Пригласи друга на ZaBeRa и заработай!

Начать зарабатывать

Гидрологи СПбГУ создали программу для прогнозирования прорывных паводков и снижения ущерба

Гидрологи Санкт-Петербургского университета разработали программу для расчёта характеристик прорывных паводков. Инструмент позволяет предсказывать разрушение грунтовых плотин водохранилищ и прорывы ледниковых озёр, подпруженных моренными дамбами, что поможет экстренным службам и местным жителям заранее готовиться к опасным природным явлениям.

Фото предоставлено В.А. Распутиной

Прорывы грунтовых плотин — водохранилищ и озёр — опасны: они часто приводят к масштабному затоплению территорий, разрушению зданий и гибели людей. Особенно уязвимы горные районы: неустойчивые ледниковые озёра могут внезапно терять объём воды под влиянием резкого потепления или экстремальных осадков. Под угрозой оказываются и водохранилища: аномальные ливни этой весной стали одной из причин прорыва земляного вала Геджухского водохранилища в Дагестане, что вызвало сильные наводнения и объявление режима ЧС в регионе.

Учёные СПбГУ предложили программу OutburstFloodFormation для расчёта параметров прорывных паводков. По данным о размере дамбы, её высоте над уровнем озера, составе и свойствах грунта и другим показателям программа оценивает время разрушения, максимальный расход воды, объём прорывного паводка и размеры прорана.

«Сегодня существуют различные методики моделирования прорывных паводков: одни используют эмпирические зависимости, другие при относительной сложности расчетов не учитывают неоднородность грунтовой плотины и различия в механизмах прорыва. Уникальность нашего решения заключается в том, что мы придумали, как рассчитывать неоднородность грунтовой плотины, ведь грунт имеет различные водно‑физические свойства в различных точках, а также рассмотрели два основных механизма прорыва: перелив и размыв фильтрационного канала в теле дамбы», — рассказала руководитель исследования, и. о. заведующего кафедрой гидрологии суши, доцент СПбГУ кандидат географических наук Галина Пряхина.

Программа рассчитана на объекты, расположенные в труднодоступных горных районах, где отсутствуют гидрологические посты: для таких мест учёным приходится собирать данные в экспедициях или пользоваться спутниковыми снимками. Проверка показала работоспособность модели на трёх озёрах, где уже случались прорывные паводки: Башкара на Кавказе, Нурган в Монголии и озеро Маашей в Алтае, спустившееся в 2012 году.

В планах исследователей — добавить модуль расчёта притока воды, чтобы учитывать поступления за счёт осадков и таяния ледников. Это повысит точность прогнозов поведения озёрной системы.

«Во время разрушения плотины максимальные расходы, то есть самые большие объемы воды, которые проходят через проран (место прорыва) за единицу времени, могут меняться от 1000 до 50 000 м³/с. Для сравнения, этот показатель у Ниагарского водопада в пиковые моменты составляет около 6000 м³/с. Размеры проранов могут достигать сотен метров в ширину и десятков метров в глубину. Словом, в чрезвычайных ситуациях вода вырывается в долину очень быстро — всего за несколько часов. Это и создает катастрофические последствия для людей и инфраструктуры, расположенной ниже», — отметила Галина Пряхина.

Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ.

Источник фото: В.А. Распутина

Гидрологи СПбГУ создали программу для прогнозирования прорывных паводков и снижения ущерба • Опубликовано на FiNE NEWS