Дистанционное зондирование и моделирование на основе ГИС динамики землепользования и риска городских наводнений в мегаполисе Лагос для будущей смягчающей защиты от наводнений

Почему затопленные города важны для всех

Во многих крупных городах мира сильный дождь, который раньше бесшумно впитывался в почву, теперь стремительно стекает с бетона и затапливает дома, дороги и предприятия. В этом исследовании рассмотрён Лагос, Нигерия — один из самых быстрорастущих мегаполисов Африки — чтобы показать, как бесконтрольная застройка болот, лесов и водных путей приводит к более опасным наводнениям сегодня и может сделать будущие шторма значительно разрушительнее. С помощью спутниковых данных, компьютерных моделей и многолетних записей авторы прослеживают, как город изменился и что это означает для людей, живущих в зоне риска.

Как город изменился за 40 лет

Авторы сначала картировали использование и покрытие земель в Лагосе в период с 1984 по 2023 год. Они разделили ландшафт на шесть простых типов: застроенные территории (здания и дороги), лес, лёгкая растительность (например, пастбища), голая земля, болота и открытая вода. Спутниковые снимки показывают драматическую трансформацию. Застроенные зоны увеличились более чем втрое — с примерно 15% до более половины всей территории, в то время как леса и водоёмы значительно сократились. Покрытие лесом уменьшилось примерно на треть, а площади открытой воды также сократились, что означает потерю крупных природных губок, которые раньше замедляли и удерживали дождевую воду. Одновременно лёгкая растительность расширилась, главным образом как вторичная поросль или разбросанная зелень внутри всё более урбанизированной структуры, предлагая лишь ограниченное облегчение.

Измерение того, куда уходит вода

Далее команда задала вопрос: когда идёт сильный дождь, куда на самом деле уходит вода? Чтобы ответить, они объединили записи осадков, данные по стоку рек и детализированные карты рельефа с использованием стандартной модели паводков HEC-HMS. Город был разделён на несколько подплощадей водосборных бассейнов, и смоделировано, как ливни в июне и сентябре — обычно самых влажных месяцах — превращаются в сток, речные потоки и глубину затопления. Поскольку большая часть Лагоса теперь покрыта бетоном и асфальтом, земля практически не впитывает воду. Во многих подплощадях более 85% поверхности ведут себя как «непроницаемые», поэтому дождь быстро превращается в стремительный сток. Работа модели проверялась по реальным измерениям речно и показала хорошее согласие, что даёт уверенность в том, что смоделированные шаблоны наводнений реалистичны.

От кратковременных луж до месячных наводнений

С помощью модели исследователи выделили три уровня затопления: низкий, умеренный и высокий. При низком уровне кратковременные наводнения могут затрагивать десятки тысяч гектаров, но обычно спадают в течение полудня и воспринимаются скорее как досадные явления. Умеренное затопление, длящееся до 24 часов, охватывает большие площади и начинает нарушать транспорт, услуги и повседневную жизнь. Наиболее тревожный сценарий — высокое затопление, при котором вода стоит до 30 дней и заливает более 200 000 гектаров. В этом случае значительная часть низменных прибрежных и набережных районов Лагоса остаётся под водой достаточно долго, чтобы повредить дома, дороги и базовую инфраструктуру. Эти модели согласуются с отчётами экстренных служб о том, где здания и дороги регулярно подвергаются наводнениям, особенно в густонаселённых районах, таких как Lagos Island, Eti-Osa и Ajeromi/Ifelodun.

Взгляд в затоплённое будущее Лагоса

Чтобы заглянуть вперёд, исследование использовало модель цепей Маркова — инструмент, который прогнозирует, как сегодняшние модели землепользования, вероятно, будут развиваться, если текущие тенденции сохранятся. На основе наблюдаемых переходов между 1984, 2002 и 2023 годами модель предсказывает землепользование в 2050 году и затем подаёт эти данные в симуляции паводков. Результат вызывает тревогу: к середине века застроенные территории, по прогнозу, займут около двух третей земель, в то время как леса, болота и открытая вода сократятся ещё сильнее. В экстремальном сценарии наводнения для 2050 года примерно три четверти территории Лагоса могут оказаться затронутыми, причём наибольший удар придётся по застроенным районам. Природные буферы, которые раньше впитывали и замедляли воду — мангровые заросли, болота и лесные участки — слишком истощены, чтобы защитить растущий город. Особенно уязвимы бедные жители, которые часто живут в неформальных поселениях на самых низких и дешёвых землях.

Что это значит для более безопасных городов

Для непосвящённых посыл ясен: то, как растёт город, может либо приглашать наводнения, либо сдерживать их. В Лагосе десятилетия быстрого, плохо контролируемого расширения превратили леса, болота и водные пути в жёсткие поверхности, которые отдают воду, а не удерживают её. Исследование показывает, что сочетание спутникового мониторинга, компьютерных моделей и сценариев будущего может дать планировщикам мощную систему раннего предупреждения — указывая, где возрастает риск наводнений и почему. Авторы настаивают, что Лагосу и другим прибрежным мегаполисам следует срочно защищать оставшиеся природные буферы, восстанавливать деградированные болота, жёстче обеспечивать зонирование и инвестировать в дренажную и зелёную инфраструктуру. Без таких шагов сильные дожди, которые уже становятся интенсивнее из‑за изменения климата, всё чаще будут превращаться в длительные, охватывающие весь город катастрофы, а не в управляемые ливни.

Цитирование: Aniramu, O., Iyanda, O. & Orimoogunje, O. Remote sensing and GIS-based modelling of land use dynamics and urban flood risk in Lagos megacity for future flood mitigation. Sci Rep 16, 8125 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38544-1

Ключевые слова: городские наводнения, мегаполис Лагос, изменение землепользования, дистанционное зондирование, смягчение последствий наводнений