Добро пожаловать на наш блог!

17.02.2014

ЛАВИННЫЙ РИСК В БАССЕЙНЕ РЕКИ МЗЫМТА (ЗАПАДНЫЙ КАВКАЗ)

В статье рассматривается понятие лавинного риска, приводиться методика его качественной и количественной оценки и картографирования. Представлены результаты расчёта лавинного риска для транспортных и рекреационных геосистем в бассейне реки Мзымта (Западный Кавказ). Построена карта лавинного риска. Рассматривается вопрос о приемлемости риска и возможности управления им.


При оценке лавинной деятельности в науке применяются различные термины: «лавинная опасность», «лавинная активность», а в конце ХХ века к ним добавился ещё один – «лавинный риск». Зачастую их употребляют, как синонимы. Однако все они имеют различное значение.
Под лавинной активностью понимается интенсивность процессов лавинообразования, обусловленная сочетанием геоморфологических условий, характера подстилающей поверхности с метеорологическими условиями, определяющими режим снегонакопления и трансформации снежного покрова [10]. Активность лавинной деятельности характеризуется геофизическими параметрами снежной лавины и пространственно-временными параметрами лавинной деятельности.
Лавинная опасность – это угроза компонентам природной среды, населению, транспорту и инженерным сооружениям, возникающая вследствие вероятного схода лавин [10]. Для разных типов геосистем при одинаковых физико-географических параметрах лавинной деятельности степень лавинной опасности будет различаться, так как уязвимость геосистем в отношении воздействия снежных лавин отличается. Очевидно, что для оценки лавинной опасности первоначально необходимо определить типы объектов, по отношению к которым будет производиться данная оценка на конкретной территории, и геофизические параметры лавинной деятельности. Затем выявить уязвимость каждого из выделенных объектов по отношению к воздействию снежных лавин, а саму оценку лавинной опасности производить для каждого из выявленных объектов по отдельности [3].
Таким образом, оценка лавинной опасности в отличие от лавинной активности должна учитывать не только геофизические показатели лавинной деятельности, но и социально-экономические показатели объектов на исследуемой территории.
Риск – это вероятностная количественная мера опасности или совокупности опасностей, установленная для определенного объекта в виде возможных потерь за заданное время [9]. Риск является количественным выражением опасности и определяется с помощью статистических данных или математических моделей [11]. Под лавинным риском соответственно понимается вероятность нежелательных последствий, вызванных сходом снежных лавин на определенной территории за определенный период времени [1; 6].
В настоящее время значительно повысился интерес к проблеме риска лавинных катастроф. Это связано с нестабильностью природной среды, вызванной не зависящими от человека природными ритмами, чрезмерной антропогенной и техногенной деятельностью и ответной реакцией природы. Возникает необходимость экологически взвешенного, сбалансированного управления прогрессом человеческого общества, гармонично вписывающегося в рамки ноосферы.
Одной из важных составляющих этой глобальной проблемы является оценка риска от лавин в процессе как настоящего, так и будущего взаимодействия человека с окружающей средой. Анализ неблагоприятных ситуаций и соответствующая оценка риска помогут либо своевременно избежать возможной опасности, либо сократить ущерб, определить необходимые защитные мероприятия и указать пути управления риском [11].

Важную роль в эволюции природных явлений и процессов играет оценка их устойчивости. При нарушении устойчивости развития тех или иных явлений (атмосферных, гидрологических, гляциологических, экологических и т. д.) процесс становится неуправляемым и может сопровождаться природными катастрофами, например, лавинами. Таким образом, по существу риск – это степень близости системы к состоянию катастрофы или вероятность нарушения устойчивости [1].
Развитие горных курортов, прокладка трасс энергоснабжения и новых дорог в горах Кавказа зачастую сопряжены с риском ущерба от лавин. Следовательно, оценка риска рекреационных и транспортных геосистем в горных районах, освоение и заселение которых в последние годы резко усилилось, является необходимой тенденцией в современной науке. С момента объявления г. Сочи столицей Зимних Олимпийских Игр 2014 г. горнолыжный курорт Красная Поляна, расположенный в бассейне реки Мзымта, стал объектом особого внимания российской и международной общественности. В связи с интенсивным строительством на высотах до 2500 м, где формируются и сходят снежные лавины, возникает лавинный риск.

Методика оценки и картографирования лавинного риска

В основу оценки лавинного риска положена структурная формула риска:
Риск = вероятность события x возможные последствия.
Эта формула носит общий характер и применима к оценке риска любых неблагоприятных и опасных природных явлений. Исходя из неё, под лавинным риском понимается вероятность неблагоприятного исхода при попадании людей и материальных объектов в зону действия лавин. Любое опасное природное явление характеризуется временем, местом реализации и размером возможного ущерба. Поэтому при использовании общей структурной формулы риска Ю.Б.Андреевым и А.Н.Божинским [1] были выделены три компоненты: временная Rt, пространственная Rs и антропогенная Ra. Временная компонента характеризует длительность лавиноопасного периода и повторяемость (частоту) лавин. Пространственная компонента зависит от распределения лавинной активности на исследуемой территории и отражает частоту лавин по пространственной координате. Антропогенная компонента определяется соответствующей нагрузкой горного региона.
При окончательной численной оценке риска требуется введение единого показателя риска. В качестве такого показателя используется число жертв в единицу времени (как правило, за сезон или год) и (или) материальный ущерб (в стоимостном эквиваленте) в единицу времени [12; 13].
На основе структурной формулы риска можно произвести как качественную, так и количественную его оценку.
Количественная оценка риска требует вычисления вероятностей реализации лавин во времени и пространстве. Например, вероятность появления разрушающей лавины в разных точках зоны поражения различна. Поэтому необходим расчёт обеспеченности разных характеристик (в частности, динамических) лавинного тела.
Получив количественные показатели риска для какого-либо класса геосистем (линейных или площадных), эти показатели наносят на карту. Это могут быть цветовые обозначения либо графические (линейные или пуансоны), соответствующие различным значениями риска.
Подобная крупномасштабная карта лавинного риска построена нами для транспортных и рекреационных геосистем бассейна р. Мзымта (Западный Кавказ) [6].
Указанные выше методики оценки и картографирования риска можно использовать при составлении карт лавинного риска различного профиля для целей статистики ущерба от лавин, планирования хозяйственной и рекреационной деятельности, строительства, туризма, защиты объектов, страхования объектов и людей и т. д. Эти цели будут определять содержание и конкретное картографическое представление риска. Таким образом, содержание карты лавинного риска необходимо согласовывать с интересами потребителей – экономистов, строителей, туристов, гражданской обороны, комитета по чрезвычайным ситуациям и др. для обеспечения доступности и наглядности материала.
Знание количественных показателей лавинного риска позволяет ставить вопрос об управлении риском. При этом возможно рассмотрение как на локальном, так и на глобальном уровнях. На локальном уровне необходима разработка блок-схемы управления лавинным риском. Входными данными системы должны являтся снего-метеорологические параметры, а также информация «антропогенного» свойства, связанная с интенсивностью туризма, движением транспорта, строительством объектов и т. д. На выходе получится оперативная оценка риска для различных участков региона.
Влияние на риск климатических и других изменений на глобальном уровне очевидно, т. к. в оценку риска по определению входит фоновая частота реализации опасных природных явлений. Возможные потепления климата приведут к повышению температуры и увеличению количества твёрдых осадков в средних и высоких широтах, что неизменно отразится на частоте схода лавин, а, следовательно, и на риске.
Оценка риска должна постоянно уточняться, в противном случае его переоценка приведёт к излишним материальным затратам, а недооценка риска может повлечь неоправданные жертвы и нанести значительный ущерб. В связи с этим приведённые формулы оценки риска служат лишь первым приближением.

Оценка лавинного риска для транспортных и рекреационных геосистем в бассейне реки Мзымта

Большая часть лавиноопасных территорий находится в неосвоенной части Западного Кавказа, в стороне от населённых пунктов. Это территории Кавказского государственного природного биосферного заповедника, Сочинского национального парка, природного парка «Большой Тхач», Сочинского федерального заказника и других особо охраняемых природных территорий [4; 7].
Наиболее масштабным исключение является долина реки Мзымта в среднем и нижнем течении. Здесь человек и лавина сталкиваются ежегодно. К сожалению, эти встречи нередко имеют трагическое завершение.
Воздействие снежных лавин на рекреационное освоение в бассейне реки Мзымта будет возрастать по мере расширения границ освоения и развития инфраструктуры. Одним из центральных элементов рекреационной системы являются рекреанты и местное население, перемещение которых производится в рамках организованного туризма или по личной инициативе, что трудно регламентировать. При рекреационном развитии происходит увеличение количества туристов, которые находятся на склонах и могут оказаться в лавиноопасной зоне, или сами становятся первопричиной нарушения устойчивости снежного покрова и формирования лавин.
Для оценки риска на локальном уровне охарактеризуем кратко лавинный режим и лавинную активность в бассейне рнки Мзымта. Согласно методике районирования горных регионов по типам лавинного режима, общий тип лавинообразования в нижнем и среднем течении Мзымты – южный. Продолжительность лавиноопасного периода около 5 месяцев, с середины ноября по середину апреля. Повторяемость лавин составляет от единиц до нескольких в год. Объёмы лавин колеблются от нескольких тысяч до ста тысяч кубических метров. На склоне хребта Аибга более 50% лавин – мокрые, весеннего адвекционного снеготаяния. Как правило, они сходят в марте – апреле, а также возможны в январе – феврале при оттепелях. Преобладание этого типа лавин характерно для всего южного макросклона Кавказа. Они имеют наибольшие объёмы и дальности выброса. Сухие зимние лавины – также достаточно распространенное явление в бассейне реки Мзымта. На их долю приходится около 30% всех сошедших снежных лавин. Сухие лавины связаны, прежде всего, с интенсивными холодными снегопадами, которые дают до 80 см прироста снега в сутки. В высокогорном поясе снегопады нередко сопровождаются сильными ветрами и метелями, что способствует формированию метелевых лавин [3].
Общая структурная формула лавинного риска для локальной (региональной) оценки по методике Ю.Б.Андреева и А.Н. Божинского для транспортных геосистем может быть представлена в виде:
R = amk w(l/u)q j ,
где R − показатель риска, жертв/год; a - доля лавиноопасного времени в графике транспорта; k − вероятность достижения дороги лавиной; w − повторяемость лавин, 1/год; m − число лавиносборов с одинаковой повторяемостью лавин на рассматриваемом участке; l − средняя длина опасных участков, км; u − средняя скорость транспорта на участке, км/час; q − среднее число пассажиров в усреднённом транспортном средстве;j − поток автомобилей, 1/час.
Когда на каком-либо опасном участке дороги имеются лавиносборы с существенно различной повторяемостью лавин и с различной длиной опасных участков, то вместо mkwl применяется выражение
lav1
Проведём ранжирование лавинного риска (табл. 1).

Таблица 1

Ранжирование риска по числу потенциальных жертв в год
Класс риска
Диапазон значений
Уровень риска
1
> 102
чрезвычайный
2
10 – 102
сильный
3
10– 10
средний
4
10-1 – 100
умеренный
5
< 10-1
слабый

С использованием вышеуказанной методики на основе исходных материалов были получены соответствующие оценки риска для лавиноопасных участков транспортной геосистемы Адлер – Красная Поляна – Пслух (табл. 2).

Таблица 2

Степень риска на различных участках транспортной геосистемы Адлер – Красная Поляна – Пслух

№ участка
m

l

u

k
w
a

q

j

R

Класс риска

1 (южный портал Большого тоннеля)
1
0,03
60
1
1
0,4
6
95
12´10-3
5
2 (за 4 тоннелем)
1
0,05
60
1
1
0,4
6
95
2´10-2
5
3 (Чвижепсе)
1
0,04
60
1
1
0,4
6
95
15´10-3
5
4 (между тоннелями)
1
0,05
60
1
1
0,4
6
95
11´10-3
5
5 (р. Сулимовская)
1
0,12
60
1
1
0,4
6
30
1´10-2
5
6 (от р. Сулимовская в сторону источника)
1
0,04
60
1
1
0,4
6
30
5´10-3
5
7 (от р. Сулимовская в сторону источника)
1
0,18
60
1
1
0,4
6
30
2´10-2
5
8 (от р. Сулимовская в сторону источника)
1
0,17
60
1
1
0,4
6
30
2´10-2
5

Расчёт показал, что для транспортной геосистемы Адлер – Красная Поляна – Пслух риск от лавин составляет от 5 до 20 жертв за 100 лет, т. е. является слабым по пятибалльной шкале.

Формула площадных объектов, адаптированная нами для расчёта лавинного риска рекреационных геосистем (горнолыжных комплексов), представлена в следующем виде:

R = d g mbN ,
где d − вероятная доля посетителей горнолыжного комплекса, находящихся в лавиноопасный периода на территории, от общей вместимости комплекса;
N − вместимость горнолыжного комплекса;
b − вероятность нахождения людей в месте схода лавины;
g − частота пересечения лавинами территории горнолыжного комплекса, 1/год;
m − число лавиносборов на рассматриваемом участке.
Результаты расчётов представлены в табл. 3.

Таблица 3

Степень риска для рекреационных геосистем
Рекреационные геосистемы

d

N

b

g

m

R

Класс риска

1. Альпика-Сервис
0,5
8000
0,5
1
4
8´103
1
2. Роза-Хутор
0,5
10500
0,5
1
5
13´103
1
3. Горная карусель
0,5
12000
0,5
1
5
15´103
1
4. Лаура

0,5
10000
0,5
1
3
75´102
1

Оценка риска R (при d ~ 0,5 и b ~ 0,5) рекреационных геосистем получилась равной для «Альпика-Сервис» 8000 жертв/год, для «Роза-Хутор» – порядка 13000 жертв/год, для горнолыжного комплекса «Горная карусель» – 15000 жертв/год, для «Лаура» – 7500 жертв/год, т. е. соответствует чрезвычайному уроню риска по пятибалльной шкале. Данные цифры свидетельствуют, что пренебрежение лавинной опасностью может повлечь за собой колоссальные жертвы и ущерб. Следует отметить, что полученные значения риска были рассчитаны с учётом полной завершённости строительства олимпийских объектов и максимальной загруженности рекреационных комплексов. На сегодняшний день эти показатели пропорционально меньше и соответствуют, например, для геосистемы «Горная карусель» при завершённости строительства 70% и загруженности курорта 40% – 5´10жертв в год.
На основе проведённых расчётов построена карта лавинного риска (рис. 1).
lav2
Рис. 1. Лавинный риск в бассейне р. Мзымта
Развитие горнолыжного и горноклиматического курорта Красная Поляна связано с прокладкой новых автомобильных, железных и канатных дорог, трасс энергоснабжения, возведением новых зданий и сооружений в горной местности, что сопряжено с риском ущерба от лавин. В преддверии проведения Зимних Олимпийских игр 2014 года в г. Сочи оценка лавинного риска здесь существенно необходима.
После оценки риска необходимо решить, приемлем он для нас или нет. Если лавинный риск настолько мал, что им можно пренебречь, то деятельность на лавиноопасной территории возможна без учёта этой опасности. Если величина лавинного риска слишком велика, то необходимо затратить определённые средства на противолавинные мероприятия, чтобы снизить его до приемлемого уровня.
Вопрос о приемлемости риска очень сложен и решается в зависимости от ряда обстоятельств, в том числе психологических аспектов. В любом случае необходимо различать добровольный риск и принудительный, а также риск гибели или травмирования людей и разрушения или повреждения хозяйственных объектов.
Приблизительно приемлемую величину риска для человеческой жизни оценивают по статистике жертв автомобильных катастроф. Несмотря на все усилия по его снижению, число жертв на 1000 жителей остается довольно устойчивой величиной, колеблясь в пределах 0,1–0,2 [2]. Поэтому 0,01% можно принять в качестве уровня, приемлемого и для лавинного риска, если речь идет о людях. Вопрос о приемлемом риске материального ущерба решает владелец собственности.
До сих пор большинство рекомендуемых противолавинных мероприятий сводиось к обеспечению полной, стопроцентной, безопасности объектов, расположенных в лавиноопасных районах [8]. Обычно, это приводило к сооружению дорогостоящих противолавинных инженерных сооружений. На современном уровне развития данная концепция существенно изменяется: в настоящее время с развитием рискологии применение тех или иных мер защиты должно опираться на учёт оптимального соотношения возможных потерь в результате схода снежных лавин и фактических затрат для уменьшения от них ущерба [3]. При этом допустимый уровень опасности и риска определяется минимальными суммами потерь и затрат.
Список литературы
  1. Андреев Ю.Б., Божинский А.Н., Сидорова Т.Л. Методика картографирования вероятного ущерба от лавин и селей // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1997, № 5. С. 67-69.
  2. Благовещенский В.П. Оценка лавинного риска // Материалы гляциологических исследований. Вып. 82. М.: Ин-т геграфии РАН, 1997. С. 165-167.
  3. Викулина М.А., Шныпарков А.Л. К вопросу о терминологии и показателях лавинной деятельности // Доклады III межд. конференции «Лавины и смежные вопросы», Кировск, 4 – 8 сентября, 2006 г. Апатиты: ООО «Апатит-Медиа», 2007. С. 122 – 128.
  4. Залиханов М.Ч. Снежно-лавинный режим и перспективы освоения гор Большого Кавказа. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1981.374 с.
  5. Канонникова Е.О. Воздействие лавин на ландшафты Северо-Западного Кавказа // Современные проблемы науки и образования. 2012. №1; URL: www.science-education.ru/101-5497 (дата обращения: 14.02.2012).
  6. Канонникова Е.О. Оценка лавинного риска для автодороги Адлер – Красная Поляна – Пслух // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6; URL: www.science-education.ru/100-5078 (дата обращения: 27.12.2011).
  7. Канонникова Е.О. Экологические последствия лавинной деятельности для природных комплексов (на примере Северо-Западного Кавказа) // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – № 4; URL: http://www.science-education.ru/104-6508 (дата обращения: 26.06.2012).
  8. Канонникова Е.О., Наумова О.Б. Геоэкологическое воздействие лавин на ландшафты Северо-Западного Кавказа. Оценка риска // Известия вузов. Северо-Кавказский регион: Естественные науки. 2012. №4. С. 79-81.
  9. Рагозин А.Л. Основные генетические типы и показатели природного риска// VI всерос. конфер. «Риск-2006». М., 2006. С. 117-124.
  10. Северский И.В., Благовещенский В.П. Оценка лавинной опасности горной территории. Алма-Ата. 1983. 220 с.
  11. Andreev Y.B., Bozhinsky A.N., Sidorova T.L. // Avalanche and mudflow risk mapping methods for road traffic and population. Internationale Symposion INTERPRAEVENT 2000 – Villach/ Oesterreich, Tagungspublikation, Band 2, Seite 181-188.

Bibliography
  1. Andreev Y.B., Bozhinsky A.N., Sidorova T.L. Metodika otcenki I kartografirovaniya veroyatnogo uscherba ot lavin I seley. Vestnik Mosc. un-ta. Ser.5. Geographiya. [Bulletin of Moscow University “Avalanche and mudflow risk mapping methods for road traffic and population”]. 1997. Pp. 67-69.
  2. Blagoveschenskiy V.P. Otcenka lavinnogo riska – Assessment of avalanche risk. Moscow: Institute of The geography of Sciences, no.82 (1997): 165-167.
  3. Vikulina M.A., Shnyparkov A.L. K voprosu o terminologii I pokazatelyah lavinnoy deyatelnosti – On the question of terminology and indicators of avalanche activity // Reports III Int. Conference "Avalanches and related matters", Apatity, 4 - 8 September 2006 Apatity: LLC "Apatite-Media", 2007. Pp. 122 - 128.
  4. Zalikhanov M.C. Snezshno-lavinniy rezshim I perspektivi osvoeniya gor Bolshogo Cavcaza – Snow and avalanche conditions and prospects of the Greater Caucasus Mountains. Rostov-on-Don: of RSU, 1981.374 p.
  5. Kanonnikova E.O. Vozdeystvie lavin na landshavti Severo-Zapadnogo Cavcaza – Avalanche impact on the landscape of the North-West Caucasus // Modern problems of science and education. 2012. № 1; URL: www.science-education.ru/101-5497 (date accessed: 14.02.2012).
  6. Kanonnikova E.O. Otcenka lavinnogo riska dlya avtodorogi Adler – Krasnaya polyana – Psluh – Avalanche risk assessment of the Adler - Krasnaya Polyana - Psluh // Modern problems of science and education. 2011. № 6; URL: www.science-education.ru/100-5078 (date accessed: 27.12.2011).
  7. Kanonnikova E.O. Ecologicheskie posledstviya lavinnoy deyatelnosti dlya prirodnih kompleksov (na primere Severo-Zapadnogo Cavcaza) – Environmental consequences of avalanche activity for natural systems (for example, the North-West Caucasus) // Modern problems of science and education. - 2012. - № 4; URL: http://www.science-education.ru/104-6508 (date accessed: 06/26/2012).
  8. Kanonnikova E.O., Naumova O.B. Geoecologicheskoe vozdeystvie lavin na landshavti Severo-Zapadnogo Cavcaza – Geoecological impact of avalanches on the landscape of the North-West Caucasus. Risk assessment // Trans. North Caucasus: Natural Sciences. 2012. Number 4. Pp. 79-81.
  9. Ragozin A.L. Osnovnie geneticheskie tipi prirodnogo riska I opasnostey – The main genetic types of natural risk and performance // VI All-Russia. Conf. "Risk 2006". M., 2006. Pp. 117-124.
  10. Seversky I.V., Blagoveschenskiy V.P. Otcenka lavinnoy opasnosti gornih territoriy – Assessment of avalanche danger for mountain area. Alma-Ata. 1983. 220 p.
  11. Andreev Y.B., Bozhinsky A.N., Sidorova T.L. // Avalanche and mudflow risk mapping methods for road traffic and population. Internationale Symposion INTERPRAEVENT 2000 – Villach/ Oesterreich, Tagungspublikation, Band 2, Seite 181-188.


Е.О. Канонникова
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета