Geoinformation analysis of the spatial location of settlements in Yakutia that are subject to flooding

Filippova Viktoriia Viktorovna ORCID: 0000-0002-3900-918X PhD in History Senior Scientific Associate, Department of History and Artcic Studies, Institute of Humanities Research and Indigenous Studies of the North of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Institute of Natural Sciences, Ammosov North-Eastern Federal University 677027, Russia, Yakutsk, ul. Petrovskogo, 1, of. 403 filippovav@mail.ru Other publications by this author

Введение

Якутия является регионом с одним из самых высоких уровней риска наводнений. За период с 1940 г. по 2012 г. населенные пункты республики только 14 лет не подвергались затоплению ^{[2, с. 5]}. Периодичность наводнений исследователи связывают с изменением климата. Анализ метеорологических параметров на территории Республики Саха (Якутия) показал довольно-таки значимое потепление климата, что подтверждает как повышение среднегодовых температур, так и увеличение количества выпадающих осадков. На территории Якутии выделено 3 периода направленных изменений температуры воздуха в последнее 100-летие, в результате чего ряды наблюдений были разбиты на 3 периода с определенной тенденцией изменения температуры: 1-й – с 1916 по 1945 г. – этап потепления, 2-й – с 1946 по 1975 г. – этап похолодания, и 3-й – с 1976 г. по настоящее время – этап потепления ^[1]. Недавние исследования ^[4] показали, что предотвращение и минимизация последствий наводнений является комплексной задачей, зависящей как от природного, так и от человеческого фактора и остается проблемой для администраций поселков и других органов государственной службы.

В Республике Саха (Якутия) ежегодно принимаются меры по предотвращению наводнений, предпринимаемые различными ведомствами федерального, регионального, муниципального и объектового уровня, в комплексе они формируют Единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций согласно федеральному закону от 21.11.1994 г. № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». В Якутии к структурам, функционально ответственным за чрезвычайные ситуации, относятся: Ленское бассейновое водное управление, Росгидромет, Главное управление МЧС России по Республике Саха (Якутия), ГКУ «Исполнительная дирекция по ликвидации последствий весеннего паводка и организации восстановительных работ в Республике Саха (Якутия)», органы местного самоуправления.

Перечисленные организации, задействованные в управлении водными ресурсами Якутии, не обеспечиваются научно-обоснованным прогнозом водности крупных рек региона и указывают на необходимость разработки системы гидрологического прогнозирования. Такую систему предлагается разработать и опробовать в ходе выполнения междисциплинарного проекта при поддержке РФФИ, грант №20-55-71005 “Гидрология, криолитозона и устойчивость в восточном секторе российской Арктики и Субарктики” (2020-2022 гг.) и Бельмонт фонда HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (project No 2019-02332). Одной из задач данного проекта является определение места и значимости водных ресурсов в системе традиционного расселения, хозяйствования и культуры коренных народов Якутии. В качестве результатов планируется разработать модели традиционных и современных систем водопользования с их картографической визуализацией.

Во всем мире наличие водоема (реки, озера, другого источника пресной воды) является необходимым условием жизни человека. Вода является важнейшим ресурсом и для местных аборигенных локальных сообществ: уже на протяжении многих столетий их образ жизни, система расселения и хозяйственный уклад зависят от доступа к источникам воды. В Якутии реки и озера также играют исключительную роль в исторически сложившейся системе экономики и культуры населения. Издревле по берегам рек и озер края селились люди, само освоение территории шло по водным артериям. Стратегические коммуникационную и транспортную функции реки Якутии сохраняют до настоящего времени. Исторически в Якутии люди заселяли берега крупных рек, поскольку реки являются единственными транспортными артериями и источником пресной воды в течение всего года. Наиболее населенные районы Якутии, расположенные на берегах р. Лены и ее основных притоков, особенно подвержены рискам наводнений.

Для достижения заявленного результата составлена ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)» с базой данных, содержащих информацию не только о географическом положении каждого поселений, но также информацию, полученную в ходе проведения междисциплинарных исследований. Полученные в ходе ГИС-анализа данные могут быть полезными в качестве информационного обеспечения мероприятий по принятию решений.

Материалы и методы исследования

Материалами для исследования стали опубликованные источники, в т.ч. Якутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЯУГМС) и база данных Всероссийского научно-исследовательского института гидрометеорологической информации (Мировой центр данных) ВНИИ ГМИ МЦД, статистические сведения, данные ведомственных организаций, паспорта социально-экономического развития муниципальных образований и архивные документы. Исследование проводились с использованием статистического, сравнительно-географического и картографического метода исследований. При проведении исследования использовалось программное обеспечение ArcGIS. Формирование базы данных исследования осуществлялось в атрибутивных сведениях ArcGIS.

На сегодня в базу данных внесены все поселения Якутии (черные пунсоны на рис. 1), в том числе 128 населенных пункта из Списка установленных зон затопления (на 01.09.2020 г.), составленного Ленским бассейновым водным управлением Федерального агентства водных ресурсов (красные треугольники на рис.1).

Рис. 1. Населенные пункты, повергающиеся подтоплению и затоплению в созданной ГИС (составлено автором)

База данных подтопляемых и затопляемых населенных пунктов содержит следующую информацию: название поселения, АТД (в какой улус и наслег входит); год основания населенного пункта; численность населения на 2020 г.; преобладающую национальность; отрасли хозяйства; даты наводнений (день, месяц, год); высоту подъема воды (в см по Балтийской системе). На основе собранного архивного материала в разработанную ГИС внесены сведения о динамике наводнений (с 1929 по 2017 гг.) некоторых населенных пунктов Республики Саха (Якутия) (голубые пунсоны на рис. 1): на р. Анабар (с. Жилинда (Оленекский улус) и с. Саскылах (Анабарский улус); р. Оленёк (с. Оленек (Оленекский улус), с. Таймылыр и с. Усть-Оленек (Булунский улус); р. Яна (г. Верхоянск, п. Батагай, с. Сайды (Верхоянский улус); р. Индигирка (с. Хонуу); на р. Колыма и притоки – п. Зырянка (Верхнеколымский улус), г. Среднеколымск и с. Березовка (Среднеколымский улус), с. Колымское (Нижненколымский улус); на р. Алазея – с. Аргахтах (Среднеколымский улус) и с. Андрюшкино (Нижнеколымский улус) (рис. 2).

Рассмотрим пример характеристики села, подвергающегося подтоплению и затоплению. Из сведений, имеющихся в базе данных о селе Березовка видно, что оно находится в Среднеколымском районе на берегу р.Березовка – притока р.Колыма. Было основано в 1954 г. Численность населения составляет 330 чел., преобладающий этнос - эвены, основным занятием населения является традиционная отрасль хозяйства – оленеводство.

Рис. 2. Информация о селе Березовка из атрибутивных сведений (фрагмент)

Из базы данных можно установить, что село подвергается систематическому подтоплению и затоплению почти ежегодно начиная с 1966 г. По данным гидрометеорологической станции «Среднеколымск» за двадцать лет наблюдений (1966-1985 гг.) уровень паводковой воды возле с.Березовка достигал критического уровня 11 раз (950 см до 1985 г.), и за 2002 -2017 гг. - 5 раз (1000 см с 1990-х г.). Самый максимальный уровень паводковой воды был отмечен 04.06.1999 г. и составил 1150 см. Самый минимальный уровень воды был зафиксирован в ноябре 1963 г.

Содержание базы данных в будущем будет дополнено сведениями о гидротехнических сооружениях, водоснабжения, размерах ущерба, средствах оповещения, информацией о принятых решениях и мерах и т.д. Будет включена динамика численности населения по опубликованным статистическим данным для последующей корреляции с датами наводнений, чтобы узнать насколько наводнения влияют на отток населения из затопляемых поселений.

Результаты исследования и их обсуждение

На основе статистического, историко-сравнительного и сравнительно-географического методов проведен анализ введенных в базу данных сведений. По данным Главного управления МЧС по Республике Саха (Якутия) и Ленского бассейнового водного управления Федерального агентства водных ресурсов количество населенных пунктов, территории которых подвергались когда-либо негативному воздействию вод в виде затопления, составляет 128 населенных пунктов ^[3]. Анализ сведений исследуемых населенных пунктов, внесенных в базу данных ГИС, показал, что они находятся в 24 районах из 35 административно-территориальных районов Якутии. Если в Абыйском, Горном, Оленекском и Усть-Янском районах имеется по 1 затопляемому населенному пункту, то в Таттинском, Намском и Хангаласском районах в Список затопляемых поселений входят более 10.

Анализ размещения населенных пунктов, подвергающихся потоплению и затоплению, показывает следующее распределение по бассейнам рек: на р. Лена расположены 64%, на р. Индигирка – 12%, на р. Яна – 9%, на р. Колыма - 7%, на р. Алазея – 3%, на р. Оленек – 1%. Негативное воздействие в виде подтопления и затопления могут оказать и водохранилища, их доля составляет 4%. Это «вдх. Куогалы» на озере Куогалы (с.Чурапча, Чурапчинский район), «вдх. Матта» на одноименной речке (с.Бердигестях, Горный район) и «вдх. Маганский тракт, 7 км» на р.Маганка возле Якутска.

На основе архивных данных в атрибутивные сведения была внесена динамика количества наводнений некоторых населенных пунктов. Установлено, что наиболее часто подвергались наводнению п. Зырянка (39 раз с 1938 г. по 2014 г.), с. Березовка (36 раз с 1966 г. по 2017 г.), г. Среднеколымск (33 раза с 1929 г. по 2017 г.).

Для того, чтобы представить единую картину затопляемых населенных пунктов на всю территорию Республики Саха (Якутия) нужно переходить на более мелкий масштаб. В этом случае, пунсоны поселений, расположенных очень близко нелегко различить. В этом случае можно построить карту интенсивности в ArcGIS Online. Такая карта дает представление о распределении точек, он лучше всего работает при большом количестве точечных объектов (особенно, когда символы точечных объектов перекрываются). Карта интенсивности строится через цветовую схему для обозначения значений плотности. Цветовая схема представляет собой набор цветов, плавно переходящих от холодных цветов (низкая плотность точек) к теплым (высокая плотность точек). Для определения плотности затопляемых населенных пунктов использован постоянный метод, когда независимо от размера карты определение плотности (соотношение между каждым цветом в схеме и значением плотности) остается неизменным. Пока масштаб карты остается неизменным, можно использовать постоянный метод для точного сравнения различных областей на карте. При анализе составленной карты интенсивности наводнений на территории Якутии выявилось, что наибольшая концентрация затопляемых поселений расположена в Лено-Алданском междуречье и в северо-восточной части республики (рис. 3).

Рис. 3. Плотность населенных пунктов, подвергающихся подтоплению и затоплению в Республике Саха (Якутия)

Выводы

В результате проведенного исследования автором разработана ГИС «Населенные пункты, подвергаемые подтоплению и затоплению на территории Республики Саха (Якутия)». Содержание и структура ГИС будет пополняться новыми данными. Составленные карты могут быть полезны при планировании хозяйственной деятельности в речных долинах и проведении защитных мероприятий на уровне Республики Саха (Якутия), а также для выявления первоочередных территорий при планировании мер защиты от наводнений.

Благодарности

Исследование выполнено при поддержке РФФИ, грант №20-55-71005 “Гидрология, криолитозона и устойчивость в восточном секторе российской Арктики и Субарктики” (2020-2022 гг.) и HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (project No 2019-02332)

Acknowledgements

This work was conducted in the HYPE-ERAS project which is funded by FORMAS (DNR: 2019-02332), RFBR (project No 20-55-71005) and JST (Grant No. JPMJBF2003) through the Belmont Forum Collaborative Research Action: Resilience in the Rapidly Changing Arctic.