием современных компьютерных технологий. Основу исходных данных и картографической информации составляют опубликованные и утвержденные тематические карты, спутниковые снимки, материалы наблюдений, проводимых в Научно-исследовательском гидрометеорологическом институте и Узгидромете.

В качестве аналога для создания интерактивной онлайн системы раннего предупреждения селе-паводковой опасности для территории Узбекистана выбрана информационно-диагностическая система для оценки риска возникновения быстроразвивающихся паводков (ИДСП), которая является диагностическим инструментом для анализа событий, связанных с погодой, которые могут спровоцировать формирование быстроразвивающихся паводков. ИДСП разработана специалистами гидрологического научно-исследовательского центра (ГНИЦ), Сан-Диего, США при поддержке Всемирной Метеорологической Организации (ВМО), гидрологических научно-исследовательских центров, Национального управления по исследованию океанов и атмосферы США, Национальной метеорологической службы и Агентством Соединенных Штатов по международному развитию, Бюро по оказанию помощи другим странам в случае стихийных бедствий.

Онлайн система раннего предупреждения селе-паводковой опасности для территории Узбекистана разработана на основе GIS MapWindow и состоит из нескольких самостоятельных блоков – базы данных, ГИС слоёв и онлайн-картографической платформы Bing Maps (ранее Microsoft Virtual Earth), объединённых в единую систему. На рисунке 1 приведено главное меню системы.

Рисунок 1 – Главное меню интерактивной онлайн-системы раннего предупреждения селе-паводковой опасности для территории республики Узбекистан

Гис раздел реализован с помощью компонента GIS MapWindow, который включает в себя бесплатную географическую информационную систему рабочего стола (GIS) с открытой расширяемой архитектурой плагинов, элементом управления ActiveX GIS и библиотекой C# GIS под названием DotSpatial. Элемент управления ActiveX MapWinGIS.ocx используется для обеспечения функциональности ГИС-картирования для пользовательских приложений на базе Windows Forms. Код может быть написан на Visual Basic 6, VB.NET или C# и может быть, как коммерческим, так и открытым исходным кодом.

Раздел ГИС ИСУ обладает всеми основными функциональными возможностями подобных систем (увеличение/уменьшение масштаба, перетаскивание области просмотра, включение/выключение слоев, просмотр легенды, масштабная линейка, координаты под указателем) (рисунки 2 и 3).

Рисунок 2 — Раздел ГИС со списком доступных векторных и растровых слоев

Рисунок 3 — Отображение растровых данных дистанционного зондирования в комплексе с прогностическими данными CARFFG

Кроме аналитических карт, система включает в себя базу данных, накопленных за историю исследований селевого района. Поскольку и сели и паводки привязаны к руслам постоянных, либо временных водотоков, то возникла необходимость в структурировании гидрологических объектов (рек) по их взаимному расположению. Также для связи с ГИС было необходимо предусмотреть возможность однозначной идентификации рассматриваемых объектов в БД. За основу кодировки была принята «Гидрологическая изученность» бассейнов рек Сырдарьи и Амударьи.

По предложению экспертов Узгидромета и на основе ранее проводимых исследований, для ввода и поиска данных вся территория Узбекистана была поделена на селевые районы с различными физико-географическими условиями, включающие бассейны крупных рек, приуроченных к хребтам и склонам разной экспозиции, в рамках административных областей. Выбор реки реализован в виде иерархического дерева, если известна область и район, в котором прошёл сель, то можно осуществить выбор в левой части основной вкладки (рисунок 4). Если известна река, то в системе предусмотрена возможность поиска реки по названию (рисунок 5). И в первом, и во втором случае во вкладке с информацией по селе-паводкам сформируется таблица со всеми случаями селей и паводков, зафиксированных в этом бассейне, внизу странице появиться диаграмма селепроявлений по годам.

При переходе к вкладке карты, бассейн искомой реки высветится жёлтым цветом. Так же имеется возможность просмотреть зафиксированные в данном бассейне случаи селе-паводков, которые нанесены в виде точек, при наведении курсора на которые всплывает окно с основной информацией – дата прохождения селе-паводка, его тип, причины вызвавшая его образование, а также информация об ущербе, если таковая имеется. Для большей наглядности точки дифференцированы по цвету – зелёными точками обозначены селе-паводковые явления, прошедшие без ущерба, желтыми – с ущербом, если же точка красная, то в данном случае были человеческие жертвы.

Для внесения новой информации достаточно открыть вкладку, приведённую на рисунке 6, отметить точку на карте, автоматически высветляться координаты точки, вся остальная информация оперативно вноситься в заранее подготовленные поля с функцией выбора.

Рисунок 4 – Информация по селе-паводкам в табличном виде и виде диаграмм

Рисунок 5 – Отображение искомого бассейна реки на карте со случаями селе-паводковых явлений

Рисунок 6 – Вкладка для внесения новой информации по селе-паводку

Как указано в Хиогской рамочной программе действий — системы раннего предупреждения представляют собой жизненно важные инвестиции, которые способствуют защите и спасению человеческих жизней, имущества и средств к существованию, содействуют устойчивому развитию и являются гораздо более затратоэффективными с точки зрения укрепления механизмов борьбы с бедствиями, чем сценарии, предполагающие уделение основного внимания мерам реагирования и проведению восстановительных мероприятий после бедствий. Но ни одна даже самая совершенная система предупреждения не будет эффективна без качественной системы раннего оповещения и поддержки населения. Конечно, необходимо проводить инженерные мероприятия по укреплению берегов селеопасных рек, расчистки русел рек, саёв и селетрактов, строить противоселевые сооружения и селехранилища, но также необходимо вести постоянную целенаправленную работу с населением, воспитывать серьёзное отношение к такому грозному и разрушительному явлению, как сели и паводки.