Нагонное наводнение

Нагонное наводнение — это тип наводнения, возникающий в результате подъёма уровня воды в морских устьях рек, на побережьях морей и крупных озёр под воздействием ветрового нагона воды с акватории на берег. Основной причиной является длительный и сильный ветер, дующий со стороны водоёма в сторону суши, который вызывает перемещение значительных масс воды и её накопление в прибрежной зоне. В отличие от паводков, вызванных таянием снега или обильными осадками, нагонные наводнения имеют метеорологическую (ветровую) природу и часто сопровождаются штормовыми приливами.

Причины и механизм возникновения

Ветровой нагон

Основным фактором, вызывающим нагонное наводнение, является ветровой нагон — подъём уровня воды, обусловленный касательным напряжением ветра на водную поверхность. Ветер, дующий с моря (озера) в сторону берега, создаёт течение, которое перемещает поверхностные слои воды к побережью. В результате у берега образуется зона повышенного уровня воды (нагон), а в открытой части водоёма — пониженного (сгон). Чем сильнее и продолжительнее ветер, тем выше подъём воды.

Роль атмосферного давления

Дополнительным фактором может служить резкое падение атмосферного давления в центре циклона, которое вызывает так называемый «обратный барометрический эффект»: при снижении давления на 1 гПа уровень воды поднимается примерно на 1 см. В условиях мощных циклонов (например, тропических ураганов) этот эффект может добавлять до 0,5–1 метра к высоте нагона.

Геоморфологические особенности

Наиболее подвержены нагонным наводнениям:

• Мелководные заливы и эстуарии — в них ветер легче разгоняет воду, а узкая форма устья реки усиливает подъём уровня.
• Побережья с пологим дном — вода накатывается на берег без значительного рассеивания энергии.
• Реки, впадающие в море — нагонная волна может распространяться вверх по течению, перекрывая естественный сток реки и вызывая подтопления на десятки километров от устья.

Классификация и характеристики

По источнику ветра

• Циклонические нагоны — связаны с прохождением глубоких циклонов (внетропических или тропических). Характерны для умеренных и тропических широт.
• Муссонные нагоны — возникают под действием устойчивых сезонных ветров (муссонов), например, в дельте Ганга или в Бенгальском заливе.
• Локальные нагоны — вызываются местными ветрами (бора, сирокко, мистраль) на ограниченных участках побережья.

По продолжительности

• Кратковременные (от нескольких часов до суток) — характерны для прохождения быстрых циклонов.
• Длительные (от нескольких дней до недель) — возникают при устойчивых ветрах, например, при длительных штормах на мелководных морях (Азовское, Балтийское).

По высоте подъёма воды

• Слабые — до 1 метра.
• Умеренные — 1–3 метра.
• Сильные — 3–5 метров.
• Катастрофические — более 5 метров (например, при тропических ураганах в Бенгальском заливе или в дельте Миссисипи).

География распространения

Нагонные наводнения характерны для многих регионов мира, но наиболее часто и разрушительно они проявляются в следующих зонах:

• Бенгальский залив (Индия, Бангладеш) — из-за сочетания мелководья, высокой плотности населения и тропических циклонов. Циклон «Бхола» (1970) и циклон «Наргис» (2008) унесли сотни тысяч жизней.
• Побережье Мексиканского залива и Атлантики (США) — ураганы «Катрина» (2005), «Сэнди» (2012), «Харви» (2017) вызвали катастрофические нагоны.
• Северное море (Нидерланды, Германия, Дания, Великобритания) — знаменитое наводнение 1953 года (Нидерланды) и наводнение 1962 года (Гамбург).
• Балтийское море (Россия, Финляндия, Эстония, Латвия, Литва, Польша, Германия) — особенно уязвим Санкт-Петербург, расположенный в дельте Невы. Нагонные наводнения в устье Невы известны с момента основания города (самое сильное — 1824 года, подъём воды до 421 см).
• Азовское море (Россия, Украина) — мелководное море, где ветры могут вызывать значительные колебания уровня.
• Каспийское море (Россия, Казахстан, Азербайджан, Иран, Туркмения) — нагонные явления в дельте Волги и на побережье Дагестана.

Примеры катастрофических нагонных наводнений

Прогнозирование и защита

Методы прогноза

Современное прогнозирование нагонных наводнений основано на:

• Метеорологических моделях — численное моделирование траектории и силы циклонов (например, модели ECMWF, GFS).
• Гидродинамических моделях — расчёт распространения нагонной волны с учётом рельефа дна, береговой линии и стока рек (модели ADCIRC, Delft3D, MIKE 21).
• Системах раннего оповещения — автоматические уровнемеры, буи, спутниковые данные.

В России действует Санкт-Петербургская система защиты от наводнений (Комплекс защитных сооружений, КЗС), включающая дамбу длиной 25,4 км с судопропускными и водопропускными отверстиями. Она позволяет предотвращать нагонные наводнения в дельте Невы при подъёме воды до 5 метров. Введена в эксплуатацию в 2011 году.

Инженерные меры защиты

• Дамбы и волноотбойные стены — Нидерланды (проект «Дельта»), Санкт-Петербург, Новый Орлеан.
• Шлюзы и затворы — Темзенский барьер (Лондон), «Маэсланткеринг» (Роттердам).
• Укрепление береговой линии — наброска камня, бетонные блоки, габионы.
• Повышение отметок территории — искусственное поднятие грунта (например, в некоторых районах Бангладеш).

Неинженерные меры

• Зонирование прибрежных территорий — запрет строительства в зонах затопления.
• Эвакуационные планы — регулярные учения, оповещение населения.
• Страхование — обязательное страхование жилья от наводнений (например, в США — программа NFIP).

Последствия нагонных наводнений

Социальные

• Гибель людей (особенно в густонаселённых дельтах рек).
• Массовое переселение, потеря жилья.
• Эпидемии (холера, тиф) из-за загрязнения питьевой воды.

Экономические

• Разрушение инфраструктуры (дороги, мосты, порты, линии электропередачи).
• Уничтожение сельскохозяйственных угодий (засоление почв морской водой).
• Потери в промышленности и торговле (простой предприятий, портов).

Экологические

• Засоление пресных водоёмов и почв.
• Гибель водных и наземных экосистем.
• Эрозия берегов и изменение ландшафта.

Нагонные наводнения в России

Наиболее изучены и опасны нагонные наводнения в Санкт-Петербурге (дельта Невы). За всю историю города зафиксировано более 300 нагонных наводнений. Самое разрушительное — 1824 года (421 см). Другие крупные наводнения: 1777 (321 см), 1924 (380 см), 1955 (293 см). После ввода КЗС в 2011 году частота катастрофических наводнений в городе резко снизилась.

На Азовском море нагонные явления характерны для Таганрогского залива и дельты Дона. При сильных западных ветрах уровень воды может подниматься на 2–3 метра, вызывая подтопления в Таганроге, Азове, Ростове-на-Дону.

На Каспийском море нагонные наводнения происходят на побережье Дагестана и в дельте Волги (Астраханская область). Они связаны с циклонами, движущимися с юга.

На Балтийском море (Калининградская область) нагонные явления наблюдаются в Куршском и Калининградском заливах, а также в устье реки Преголи.

Источники

1. Михайлов В. Н., Добровольский А. Д., Добролюбов С. А. Гидрология: учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 2005.
2. Алексеевский Н. И. Наводнения. — М.: Географический факультет МГУ, 2008.
3. Комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений: официальный сайт (ГУП «Дирекция КЗС»).
4. Наводнения в устьях рек: монография / под ред. В. Н. Михайлова. — М.: Изд-во МГУ, 2012.
5. Доклады Всемирной метеорологической организации (WMO) о штормовых нагонах и системах предупреждения.
6. Отчёты Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) об ураганах и нагонах.