Прогнозиране на високи води и предупреждение за наводнения в поречията на реките Марица, Тунджа и Арда с цел защита на населението

н. с. д-р Хр. Червенков, П. Константинов, доц. д-р Е. Артинян
НИМХ филиал Пловдив, 4000 Пловдив, бул. “Руски” №139

Резюме: НИМХ е главен изпълнител на научните изследвания и научнооперативни дейности у нас по метеорология, агрометеорология и хидрология. Ръководно начало за тези дейности са нормативните документи на Световната метеорологична организация (СМО) към ООН. НИМХ е официален представител на България в СМО. Настоящата структура на НИМХ позволява тясно интегриране на научните изследвания и оперативните дейности, благодарение на което през последните години бяха бързо внедрени нови програми и технически средства, както и модерни информационни технологии за изследване, моделиране и прогнозиране на хидрометеорологичните явления и процеси.

Увод: Обществото и неговите инфраструктури са се развивали винаги в условията на глобалните и локалните изменения на времето, климата и водните ресурси, към които са се адаптирали непрекъснато. Това е един продължителен процес на среща с природата, който може да бъде овладян и управляван само чрез сериозни познания и информация за хидрологичните и метеорологичните явления и процеси. Воден от своя инстинкт за самосъхранение, човекът още от древни времена на базата на наблюдения и многогодишен опит се е опитвал да предсказва времето и свързаните с това негативни явления. Извървеният път преминава през първите мрежи от станции в днешна Германия от ХVІІ в. до началото на научно обоснованото прогнозиране през втората половина на ХІХ в., плод на техническата революция. България, като част от европейската цивилизация, повече от 135 г. дава своя скромен информационен и научен принос в овладяване и изучаване на проблемите на изменение на климата, времето и водните ресурси.

1. Кратко представяне на НИМХ: основни дейности и задачи, съвремени приоритети на научните изследвания и по-важни национални и международни ангажименти

- Развитие и прилагане на съвременни методи и средства за наблюдение, анализ и прогноза на процесите в атмосферата и хидросферата.
- Изследване на пространствено-времеви характеристики на климатичните и водните ресурси.
- Изучаване и прогнозиране на процесите, състава и измененията от естествен и антропогенен характер в атмосферата и хидросферата в регионален и глобален мащаб.
- Хидрометеорологично обслужване за територията на страната и Черно море на държавните органи, населението и широк кръг потребители със специализирана информация, вкл. за опазване живота на хората и имуществото при природни бедствия и промишлени аварии.
- Представителство в Световната метеорологична организация и обезпечаване на националния и международния обмен на данни в Югоизточна Европа и Близкия Изток за "Световната служба за времето (ССВ)" посредством Регионален и национален телекомуникационен център към СМО.
- Оптимизация на опорните мрежи, усъвършенстване на методите за наблюдение, обработка, интерпретация и предаване на информацията.
- Оценка на хидрометеорологичните ресурси: климатични, агроклиматични и водни, техните колебания на територията на страната и използването им в икономиката.
- Усъвършенстване на методите за краткосрочно и средносрочно прогнозиране на хидрометеорологичните процеси с приложение на съвременни средства: спътникови и радиолокационни наблюдения, локални числени прогнози и по-широкото им приложение при изготвянето на специализирани прогнози в случаите на природни бедствия и промишлени аварии.
- Изследване на атмосферните процеси и колебанията на климата, развитие на методите за дългосрочно прогнозиране на времето.
- Изследване физиката на облаците и провеждане на аерологични изследвания.
- Изследване състава и измененията от естествен и антропогенен характер в атмосферата и хидросферата в регионален и глобален мащаб. Изучаване и моделиране процесите на пренос на замърсители, включително наносен режим на реките.
- Осигуряване на държавните органи с данни, анализи, експертизи и различни видове прогнози за хода на хидрометеорологичните процеси на територията на страната и западната част на Черно море.
- Изготвяне на краткосрочни специализирани прогнози и експертни оценки за нуждите на Постоянната правителствена комисия за защита на населението от бедствия и аварии, отбраната на страната и др.
- Поддържане националния хидрометеорологичен архив, създаване на бази данни за обслужване на голям брой потребители.
- Изготвяне на анализи, експертиза, консултации и прогнози за динамиката на замърсяването на въздуха и водите.
Представяне на страната в Световната метеорологична организация. НИМХ участвува в най-голямата програма "Световна служба за времето" чрез Националния метеорологичен център, станции от националните метеорологични мрежи и Регионалния телекомуникационен център София, осъществяващ информационния обмен между GTS на ССВ и страните от Югоизточна Европа и Близкия Изток.

2. Дейности на НИМХ при опасни явления от хидрологичен характер в района на отговорност – оперативна информационна система за ранно предупреждение (ОИСРП). Цели и характеристики.

Основна цел на ОИСРП: Оперативен телеметричен мониторинг и числена прогноза на водни нива на реките Марица, Тунджа и Арда с цел смекчаване и намаляване на последствията от наводненията по поречията чрез своевременно оповестяване на населението и отговорните власти (в България, Турция, в бъдеще и Гърция).
- Програмно обезпечаване: Съвкупност от ЧМПВ “ALADIN”, почвен/повърхнинен модел ISBA/SURFEX и хидроложко-хидравлични модели Modcou (фиг. 1) и Mike11-Flood watch (фиг. 7)
- Площ: 34000 km2 (фиг. 2)
- Оперативно ежедневно изчисление на симулиран и 3 дневен прогнозен отток със стъпка 3 ч. в пунктовете на съществуващи ХМС [m3/s] - 80 пункта
- Оперативно ежедневно изчисление на асимилирани и 5 дневни прогнозни нива със стъпка 1 ч. в 22 пункта (фиг. 7)

3. Мрежа от автоматични хидро-метеорологични станции

В НИМХ филиал Пловдив информация освен от «традиционната» наблюдателна мрежа постъпва такава и от общо 57 датчика за валеж (фиг. 3), 22 за водно ниво (фиг. 4), 34 за относителна влажност, 39 за температура на въздуха, 2 за почвена влажност и температура, 14 за слънчева радиация и 2 за водно съдържание в снега. Тя се събира чрез GSM комуникация в информационния център на НИМХ – Пловдив на всеки час. Данните се обработват от специализиран софтуер на НИМХ – Пловдив и постъпват в БД MySQL.

4. Пример за получаваните информационни продукти и достъп до тях

На всички потребители е осигурен достъп в реално време чрез специализирана уеб-форма (maritsa.meteo.bg ), съдържаща основно:
- петдневна прогноза на нивата при 22 населени места с три нива на предупреждение – моделиращ софтуер Mike11 и FloodWatch
- актуализирани данни от измерените валежи – 3 ч суми [mm];
- Ежедневни таблици с температура на въздуха [°C] и водни нива в [cm], които са достъпни за ползване от обществеността за периоди до 3 месеца назад.

5. Изводи и перспективи за развитие

Численото моделиране на речния отток и съпътствуващите го процеси е обективен и модерен подход, който е доказал възможностите си в различни реализации.

Усъвършенствуване на системата може да се постигне чрез използване на по-детайлни диагностични и прогностични метеоданни, усъвършенстването на методите и моделите за площно интерпретиране на точковите измервания, както употреба на площни данни, получавани дистанционно (чрез спътници и метеорадари).
НИМХ се утвърждава като единствения в република България институт създаващ и поддържащ модерни научно-приложни мрежи и продукти в областта на оперативната хидропрогноза и това следва да се подкрепи от ръководството на БАН чрез допълнително финансиране, без което направеното до сега е възможно да бъде загубено.
Предстои надграждане на системата за хидро-хидравлично моделиране и прогнозиране на водните нива с включване на басейна на р. Арда. Това ще стане чрез INTERREG IV проект с партньори от Гърция.