Дамбы в крупных заливах оказались невыгодны при наводнениях

Существующие локальные участки береговой линии залива Сан-Франциско, защищенные дамбами, в случае наводнения с подъемом уровня моря на два метра спровоцируют затопление незащищенных участков 36 миллионами кубических метров воды, что равноценно ущербу в 732 миллиона долларов. Это говорит о неэффективности распространенной в мире практики инженерного укрепления локальных уязвимых участков побережий. Вместо дамб ученые предлагают сосредоточиться на создании водохранилищ в прибрежных низменностях. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Глобальное изменение климата приводит к повышению уровня моря, и к концу века этот процесс затронет сотни миллионов людей, живущих на побережье. Уже сейчас изменение климата стало причиной частых наводнений и разрушения важных для сельского хозяйства ландшафтов в дельтах рек. Люди пытаются защититься от наводнений, укрепляя береговые линии и возводя дамбы. Главный недостаток такого подхода — его несоответствие гидродинамической протяженности угрозы. Укрепляются лишь отдельные участки береговой линии, из-за чего неукрепленные могут пострадать еще сильнее, и общие экономические риски от внедрения таких мер пока изучены слабо.

Ученые под руководством Мишель Хаммелл (Michelle A. Hummel) из Техасского университета в Арлингтоне изучили, как локальное укрепление берегов может повлиять на региональные экономические издержки в случае возникновения наводнений. В качестве района для исследования был выбран залив Сан-Франциско в Калифорнии, локальные участки побережья которого (авторы назвали их операционными единицами ландшафта) оборудованы инженерными укреплениями. Береговая линия этого залива сложна и изобилует широкими аллювиальными долинами, бухтами и эстуариями. Потенциальные наводнения моделировались с помощью системы Coastal Storm Modeling System (CoSMoS) по четырем сценариям, предполагающим повышение уровня воды в заливе на 50, 100, 150 и 200 сантиметров относительно уровня 2010 года. Ущерб строениям был рассчитан по модели наводнений Hazus 4.2.

Оказалось, что существующая система в виде дамб уменьшает локальные издержки на преодоление последствий наводнений, но увеличивает региональные. Укрепление отдельных участков береговой линии залива Сан-Франциско в случае сильного наводнения (повышения уровня воды на 200 сантиметров) может привести к затоплению неукрепленных участков 36 миллионами кубических метров воды, что равноценно ущербу в 732 миллиона долларов. К примеру, Напа-Сонома окружена дамбами, способными полностью защитить ее в случае наводнения с ростом уровня воды на 200 сантиметров, но при этом излишек воды будет вытолкнут в устья соседних каналов Саут-Бэй, Сан-Леандро и Сан-Пабло, что чревато для них экономическим ущербом в 82, 70 и 53 миллиона долларов соответственно.

Авторы исследования отметили, что экономический ущерб при полном отсутствии инженерной защиты для штата Калифорния вероятно составил бы меньшую сумму, чем ущерб при наличии локальных укрепленных участков, за счет общего более низкого уровня прибывающей воды и меньшего количества разрушенных зданий. Для более эффективного преодоления последствий наводнений они предложили модернизировать часть дамб таким образом, чтобы они поддерживали приливно-отливный обмен между заливами и болотами, а также создать инфраструктуру, которая позволит низменностям в наиболее уязвимых местах выполнять роль водохранилищ — резервуаров для стратегического затопления.

Недавно ученые опубликовали прогноз, согласно которому к концу XXI века места проживания 410 миллионов человек окажутся в зонах риска в зоне риска затопления при повышении уровня моря. Эти люди с большой вероятностью могут стать климатическими беженцами. Площадь таких земель составит порядка 1,46 миллиона квадратных километров, и наиболее остро угроза стоит перед тропической частью Азии.

Марина Попова