Норы животных увеличивают риск прорыва дамб

Исследователи разработали новый метод оценки риска разрушения дамб и наводнений из-за норных животных, таких как барсуки и дикобразы.

Дамбы — это искусственные насыпи, обычно из грунта, которые изменяют течение реки для защиты близлежащих населённых пунктов. Когда норные животные роют в земляных дамбах норы, они могут ослабить конструкцию до точки обрушения и локального наводнения, но большинство моделей оценки риска наводнений этого не учитывают.

Новое исследование, опубликованное в журнале AGU Water Resources Research, даёт такую оценку.

Исследование показало, что риск разрушения дамбы зависит от наличия или отсутствия нор животных и их расположения по всей дамбе. Норы на более высоких отметках дамбы опаснее, чем у её основания.

Наводнения из-за прорыва дамб представляют серьёзные риски для безопасности и экономики. Понимание вероятности разрушения дамбы может помочь заинтересованным сторонам лучше проектировать, обслуживать и восстанавливать эту инфраструктуру.

«Речные наводнения — это естественное явление, не несущее негативных последствий, когда оно контролируется. Но когда происходит прорыв дамбы, это становится особенно опасным, потому что у нас происходит концентрированный сброс воды из реки в заселённые поймы», — говорит Маттео Балистрокки, ведущий автор исследования.

Опасные норы

Животные, ищущие укрытие, часто находят дом в грунтовых стенах дамбы, роя норы в их склонах и вызывая разрушение конструкции. Когда речная вода проникает в ослабленную структуру, дамба может разрушиться и вызвать опасное, высоколокализованное наводнение вокруг неё.

Обрушения дамб могут нанести серьёзный ущерб урбанизированным территориям, которые эта инфраструктура призвана защищать. Наводнения из-за прорывов дамб более серьёзны, чем обычные паводки, так как вода не распределяется по всей длине реки, а концентрируется в районе прорыва. Два прорыва дамб в Модене (Италия) в 2014 и 2020 годах, вызванные биоэрозией животными, полностью затопили окружающие деревни, и каждый нанёс ущерб примерно на $500 млн.

Исследование показывает, что норы, вырытые в середине дамбы, опаснее, чем у её основания у кромки воды. С увеличением высоты расположения норы, вероятно, затрагивается большая часть ширины дамбы, и её обрушение становится почти неизбежным. Вода затопляет конструкцию и вызывает чрезмерную фильтрацию, внутреннюю эрозию, механическую нестабильность и перелив.

«Хотя существует серьёзная обеспокоенность по поводу такого воздействия норных животных, существует нехватка количественной информации и доказательств. [Это исследование] предоставляет новый подход к моделированию и количественные данные о вероятности разрушения дамбы, которые помогают нам понять важность этих воздействий», — отмечает Джемма Харви, физический географ.

На исследуемых участках в Северной Италии это означает, что барсуки и хохлатые дикобразы, роющие норы выше по склону дамбы, представляют большую угрозу, чем местные нутрии. Но самые разрушительные животные могут быть и самыми защищёнными: хохлатый дикобраз, например, охраняется итальянским законом, поэтому грызун имеет полную свободу действий на дамбах, несмотря на свой разрушительный рытьё.

«Норная деятельность животных вносит множество положительных вкладов в ландшафты и экосистемы... Но в определённых случаях, таких как инвазивные виды, присутствующие в большом количестве, или в данном случае, когда рытьё нор напрямую взаимодействует с инфраструктурой защиты от наводнений, оно может создавать или способствовать возникновению экологических опасностей», — добавляет Харви.

Результаты этого исследования потенциально могут помочь ответственным за обслуживание дамб лучше устранять слабые места в инфраструктуре и понимать угрозу, которую представляют обнаруженные норы, влияя на будущие подходы к проектированию и обслуживанию противопаводковой инфраструктуры.