Городские реки в меняющемся климате
Сотрудники географического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова изучили, что происходит с малыми реками Москвы во время сильных ливней, и пришли к выводу, что их режим стал непохожим на естественный.
Гидролого-геохимический мониторинг на московских реках географы ведут с 2018 года. Для глубокого исследования состояния ими была выбрана река Сетунь — правый приток реки Москвы. Вдоль самой реки и на четырёх её основных притоках — Сетуньке, Алёшинке, Навершке и Раменке — расположены семь автоматических станций, с помощью которых получают данные об уровне, расходе и мутности воды. Чтобы оценить совместное влияние изменения климата и растущей урбанизации местности на опасность наводнений, исследователи сосредоточились на мощных ливнях, произошедших в Москве 29—30 мая 2020 года и 28—29 июня 2021 года. Тогда в обоих случаях за два дня выпало более 60 мм осадков (что примерно соответствует месячной норме в эти месяцы), вызвавших сильные наводнения малых рек.
Сопоставив данные гидрологического мониторинга с результатами метеорологических наблюдений и моделирования атмосферных условий на прилегающих к рекам территориям, исследователи посчитали, что при сильных осадках уже через 6—11 часов в реке наблюдается максимум стока, связанный с большим количеством непроницаемых для воды поверхностей в речном бассейне. Для схожих по размеру рек, протекающих по неурбанизированным территориям, аналогичное время может достигать нескольких суток. Столь быстрое добегание дождевой воды до реки в городе приводит к стремительным затоплениям приречных пространств и разрушениям инфраструктуры парков, расположенных в речных долинах.
В периоды выпадения сильных дождей мутность речных вод закономерно увеличивается, так же как и смыв загрязняющих веществ в реки с городских улиц и дорог. Интересно, что концентрации разных веществ в речных водах по-разному откликаются на экстремальные осадки. Авторы исследования разделили их на несколько групп. Первая группа — это соединения, содержание которых уменьшается с увеличением расхода воды в реке. Сюда относятся основные химические компоненты речных вод — кальций, гидрокарбонаты, сульфаты, магний. Вторая группа — вещества, концентрация которых, наоборот, растёт вместе с расходом воды, — это соединения азота и фосфора, а также такие металлы, как марганец, цезий, кадмий и алюминий. Ещё одна группа — растворённые формы элементов, концентрация которых остаётся стабильной в период дождевых паводков — среди них есть медь, цинк, молибден, олово, свинец, цезий и даже уран.
Случаи, когда небольшая речка за считаные минуты превращается в бурлящий поток и приносит большую беду, — увы, не редкость для горных регионов. Однако тихие и спокойные речушки, протекающие по равнинам, тоже могут преподнести неприятные сюрпризы. Особенно, если по соседству с ними как грибы после дождя растут новые жилые кварталы.
Вряд ли у учёных-географов получится затормозить темпы урбанизации. Однако спрогнозировать, как поведут себя водоёмы при росте количества осадков и насколько грязной окажется в них вода, они могут уже сейчас. Что важно для правильного городского планирования и управления водными ресурсами — не только столичными, но и в городах поменьше.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Theoretical and Applied Climatology».
По информации пресс-службы МГУ им. М. В. Ломоносова.
Читайте в любое время
