Разработанная специалистами СПбГУ программа поможет прогнозировать и минимизировать последствия прорывных паводков

Новости МирТесен

Гидрологи Санкт-Петербургского государственного университета создали программу для определения параметров прорывных паводков. С ее помощью можно прогнозировать разрушение грунтовых плотин, которые удерживают водохранилища, и прорывы ледниковых озер в горных районах, запруженных моренными дамбами. Данная разработка позволит службам экстренного реагирования и местным жителям заблаговременно готовиться к опасным природным событиям.

Прорывы грунтовых плотин водоемов, таких как водохранилища и озера, представляют собой крайне серьезную угрозу, часто приводящую к обширным затоплениям, разрушению построек и, к сожалению, человеческим жертвам. Наибольшему риску подвержены горные области, где нестабильные озера, образованные ледниками, могут внезапно терять воду под воздействием резкого повышения температуры или обильных осадков. Под угрозой оказываются и водохранилища: например, аномальные дожди стали причиной разрушения земляной плотины Геджухского водохранилища в Дагестане весной, что вызвало мощные наводнения и объявлению режима ЧС в регионе.

Значительный вклад в решение этой задачи сделали ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, создавшие программу OutburstFloodFormation для вычисления параметров прорывных паводков. Эта программа позволяет спрогнозировать характеристики потенциального прорыва грунтовой плотины, удерживающей озеро или водохранилище (время разрушения, максимальный объем воды, объем прорывного паводка, размеры прорыва), основываясь на данных о размерах и высоте дамбы над уровнем воды, составе и свойствах грунта, а также другой информации.

«В настоящее время разработаны разнообразные подходы к моделированию прорывных паводков: некоторые основаны на эмпирических взаимосвязях, другие, несмотря на относительную простоту вычислений, не принимают во внимание неоднородность грунтовой плотины и различия в процессах ее разрушения. Ключевой особенностью предложенного решения стало нахождение способа определения неоднородности грунтовой плотины, учитывая, что составные части грунта обладают различными водно-физическими характеристиками в разных точках. Также были рассмотрены два основных механизма прорыва: перелив и размыв фильтрационного канала в теле дамбы, — сообщила руководитель исследования, и.о. заведующего кафедрой гидрологии суши, доцент СПбГУ, кандидат географических наук Галина Пряхина.

Данная программа разработана для определения параметров прорывов водных объектов, находящихся в удаленных горных областях. В таких местностях, где отсутствуют гидрологические посты, сбор данных требует организации экспедиций или анализа спутниковых изображений. Эффективность программы была подтверждена путем тестирования на примере трех озер, ранее переживших прорывные паводки: озера Башкара на Кавказе, Нурган в Монголии и озера Маашей, спустившегося в 2012 году на Алтае.

В планах исследователей — включить в программу модуль, определяющий приток воды. Это позволит учитывать объем воды, поступающей в водоем в виде осадков или вследствие таяния ледников, и, как следствие, повысит точность прогнозов поведения озерной экосистемы.

«В период разрушения плотины максимальные расходы, подразумевающие наибольшие объемы воды, проходящие через проран (место прорыва) за единицу времени, могли колебаться от 1000 до 50 000 м³/с. Для сопоставления, в пиковые моменты у Ниагарского водопада этот параметр достигает примерно 6000 м³/с. Размеры проранов способны достигать сотен метров в ширину и десятков метров в глубину. Фактически, в кризисных ситуациях вода высвобождается в долину с очень высокой скоростью — всего за несколько часов. Именно это и приводит к катастрофическим последствиям для населения и инфраструктуры, находящихся ниже», — подчеркнула Галина Пряхина.

Более детальную информацию о работах ученых Санкт-Петербургского государственного университета можно найти на портале « СПбГУ в деле».

Пресс-служба Санкт-Петербургского государственного университета предоставила информацию и фотографии