В статье рассматривается проблематика наводнений как источника страхового риска. Даётся ретроспективное описание крупных прошедших наводнений, приводится генетическая классификация наводнений. Также приводится описание исследований и подходов в моделировании потенциального ущерба от наводнений, выполняемых в РНПК для целей страховой аналитики.
Введение
Наводнения относятся к числу наиболее разрушительных в экономическом и социальном аспекте природных катастроф.
В страховом бизнесе наводнения рассматриваются как значимый источник кумуляции катастрофических рисков, которые могут реализоваться в относительно сжатые сроки, охватить огромные территории и сформировать убытки за счёт ущерба тысячам и десяткам тысяч застрахованных объектов. Долгосрочная оценка возможных убытков и вероятности их возникновения затруднена, требует привлечения компетенций в сфере страховой аналитики, гидрометеорологии, геоинформатики, кадастрового учёта, инженерно-строительных технологий. Сегодня АО «Российская Национальная Перестраховочная Компания» (РНПК) в рамках стратегии, ориентированной на устойчивое развитие страхового рынка России, активно занимается оценкой потенциальных ущербов от катастрофических природных рисков, включая наводнения, разработкой методологических подходов и их автоматизацией.
Наводнение — затопление территории водой, являющееся стихийным бедствием. Наводнение может происходить в результате подъёма уровня воды во время половодья или паводка, при заторе, зажоре, вследствие нагона в устье реки, а также при прорыве гидротехнических сооружений.
Стихийное бедствие — разрушительное природное и (или) природно-антропогенное явление или процесс, в результате которого может возникнуть или возникла угроза жизни и здоровью людей, может произойти разрушение или уничтожение объектов производственного и (или) непроизводственного назначения, а также компонентов окружающей среды.
В целом, наводнениям в той или иной степени могут быть подвержены все территории суши, включая участки покровного оледенения и пустыни.
Ретроспектива наводнений
Наиболее значительные по величине ущерба и числу жертв, описанные и задокументированные наводнения, произошли в Китае в 1887 и 1931 годах на реках Хуанхэ и Янцзы, были вызваны обильными продолжительными дождями и прорывами малонадежных некапитальных защитных сооружений, сопровождавшимися стремительными затоплениями больших площадей в районах с чрезвычайно высокой плотностью населения. По существующим оценкам, число жертв для каждого случая могло превысить 1 млн человек.
Наиболее памятные наводнения в России за последние годы:
– Город Крымск в Краснодарском крае (июль 2012 года), наводнение на реке Адагум. Наводнение было вызвано экстремально сильными ливнями на данном участке Главного Кавказского хребта в период с 20:00 06.07.2012 по 04:00 07.07.2012. Предыдущие значения максимальных суточных слоев атмосферных осадков за 50–70 лет по метеостанциям Крымск, Новороссийск, Геленджик были превышены в два раза. Подъем уровня воды в реке Адагум в течение 1,5 часов в ночное время в черте города составил 7,0–8,5 метров и привел к значительным человеческим жертвам.
- Наводнение на Дальнем Востоке (август–сентябрь 2013 года). Наводнение развилось вследствие длительного выпадения дождей на огромной по площади территории в бассейне одной из крупнейших мировых рек — Амура, включающей четыре субъекта Российской Федерации и северо-восточные провинции КНР. Подъем уровня воды в реке Амур на отдельных участках достиг рекордных за 100–120 лет наблюдений значений и составил до 9,5 метров. Зафиксирован катастрофический ущерб недвижимому имуществу, транспорту, сельскому хозяйству.
- Наводнения в Иркутской области (июнь–июль 2019 года). В результате трёх дней выпадения интенсивных дождей над системой Восточного Саяна, с превышением месячной нормы осадков в несколько раз, на ряде левобережных притоках реки Ангары — реках Ока и Ия — сформировались катастрофические паводки. Наиболее пострадавшим оказался город Тулун, где подъем уровня воды в реке Ия составил 11 метров относительно низких допаводочных значений. Имелись человеческие жертвы, было полностью разрушено большое количество объектов недвижимости.
- Наводнения в Оренбургской, Курганской, Тюменской областях (апрель–июнь 2024 года). В бассейне рек Урал, Ишим и Тобол за период с осени 2023 г. по весну 2024 г. наблюдалось значительное превышение норм увлажнения почвы и запаса воды в снеге. В первых числах апреля отмечен резкий переход от отрицательных среднесуточных температур воздуха к положительным, превышающим норму для этого периода года на 5–6 0С. Сочетание факторов привело к катастрофическому развитию весеннего половодья. Наиболее пострадавшие города — Оренбург, Орск, Курган. В Орске ситуация осложнилась разрушением защитной противопаводковой дамбы на реке Урал. Величина подъёма уровня воды составила 8,5–10,5 м от предполоводных значений. Количество затопленных объектов капитального строительства превысило 40 тысяч единиц.
Генетические типы наводнений
Генетическая классификация наводнений основана на выделении основного воздействующего фактора, повышающего уровень воды в водном объекте до значений, критических для безопасности людей и инфраструктурных объектов.
Стоковые наводнения (снеговые половодья и дождевые паводки)
Стоковые наводнения связаны с прохождением очень больших расходов воды, сформировавшимися за счёт высокой естественной водоотдачи на поверхности водосбора реки. Развиваются в процессе или таяния сезонного снежного покрова (весеннее или весенне-летнее половодье) или после выпадения экстремальных жидких осадков (дождевые паводки), реже за счёт оттепелей или таяния ледников на реках с горными водосборами.
Факторами развития катастрофических половодий являются увлажнение и глубина промерзания верхнего слоя почвогрунтов в предшествующий осенне-зимний период (при превышении многолетних норм значительно облегчается и ускоряется поступление объёмов талых вод со склонов в верхние звенья русловой сети), превышение многолетних норм запаса воды в сформировавшемся снежном покрове, высокая скорость снеготаяния (дружность половодья), обусловленная превышением норм среднесуточных температур воздуха.
Факторами развития катастрофических дождевых паводков также является увлажнение поверхности водосбора и верхнего слоя почвогрунтов в период, предшествующий выпадению экстремальных осадков, а также превышение многолетних максимумов часовых и суточных слоёв осадков (для малых и средних рек), декадных и месячных слоёв (для больших и крупнейших рек), доля площади водосбора реки, над которой фиксируются экстремальные осадки.
Кроме того, на катастрофический характер наводнений почти всегда влияют особенности ошибочной, небезопасной застройки прилегающих участков речных пойм с глухими заборами, насыпями дорог и т.п.
Все приведённые выше случаи наводнений относятся к категории стоковых. Сезонные половодья характерны главным образом для областей умеренно-континентального, субарктического и арктического климата, в несколько меньшей степени — для областей умеренно-муссонного и умеренно-морского климата. Дождевые паводки могут развиваться на большей части территории суши.
Заторные и зажорные
Ветровой нагон — подъем уровня воды в морских устьях крупных рек, а также у подветренных побережий морей, крупных озёр и водохранилищ, вызванный воздействием ветра на водную поверхность.
Возникают при относительно длительном, направленном воздействии сильных ветров, дующих со стороны моря против течения реки. Дополнительным усиливающим фактором являются наложение приливных колебаний и формирование длинных волн (сейш), обусловленных перепадом атмосферного давления между участками открытого моря и устьевой областью реки.
Наиболее подверженные участки — устья крупных равнинных рек. Подверженные территории — побережья Балтийского, Азовского, Каспийского, Белого, Японского и Берингова морей. Одно из самых известных нагонных наводнений произошло в Санкт-Петербурге в ноябре 1824 года, с подъёмом уровня воды на 4,2 метра и затоплениями большей части города на 5–7 часов. В настоящее время вероятность повторения подобного события многократно снижена благодаря строительству комплекса защитных сооружений. Из крупных городов, помимо Санкт-Петербурга, опасные нагонные повышения уровня воды (до 2–3 метров) отмечались в Калининграде (река Преголя), Ростове-на-Дону (река Дон), Архангельске (река Северная Двина), а также в устьевой зоне реки Кубань.
Нагонные
Затор — скопление льдин в русле реки во время ледохода, вызывающее стеснение водного сечения и связанный с этим подъем уровня воды. Наблюдается, как правило, в весенний период после начала таяния снега и льда. Схожее явление — зажор — скопление рыхлого внутриводного льда (шуги), образующееся у выступов дна реки в охлаждённой до 00С текущей воде, наблюдается чаще в осенне-зимний период.
Факторами формирования опасных заторов являются толщина сформировавшегося льда, связанная с суммой отрицательных температур воздуха за прошедший зимний период, скорость развития процессов таяния, наличие естественных препятствий в русле реки (островов, низководных перекатов), резкие похолодания после начала заторообразования.
Всего на реках России описано около 2200 заторных и зажорных участков. Основной ареал — реки Сибири и севера европейской части страны, хотя заторы отмечались и в регионах с мягкими зимами, например, в нижнем течении реки Кубань.
Крупнейшее в истории России заторное наводнение зафиксировано в Якутии в мае 2001 года, когда был полностью затоплен город Ленск на реке Лене и уничтожено несколько сел в его окрестностях. В ходе интенсивного ледохода большие массы льда стали скапливаться у крупного острова в 30 км ниже по течению. Образовался затор длиной до 80 км с подъёмом уровня воды в течение 3-х суток до 20 метров.
Зажорные наводнения описаны на реке Ангаре в районе Иркутска.
Запрудные и запрудно-прорывные
Формирование крупных запрудных озёр происходит при перегораживании горных рек естественными плотинами из рыхлых толщ грунтов, вследствие обвально-осыпных явлений, оползней, селей, движения ледников или вулканической активности. При заполнении озера происходит подъем уровня воды выше по течению, что может носить характер наводнения (запрудного). В случае разрушения завальной плотины, вызванной землетрясением, переливом воды или длительной фильтрацией, значительная масса воды устремляется вниз по течению реки — здесь наблюдается запрудно-прорывное наводнение.
Один из ярких примеров потенциально опасного запрудно-прорывного наводнения — Сарезское озеро в горах Памира (республика Таджикистан). Озеро сформировано естественной плотиной высотой 567 метров, образовавшейся из завала грунта в 1911 году, и перегородившего русло реки Бартанг. Аккумулированный объём воды — 17 км3.
На территории России потенциально-опасные объекты могут располагаться в горах Кавказа, юга Сибири и на Камчатке.
Сейсмогенные
К этой категории относятся наводнения, вызванные выходом на сушу волн цунами, образующихся в моменты сильных землетрясений, на побережьях морей, океанов и в устьях рек.
В России поверженный регион — Тихоокеанское побережье в Дальневосточном федеральном округе. Наиболее значимые события в нашей стране зафиксированы в 1952 и 2025 годах. Высота волн на некоторых участках, по свидетельствам, достигала 18 м. В первом случае (ноябрь 1952 года) был разрушен город Северо-Курильск (позднее восстановлен на возвышенном участке), в июле 2025 года там же сильно пострадал рыбопромысловый порт. Теоретически возможны и события с большей амплитудой волны.
Приливные
Морские приливы как циклическое, многократно повторяемое явление, как правило, хорошо изучены и учитываются при хозяйственном освоении территорий. В то же время, приливные колебания уровня воды на побережье выступают фактором, потенциально усиливающим воздействие стоковых или нагонных повышений уровня воды в устьях рек.
В мире прогнозируется усиление негативной роли приливно-отливных явлений, связанное с климатически-обусловленным повышением уровня морей.
Распространение приливной волны вверх по течению рек может превышать 400–500 км (Меконг, Амазонка).
В России приливам подвержены устьевые области рек севера и тихоокеанских морей, с самыми высокими зафиксированными волнами — до 13 м, в устье реки Пенжина в Камчатском крае.
Техногенные
Техногенные наводнения связаны с авариями и разрушениями крупных гидротехнических сооружений: плотин электростанций, защитных береговых дамб, дамб судоходных каналов и шлюзов и т.п. Как правило, характеризуются стремительным развитием затоплений и значительными жертвами. Могут быть вызваны ошибками проектирования (недоучётом возможных объёмов притока воды редкой повторяемости), ошибками строительства или износом оборудования, ошибками оперативного прогноза притока воды и ошибками управления ёмкостью водохранилища. Кроме того, начиная со Второй мировой войны, известно большое число разрушений гидротехнических сооружений, вызванных ведением боевых действий и сопровождавшихся крупными наводнениями.
Одно из крупнейших по числу жертв событий в истории — прорыв дамбы Баньцяо в Китае в августе 1975 года. В результате ливневых осадков был многократно превышен предельный расчётный объём притока воды к дамбе. После разрушения сооружения сформировалась волна воды шириной 10 км и высотой 3–7 метров. Погибло около 26 тысяч человек, ущерб зафиксирован в 7-ми провинциях страны.
Изучение и прогнозирование наводнений
Основой изучения гидрологических процессов и явлений являются многолетние ряды наблюдений, ведущихся на стационарной сети гидрологических и метеорологических станций и постов Росгидромета. Всего наблюдательная сеть в России насчитывает около 4000 пунктов метеорологических и гидрологических наблюдений. Статистическая обработка данных позволяет определять значения наивысшего уровня воды в многоводные фазы режима различной вероятности.
Исследование условий формирования наводнений и построение прогнозных методик выполняется путём выявления зависимостей между графиками срочных (2 и более значения в сутки) или среднесуточных расходов и уровней воды в реке с графиками определяющих факторов (предикторов), перечисленных в предыдущем разделе для стоковых, заторных или нагонных наводнений. Помимо данных стационарных наблюдений, широко применяются материалы дистанционного авиа — и спутникового зондирования, позволяющие уточнять параметры увлажнения почв, снегонакопления на водосборах, ледовую обстановку. Для краткосрочного прогнозирования быстроразвивающихся паводков в горах используются автоматические датчики, которые устанавливаются в верховьях рек и передают сигналы в случае резкого роста уровня воды.
Для более глубоких исследований, включая моделирование искусственных многолетних рядов и определение параметров наводнений редкой повторяемости (1 раз в 500 лет и реже) в рамках научно-исследовательских работ методами ГИС разрабатываются модели с распределёнными параметрами, позволяющие учитывать многообразие условий русловой сети, рельефа и уклонов склонов, почвенно-растительного покрова на водосборах рек. Валидация моделей выполняется на данных предшествующих наблюдений.
В строительном проектировании учёт экстремальных повышений расходов и уровней воды также выполняется на основании статистической обработки многолетних данных наблюдений, включающих ряды наивысших уровней и максимальных расходов воды. Для переноса характеристик в створ исследуемой площадки, если для неё отсутствуют данные наблюдений, обосновывается подбор реки (рек) аналогов с изученным гидрологическим режимом. Выполнение регламентируется действующими нормативными документами СП 482.1325800.2020 «Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства. Общие правила производства работ» и СП 529.1325800.2023 «Определение основных расчётных гидрологических характеристик».
Определение потенциальных затоплений при прорывах больших плотин выполняется методами математического моделирования на основе решения уравнений нестационарного движения волны прорыва.
Исследования РНПК
В рамках проекта по созданию автоматизированной информационно-аналитической системы риск-офиса (АИАС РО), реализуемого в РНПК, и предназначенного для моделирования событий, вызывающих чрезвычайные ситуации, анализа и оценки вероятного экономического ущерба от воздействия чрезвычайных ситуаций, реализован модуль оценки экономического ущерба объектам капитального строительства (ОКС) от наводнений. Данная разработка позволяет делать детальную оценку возможных последствий от наводнений различной вероятности. В настоящий момент в АИАС РО реализована оценка по 42 наиболее паводкоопасным субъектам Российской Федерации.
Работа модуля оценки экономического ущерба для изучаемой территории основана на ГИС-обработке гидрологической — полигоны зон затопления с атрибутами максимальной глубины и длительности затопления, и кадастровой — точечные объекты капитального строительства (ОКС) информации.
Сведения об ОКС предоставляются из Единого государственного реестра недвижимости (ЕГРН).
Используемые для анализа подверженности территорий затоплениям границы зон разлива рек различной вероятности получены на основании данных статистической обработки рядов наивысших годовых уровней воды на гидрологических постах и сборке мозаик космических снимков, включая периоды максимальных уровней воды. На цифровой модели рельефа выполнялась экстраполяция расчётных границ затопления до значений уровня воды, в среднем превышаемых 1 раз в 2, 5, 10, 20 и 100 лет. Обработка зон затопления для РНПК выполнялась ООО «КосКом» (Роскосмос). Возможность защиты части территорий населённых пунктов противопаводковыми дамбами в работе системы не учитывается.
Расчёт ущерба, определяемого затратами на восстановление объекта в процентах от кадастровой стоимости ОКС, выполняется по функциям уязвимости от значений глубины и длительности затопления для 6-ти категорий ОКС по основному материалу конструкции здания (деревянные, кирпичные, бетонные, железобетонные, каменные, из прочих материалов). Определение глубины и длительности затопления выполняется автоматизированными методами на основе многолетних рядов наивысших годовых уровней воды, предоставляемых ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» (Росгидромет). Разработка и адаптация функций уязвимости для использования на данных ЕГРН выполнялась совместно силами РНПК и ВНИИ ГО ЧС.
Система АИАС РО позволяет формировать и загружать портфели объектов недвижимости. Определение потенциально возможного ущерба от наводнения возможно как для всего портфеля, так и для произвольно выделенной его части, например, в случае локального развития паводка в одном или нескольких населённых пунктах.
По результатам расчёта доступна информация о количестве подверженных объектов, их кадастровой стоимости, и величине ущерба, с учётом различной частоты его возникновения.
Результаты обработки данных по затоплениям в различных субъектах РФ для событий за период 2024 и первой половины 2025 годов будут приведены в других материалах портала.
Оставить комментарий