Оценка на бъдещия риск от наводнения

Съгласно Методиката значителния потенциален риск от наводнения се определя чрез съпоставяне на заплахата от наводнения и потенциалните щети от това наводнение. Това съпоставяне ни дава информация за това в какъв размер могат да се очакват неблагоприятните въздействия върху защитените категории „Човешко здраве”, „Стопанска дейност”, „Околна среда” и „Културно наследство”.

Както при миналите наводнения, така и при определените като потенциални такива, когато се установи, че се надхвърля определената прагова стойност на критерия за значимост по отношение на поне една от защитените категории, се казва, че за определения речен участък, респективно заливаема територия съществува значителен потенциален риск от наводнения.

Критериите за значимост за оценка на неблагоприятни последици от потенциални бъдещи наводнения /Приложение №5 – т. ІІ./ са разработени успоредно с критериите за значимост на неблагоприятни последици от минали наводнения миналите наводнения и бяха едновременно одобрени от Министъра на околната среда и водите.

Част от описаните критерии по четирите защитени категории са приложени при оценката потенциалните наводнения в ЗБР за БУ при спазване на следния подход:

• 
  Определяне на риска от наводнения за района при отток на високи води с обезпеченост 1 % и представяне на резултатите в ГИС /засегнати жители в едно населено място, засегнати културни паметници, засегнати индустрии с опасни за водите вещества, засегнати стопански обекти; засегната инфраструктура; засегнати защитени зони и т.н./;
  
• 
  Към всеки от определените потенциално застрашени райони от наводнения са приложени критериите за значимост с техните прагови стойности с цел оценка на речните участъци със значителен потенциален риск от наводнения;
  
• 
  Изготвяне на списък с определените потенциално опасни речни участъци със значителен потенциален риск от наводнения.
  

В тази връзка видно от одобрените национални критерии за значимост за минали и бъдещи наводнения е, че за оценката на потенциалната заплаха от тези наводнения са заложени отчасти различни критерии за значимост, с различни прагове по отношение на защитените категории „Човешко здраве” и „Стопанска дейност”.

• 
  Определяне на водни количества/отток на високи вълни с обезпеченост 1%
  

• 
  За работещите хидрометрични станции (ХМС) в трите водосбора (Струма, Места и Доспат), е избран общ хомогенен период с достатъчна дължина за определяне на устойчиви статистически оценки;
  
• 
  За работещите ХМС са изчислени годишните максимални водни количества с обезпеченост 1%;
  
• 
  Осигурени са годишните максимални водни количества с обезпеченост 5% от разработка на НИМХ за МОСВ;
  
• 
  За характерни ХМС по р. Струма и р. Места, са изчислени и годишните максимални водни количества за обезпеченост с ниска вероятност;
  
• 
  За годишните максимални водни количества с обезпеченост 1% (повторяемост веднъж на 100 години), е извършена регионализация за разглежданите водосбори на Струма, Места и Доспат по Методиката по чл. 187, ал.2, т.6 от Закона за водите;
  
• 
  За избраните при първоначалната приблизителна оценка на риска от наводнения напречни сечения са изчислени годишните максимуми на водните количества с повторяемост 1 път на 100 години с използване на получената(и) регионална(и) зависимост(и);.
  
• 
  За избраните при първоначалната приблизителна оценка на риска от наводнения напречни сечения са определени дълбочините/водните нива за съответните водни количества с обезпеченост 1% с използване на предоставената методика;
  
• 
  За определените дълбочини/водни нива са очертани залетите площи и е изготвен ГИС слой.
  

Редиците от годишни максимални водни количества са съставени от моментни абсолютни стойности на максималния отток, регистриран в отделните хидрометрични станции през различни времеви периоди в рамките на годината. За разлика от средногодишните водни количества, които са осреднени характеристики с период на дискретизация една година, регистрираните високи вълни се трансформират по течение на реката в зависимост от времето на дотичане към даден пункт и характеристиките на речното легло. Екстремните максимални водни количества могат да имат различен произход, като най-често това са продължителните интензивни валежи. Много често екстремни стойности на протичащите водни количества могат да бъдат наблюдавани само в част от даден водосбор поради локалния характер на валежите, породили високите вълни. В този смисъл антропогенни въздействия, като построяването на големи язовири, освен в непосредствена близост, не могат да попречат на формирането на високи вълни в по-долни части на водосбора, породени от локални интензивни валежи.

При хидрологичните анализи на високи води обикновено се препоръчва определянето и ползването на екстремни годишни стойности за дадена хидрометрична станция при предварително определен период на наблюдение. Хидрометричните станции имат различен период на наблюдение и въвеждане в експлоатация, като за уеднаквяване на резултатите на изследването е необходимо унифициране на изследвания период за всички хидрометрични станции от даден регион.

Изборът на период за изследване на годишните максимуми трябва да отговаря на определени условия, които биха могли да бъдат резюмирани както следва:

• 
  достатъчно дълъг период на наблюдение с оглед статистическата обработка на изходните данни;
  
• 
  обхващането на цикли на понижена и повишена водност с оглед получаване на представителни резултати от изследването;
  
• 
  периодът е желателно да включва и данни от последните години с цел актуалност на получените резултати.
  

Високите вълни с малка повтаряемост са основните причинители на опустошителни наводнения, разрушения и щети. Сложното взаимодействие от фактори, обуславящи максималния отток налага използването на математическата статистика и теорията на вероятностите при определянето на неговите характеристики.

Обект на вероятностно-статистическите анализи са вариационните редове за период от 50 години (1961-2010г.) с максималните водни количества. Вариационните редове са подредени в низходящ ред Qi > Qi+1 (i = 1,2,…50) с емпирични обезпечености на превишението р=(m-0.3)/(n+0.4) %. Емпиричните криви на обезпеченост са апроксимирани с теоретични криви, като при апроксимацията е търсена устойчивата оценка. Приложението на теоретичните криви като модел на емпиричните разпределения изисква избор на най-добро обхващане, в случая, на максималните регистрирани водни количества.

От проведените апроксимации на емпиричните обезпечености с различни теоретични криви на обезпеченост обикновено добра аналитична апроксимация се постига с диференциалната крива на разпределение Пирсон III тип по метода на Фостер-Рибкин за получаване на кривата на обезпеченост, като изчисленото водно количество с 1% обезпеченост на максималния годишен отток или процентна вероятност за съответната станция от региона е и оразмерителното водно количество за определяне на заливаемите площи.

За определянето на максималното водно количество с 1% обезпеченост за произволно място в реката е използван метода на регионализиране оттока на високата вълна представен в Методиката, част Б -„Предварителна оценка на риска от наводнения в главните речни басейни на Република България - методика за оценка на риска от наводнения, съгласно изискванията на Директива 60/2007/ЕС” на Министерството на околната среда и водите.

Според този метод в първия етап от оценката на риска е необходимо едно приблизително определяне на заливаемите площи при големи наводнения (1%, респективно Q100), както поради наличната база данни (брой на ХМС и дължина на периода на наблюдение), така и поради факта, че резултатите са необходими в много кратък срок и не позволяват прилагането на подробни и по-точни методи. Препоръчва се използването на опростен стабилен метод на регионализиране (регресионен подход) за приблизително определяне на оразмерителните водни количества. Поради големия брой речни участъци, за които трябва да бъдат определени оразмерителните водни количества, е важно приблизителната оценка на стойностите да се направи на базата на прости параметри на водосбора, а именно площ на водосбора А_Е, която може да бъде получена по автоматизиран начин (ГИС) от наличната база данни (цифров модел на терена).

Съгласно избрания опростен метод на регионализиране оттока на високата вълна Q_1% за едно произволно място от реката може да бъде определен посредством площта на водосбора А_Е, както следва и регионалните зависимости за:

q_mахТ: = Q_mахТ / А_Е

q_mахР: = Q_mахТ/ А_Е

Q_mахТ: = a А_Е b

Q_mахР: = a А_Е b

a А_Е = q_mаx.sr А_Е = q_mаx.sr = Q_mаx.sr/ А_Е

b = q_mахТ/ q_mах.sr

b = q_mахP/ q_mах.sr

където:

q_mахТ: модул на максималния отток с Т-годишен период на повторение [m³/s/кm²]

Q_mахТ: максимално водно количество с Т-годишен период на повторение [m³/s]

Q_mахР: максимално водно количество с обезпеченост Р [m³/s]

А_Е: площ на водосбора [кm²]

Специфичните за района/водосбора (например за райони със сходни природни условия) адаптиращи параметри на метода на регионализиране „а" и „b" могат да бъдат определени за един район на базата на редицата от измервания на оттока на наличните в съответния район ХМС и съответстващите им площи от водосбора. За тази цел в началото на прилагане на метода е необходимо извършване на статистическа обработка на екстремните стойности от редиците на измерените водни количества на наличните станции в разглеждания район. Тази обработка се извършва на базата на годишни серии на максималния годишен отток 0, посредством избор/адаптиране на подходяща функция на разпределение.

Така, за отделните ХМС са на разположение данни за средните максимални водни количества (средно аритметично на годишните максимуми), респективно за максимално водно количество с Т-годишен период на повторение Q_mахТ, респективно О_mахР. По този начин за отделните ХМС от величините А_Е, Q_max.sr, Qmaхт се извеждат параметрите на опростения модел на регионализиране „а" и „b". След това параметърът „а" се описва като функция на площта на водосбора (регресионна функция: а = f(А_Е). Параметърът „b" се определя за всеки период на повторение Т, като средноаритметична стойност от измерванията на ХМС. По този начин с уравнението за един регион може на бъде приблизително определена стойността Q_mахТ на всяко произволно място от реката, посредством съответстващата му площ от водосбора.

• 
  Оразмерителни водни количества по основни речни басейни
  

• 
  Методическа част - техническата последователност на разработката включва:
  

• 
  Анализ на оттокообразуващите фактори.
  

Във високите планински части на района обилните дъждове през пролетта и наличието на интензивно снеготопене довеждат до формирането на максимум на водното количество през май. С понижението на надморските височини на басейните в посока юг, максимумът се измества постепенно към зимните месеци и се усилват и от сезонния ход на метеорологичните фактори - температура и влажност на въздуха., като в най-южните райони екстремумите са през февруари. Температурният режим в района преди всичко се обуславя от надморската височина и от преобладаващата форма на терена- предпоставка за групиране в обща зависимост.

Интензивността на оттокообразуването, представено чрез модулите е променливо по дължина на реката. Най-високи модули имат притоците, водещи началото си от Рила и Пирин, а също от Осоговската планина - Соволянска Бистрица и от Малашевската планина – р. Сушичка.

Формирането на максималния отток във водосбора е в тясна зависимост от климатичните области в които попада поречието. Техните специфични особености, физикогеографските характеристики на основното поречие и притоците обуславят оформянето на останалите две регионални зависимости.

Редиците от годишни максимални водни количества са съставени от моментни абсолютни стойности на максималния отток, регистриран в отделните хидрометрични станции през различни времеви периоди в рамките на годината. За разлика от средногодишните водни количества, които са осреднени характеристики с период на дискретизация една година, регистрираните високи вълни се трансформират по течение на реката в зависимост от времето на дотичане към даден пункт и характеристиките на речното легло и водосборната област. Екстремните максимални водни количества имат различен произход, като най-често това са продължителните интензивни валежи. Максималните стойности на протичащите водни количества за поречие Струма, в предвид оттокоформиращите фактори, се наблюдават най - често в част от даден район поради локалния характер на валежите и формата на водосборната област, породили високите вълни. В този смисъл антропогенни въздействия, като построяването на големи язовири, освен в непосредствена близост, не могат да попречат съществено на формирането на високи вълни в по-долни части на водосбора, породени от локални интензивни валежи.

Амплитуда на колебание на статистическите параметри на регистрираните редици на максималния годишен отток за периода (1961-2010г.) за поречие Струма варира в широки граници за: σ (5.21-191.10), Qaver (7.57-415.16), Cv(0.40-1.68), Cs(0.67-5.79), Qmax(31.00-987.62), Qmin(0.83-83.00).

• 
  Избор на общ период и метод на изследване на максималния отток
  

• 
  достатъчно дълъг срок на наблюдение с оглед статистическата обработка на изходните данни;
  
• 
  обхващането на цикли на понижена и повишена водност с оглед получаване на представителни резултати от изследването;
  
• 
  желателно е да включва и данни от последните години с цел актуалност на получените резултати.
  

Сложното взаимодействие от фактори, обуславящи максималния отток налага използването на метода на математическата статистика и теорията на вероятностите при определянето на неговите характеристики.

От проведените апроксимации на емпиричните обезпечености с различни теоретични криви на обезпеченост обикновено добра аналитична апроксимация се постига с диференциалната крива на разпределение Пирсон III тип по метода на Фостер-Рибкин за получаване на кривата на обезпеченост, като изчисленото водно количество с 1% обезпеченост на максималния годишен отток или процентна вероятност за съответната станция от региона е и оразмерителното водно количество за определяне на заливаемите площи.

За определянето на максималното водно количество с 1% обезпеченост за произволно място в реката е използван метода на регионализиране оттока на високата вълна представен в „Предварителна оценка на риска от наводнения в главните речни басейни на Република България - Методика за оценка на риска от наводнения, съгласно изискванията на директива 60/2007/ЕС” на Министреството на околната среда и водите.

Поради големия брой речни участъци, за които трябва да се определят оразмерителните водни количества е важно приблизителната оценка на стойностите да се направи на базата на прости параметри (индекси) на водосбора, а именно площ на водосбора АЕ, която е получена по автоматизиран начин (ГИС) от наличната база данни (цифров модел на терена).

След определяне на средното мах. водно количество с обезпеченост 1 % са изчислени и ср. максималните модули на оттока и при ползване на площите на ХМС са установени регресионни зависимости на модула във функция от площта, представен в двойнологаритмична координатна система, където изравнителната степенна функция се изобразява като права. Регресионната зависимост е уравнение, което позволява да се изчисли най вероятната стойност на отточния модул в зависимост от площта на искания пункт а оттам и водното количество.

От анализа на ”точките” с координати модула и площ A_E и гореописаните особености на поречието се формираха 3 регионални функционални зависимости, изразени чрез степенни функции в двойнологаритмична координатна система.
Горно течение на поречие р. Струма и всички притоци до с. Крупник

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.2961(A_E)^-0.4431](A_E)3.71

Средна вероятна грешка 22.99%

Долно течение на поречие р. Струма и всички притоци

Q_max(A_E) = a A_E b = [1.2987(A_E)^-0.5236](A_E)3,512

Средна вероятна грешка 23.84%

Основно течение на р. Струма от Бобошево до границата с РГърция

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.0748(A_E)^-0.0672](A_E)2.76

Средна вероятна грешка 4.83%.

Оценка на получените регресионни функционални зависимости, доколко те добре изравняват максималните водни количества с обезпеченост 1%, се извършва чрез изчисляване на вероятната грешка, която е в границите от (4.23 до 23.84) за поречие Струма.

Оценка на получените регресионни функционални зависимости, доколко те добре изравняват максималните водни количества с обезпеченост 1%, се извършва чрез изчисляване на вероятната грешка, която е в границите от (4,18 до 18,28) и за поречие Места.

Основно течение на р. Места - водосбори

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.2121(A_E)^-0.0898](A_E)2,89

Средна вероятна грешка 18.28

Десни притоци - водосбори горна част на р. Места

Q_max(A_E) = a A_E b = [0,5679(A_E)^-0.1605](A_E)3,05

Средна вероятна грешка 4.18

Притоци - водосбори средна част на р. Места, включително река Доспат

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.7403(A_E)^-0.2772](A_E)3,83

Средна вероятна грешка 9.38

• 
  Обобщение
  

Регионалните зависимости за поречието на р.Струма на средномнгогодишния модул на максималния отток спрямо площта са представени на Фиг. 1.

Q_max(A_E) = a A_E b = [1.2961(A_E)^-0.4431](A_E)3.71

Q_max(A_E) = a A_E b = [1.2987(A_E)^-0.5236](A_E)3,512

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.0748(A_E)^-0.0672](A_E)2.76

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.2121(A_E)^-0.0898](A_E)2,89

Средна вероятностна грешка 18.28
Десни притоци - водосбори горна част на р. Места

Q_max(A_E) = a A_E b = [0,5679(A_E)^-0.1605](A_E)3,05

Q_max(A_E) = a A_E b = [0.7403(A_E)^-0.2772](A_E)3,83

• 
  
  Каталог: docs -> plans -> PORN -> porn2012
  PORN -> Обяснителна записка за определяне на Районите със значителен потенциален риск от наводнения в Западнобеломорски район за басейново управление
  porn2012 -> Приложение №1. Минали наводнения в збр за бу речен басейн струма
  
  
  
  Изтегляне 2.36 Mb.
  
  Сподели с приятели: