Описание тайфуна «Филлис» и его последствий.

2. Характер выпадения осадков за период с 01 по 07 августа 1981-го года
В период прохождения циклона, который образовался от тайфуна “Оджен”, южные районы Сахалина были значительно орошены обложными осадками.
Ещё большее количество осадков выпало при прохождении над Южным Сахалином тайфуна “Филлис”. На территории Углегорского района в период с 01 по 07 августа выпало более 43% от среднегодовой нормы атмосферных осадков. В других районах их количество колебалось от 20 до 40%. Сумма осадков за эти 7 дней по отдельным районам составила от 100 до 300% от среднемесячной нормы осадков за август месяц. По Углегорскому району превышение составило 355%. Следует добавить, что большинству районов основная масса осадков выпала не в течение семи дней, а за три дня, то есть с 3-го по 6-е августа.
Продолжительность выпадения дождей за период с 01 по 07 августа колебалась по разным пунктам наблюдения от 23,3 часа (ГМС Онор), до 67,5 часа (ГМС Ново-Александровск). Наибольшее абсолютное количество осадков зафиксировано на ГМС Огоньки – 358 мм, что составляет 34% от их среднегодовой нормы.
Одной из наиболее важных характеристик для инженерных гидрометеорологических расчётов, является максимальная суточная сумма осадков. На ГМС Углегорск, Невельск, Взморье, Стародубское, Ново-Александровск, Южно-Сахалинск, Корсаков и Огоньки суточный максимум превысил наблюдённый раньше. Таким образом, можно утверждать, что по ряду районов таких максимумов не наблюдалось примерно 80 лет. Однако, расчётные суточные осадки, которые могут наблюдаться с частотой 2 раза за 100 лет, повсеместно больше, чем те, которые наблюдались в августе 1981 года. Только по ГМС Углегорск и Корсаков суточные осадки в период прохождения тайфунов “Оджен” и “Филлис” превысили расчётные 1% вероятности превышения.
Максимальная часовая интенсивность выпадения атмосферных осадков была зафиксирована на ГМС Ильинск. Она составила 33,4 мм/час. На ГМС Углегорск - 29 мм/час, ГМС Корсаков - 22 мм/час. Величины расчётных часовых осадков, которые могут наблюдаться с частотой один раз в сто лет имеют значительно большие значения. Для сравнения: Ильинск 50 мм/час, Макаров, Долинск 60 мм/час, Корсаков 40 мм/час).

Время начала и конца дождя, количество выпавших осадков
Таблица 1.
ГМС Начало дождя Конец дождя Количество осадков по ленте
Взморье 04.08. 19 ч 00 мин 05.08. 18 ч 10 мин 135,8 мм
Долинск 06.08. 00 ч 40 мин 07.08. 12 ч 30 мин 148,6 мм
Корсаков 06.08. 02 ч 30 мин 06.08. 11 ч 30 мин 99,0 мм
Южно-Сахалинск 04.08. 15 ч 40 мин 06.08. 14 ч 10 мин 164,0 мм

Следует подчеркнуть, что все имеющиеся гидрометеорологические станции (ГМС), как правило, расположены в низинах. В горах осадков выпало значительно больше. Высокие скорости продвижения тайфуна “Филлис”, при экстремальных скоростях ветра (до 40 м/с), способствовали интенсивному выпадению осадков именно в горах. Когда насыщенные влагой воздушные массы с большой скоростью поднимались вверх по склонам сахалинских гор, они резко теряли способность содержать влагу, поскольку вследствие адиобатического расширения, теряли давление и внутреннюю энергию. Соответственно понижалась и температура воздуха. Этот влажноадиабатический процесс в природе протекает очень быстро, что способствует интенсивному выпадению дождей в горах. Так на склонах бассейна р. Рогатка, суммарные осадкомеры зафиксировали около 500 мм осадков, а суммарный осадкомер в бассейне р. Колка зафиксировал около 1300 мм.
Имеются более надёжные подтверждения тому, что в горах осадков выпало значительно больше, чем зафиксировали осадкомеры равнинных ГМС. Гидрологические посты фиксируют сток с определённых бассейнов, которые можно представить, как большие осадкомеры. Хотя практически все гидрологические посты были разрушены, косвенными способами удалось восстановить ход стока в период прохождения тайфуна и после него на некоторой части рек Южного Сахалина. По гидрографам удалось подсчитать не только объёмы стока за паводок, но и слои стока, т.е. ту часть осадков, которая стекла. Ниже приведены значения слоёв стока по некоторым постам. Эти данные могут не соответствовать соответствующим значениям, опубликованным в гидрологических справочниках, поскольку носят предварительный характер.

Слои стока дождевого паводка (август 1981 г.)
Таблица 2.
№ пп Река, пост Слой стока F Hср
1 Река Сусуя, пос. Санаторный 298
2 Река Углегорка, пос. Краснополье 512 865 340
3 Река Лютога, пос. Пятиречье 360 138 360
4 Река Лютога, пос. Чапланово 540 667 350
5 Река Рогатка, г. Южно-Сахалинск 1340 15,1 440
6 Река Красносельская, пос. Ново-Александровск 868 46,8 440
7 Река Красногорка, пос. Лопатино 280 296 330
8 Река Лесогорка, г. Лесогорск 150
9 Река Найба, пос. Быков 227 679 350

Но не вся вода, выпавшая в виде осадков, стекла в период паводка. Часть её пополнила запасы подземных вод, а часть испарилась. Качественно можно оценить, что в горах осадков выпало значительно больше, чем в низинных местах.
Период с мая по сентябрь 1981 года был исключительно дождлив. За этот период выпало по отдельным ГМС более 800 мм осадков. По теории вероятности такое явление наблюдается примерно 1 раз в 100 лет.

3. Гидрологическая обстановка на реках Южного Сахалина в период прохождения тайфуна “Филлис” 01-07 августа 1981-го года
Как указывалось выше, в период прохождения паводка, вызванного тайфуном “Филлис”, почти все гидрологические посты были разрушены. Наблюдения велись частично за уровнями воды и, частично за скоростями потока, по плывущим предметам.
Впоследствии, гидрологами ряда организаций (Сахалинского УГМС, Государственного гидрологического института, “Дальгипроводхоза”) была проведена большая работа по определению максимальных расходов воды по меткам уровня высоких вод.
В целом анализ показал, что в период прохождения паводка наблюдались исключительно большие модули максимального стока, большие скорости течения потоков, высокая мутность воды, интенсивные карчеходы, деформации русла рек, разливы с обширным затоплением пойменных массивов.
Максимальный сток в основном формировался в горных участках водосборов, так как осадков в горах, как упоминалось выше, выпадало значительно больше.
Осадки были продолжительными. Поэтому, к замыкающим створам добегал одновременно сток со всех частичных площадей с различным временем добегания. Иначе говоря, уже непосредственно в створы, расположенные на равнинных участках рек, сток поступал одновременно со всего водосбора. Это одна из причин формирования исключительно высокого максимального стока. Следует учесть, что отдельные волны насыщенных влагой воздушных масс могли продвигаться вдоль бассейнов сверху вниз. В этом случае, интенсивность максимального стока (в мм слоя стока) могла быть больше максимальной интенсивности дождя за счёт того, что сток с удалённых точек бассейна к замыкающему створу добегал одновременно со стоком с близлежащих участков, то есть отдельная волна влажного воздуха длительное время как бы одновременно орошала всю водосборную площадь.
Другой важной причиной формирования этого редкого явления следует считать предварительное увлажнение почв осадками при прохождении циклона “Оджен”. Практически, осадки от тайфуна “Филлис” не расходовались на предварительное увлажнение поверхности водосборов, а стекали по подготовленной переувлажнённой почве, при достаточном запасе воды в грунтовых водах.
Если сравнивать аэрофотоснимки отдельных участков бассейнов до и после прохождения тайфуна “Филлис”, то можно обнаружить, что отдельные склоны сопок после тайфуна оголились. Большое переувлажнение почво-грунтов способствовало превращению их в пластичную массу. Между почво-грунтами и коренными породами образовались потоки воды, играющие роль ‘смазки’. Сильные ветры раскачивали вековые деревья с корневой системой, что способствовало первоначальному отрыву почво-грунтов и последующему образованию оползней.
Большие массы почво-грунтов и растительного покрова вовлекали в себя и коренные породы. Массы оползших почво-грунтов коренных пород и растительного покрова мгновенно перекрывали реки или их притоки, образуя естественные плотины, которые под напором скопившихся вод также мгновенно разрушались. Создавался поток не только большой по объёму, но и по разрушительной силе. Это третья, также главная причина естественного формирования максимального стока. О многочисленных оползнях, которые, приведённым выше способом, способствовали формированию высокого максимального стока, свидетельствуют следующие факты:
После паводка на поймах рек остались большие вековые деревья с корневой системой. Из подобных деревьев в руслах рек и на поймах образовались большие завалы, которые остались после паводка. Опрос очевидцев прохождения паводка показал, что подъём уровня воды рос “на глазах” (очень быстро). Это также свидетельствует о размыве естественных плотин.
В результате образования естественных плотин и деформаций русла, в реках наблюдалась очень высокая мутность.
В некоторых случаях пропускные отверстия мостовых переходов забивались лесом. Таким образом, создавались сооружения, подобные плотинам, которые подпирали большие объёмы воды. Прорывы подобных “плотин” также способствовали формированию высокой волны паводочного стока. Часто этот прорыв совпадал с волной естественного формирования максимального стока.
На некоторых постах удалось произвести замеры поверхностных скоростей по плывущим предметам. Так на р. Найба, зафиксированная максимальная поверхностная скорость была 5,67 м/с, на р. Чеховка в г. Чехов 4,04 м/с, на р. Сусуя в г. Южно-Сахалинск – 2,90 м/с, а на р. Лютога в п. Чапланово – 8,64 м/с.
Во время паводка реки и ручьи переносили большие валуны, диаметром до 50 см. Казалось бы, что скорости потока, которые указаны выше (в пересчёте от максимальных поверхностных к придонным скоростям), не могли бы вызывать перемещение таких больших валунов. Однако, следует учесть высокую мутность воды за счёт большого количества глинистых составляющих частиц, что повышало её удельный вес в 1,5-1,8 раз, соответственно увеличивая выталкивающую силу (сила Архимеда). Это способствовало перемещению крупных валунов не только по руслу, но и по пойме.
Ниже приведена таблица максимального и расчётного стока с частотой 1 раз в 100 лет по наблюдениям до 1981 года, а также наблюдённого во время тайфунов. Данные имеют предварительный характер и приведены по тем постам, где удалось с достаточной надёжностью определить максимальные расходы воды по меткам уровня высоких вод.

Сравнительная таблица расчётных дождевых максимальных модулей стока 1% вероятности превышения за период наблюдений до 1981 года и наблюдённых с 1 по 7 августа 1981 года
Таблица 3.
Наименование реки, поста Площадь водосбора, км2 Расчётный максимальный модуль стока 1% вероятности до 1981 г. Метод расчёта и период наблюдений Наблюдённый максимальный модуль стока в 1981 г. % отклонения (Mнаб/M1%)*100
Углегорка, Краснополье 865 2650 По ряду за 23 года 3410 +29%
Красносельская, Ново-Александровск 46,8 582 По ряду 13 лет 7140 +710%
Рогатка, Южно-Сахалинск 15,1 1190 По ряду 21 год 10600 +790%
Лютога, Пятиречье 138 450 По ряду за 30 лет 2430 +440%
Лютога, Чапланово 667 643 По ряду за 30 лет 3780 +488%
Тиобут, Чистоводное 129 633 По ряду 29 лет 1080 *71%
Кострома, Костромское 233 763 По ряду за 24 года 6010 +688%
Красногорка, Лопатино 296 1320 По ряду за 28 лет 2260 +71%
Найба, Быков 679 1060 По ряду за 31 год 2110 +99%
Сусуя, Южно-Сахалинск 349 817 По ряду 33 года 2720 +233%
Леонидовка, Леонидово 451 1490 По ряду за 29 лет 6130 +310%
Макарова, Макаров 580 2350 По ряду 26 лет 5030 +114%

Важнейшей задачей при определении расчётных характеристик максимального стока является оценка вероятности превышения исторического паводка 1981 года, то есть оценка возможной частоты появления паводка с подобными гидрологическими характеристиками. Значительные подъёмы уровня воды, вызывающие наводнения, наблюдались на реках Сахалина в 1947 году (юг Сахалина). В 1949 году (центральная часть Сахалина). В 1951 году (Поронайский, частично Смирныховский и Макаровский районы). В 1959 году (Долинский и Макаровский районы). В 1965 году (Углегорский, Поронайский, Смирныховский, Макаровский, Долинский районы). В 1970 году (центральная и южная часть Сахалина). В 1972 году (западное побережье Сахалина). В 1978 году (южная часть острова). В 1979 году (Тымовский и Александровский районы).
Большинство из этих дождевых паводков носили локальный характер, кроме наблюдавшихся в 1965 и 1970 г.г, В результате этого большой сток формировался, в основном, на отдельных реках. Так, например, расчётный максимальный расход воды с повторяемостью 1 раз в 100 лет на реке Холмская за период наблюдений с 1951 по 1977 год принимался равным значению 8,6 м3/с.
Однако в 1979 году измеренный во время катастрофического паводка расход воды составил 23,7 м3/с. Этот факт подтверждает большую изменчивость максимального дождевого стока от года к году.
Дождевой паводок от тайфунов “Оджен” и ”Филлис” наблюдался почти на всей южной половине Сахалина. Если оценивать вероятность превышения этого паводка по суточному максимуму осадков, которые были зафиксированы на ГМС, то можно сказать, что частота такого паводка составляет 1 раз в 100 лет и чаще. Однако, сумма осадков за время наибольшей концентрации дождя, например, за двое и семь суток, имеет вероятность превышения менее 1%, то есть частота таких осадков менее, чем 1 раз в 100 лет.
Опрос старожилов показал, что все паводки в прошлом были по величине меньше, чем в 1981 году. Это подтверждается наблюдениями на гидрологических постах, которые в пределах Южного Сахалина начаты с 1947 года (р. Сусуя, г. Южно-Сахалинск). Однако, один старожил 1902 года рождения при опросе указал, что в 1920 году на р. Лютога был подобный паводок. Это подтверждается наблюдениями за осадками по метеостанции Долинск (162 мм за сутки). В 1947 году на р. Сусуя был отмечен большой паводок. Это подтверждается тем, что в 1947 году (по опросным данным), как и в 1981 году, затапливало низинную часть города Южно-Сахалинска (Владимировку).
Учитывая вышеизложенное, можно приближённо определить, что в целом, паводок 1981 года характеризуется повторяемостью 1 раз в 90 лет (1.1% высоты превышения), хотя на остальных реках зафиксированный максимальный сток был более редкой повторяемости.