Ученые разработали программу для снижения ущерба от прорывных паводков

Учёные СПбГУ создали программу OutburstFloodFormation для расчёта характеристик прорывных паводков.

Как сообщили ТАСС в пресс-службе вуза, разработка позволяет предсказывать разрушения грунтовых плотин, удерживающих водохранилища, а также прорывы ледниковых озёр в горах, подпруженных моренными дамбами.

Руководитель исследования, исполняющая обязанности заведующего кафедрой гидрологии суши СПбГУ Галина Пряхина пояснила, что существующие методики моделирования прорывных паводков имеют ограничения: одни используют эмпирические зависимости, другие при относительной сложности расчётов не учитывают неоднородность грунтовой плотины и различия в механизмах прорыва. Уникальность нового решения заключается в том, что учёные придумали, как рассчитывать неоднородность грунта, который имеет разные водно-физические свойства в различных точках, а также учли два основных механизма прорыва: перелив и размыв фильтрационного канала в теле дамбы.

Программа способна предсказать параметры возможного прорыва: время разрушения, максимальный расход воды, объём прорывного паводка, размеры прорана (места прорыва). Расчёты производятся на основании информации о размере дамбы, её высоте над уровнем озера, составе и свойствах грунта. Программа предназначена для работы с водными объектами, расположенными в труднодоступных горных районах, где нет гидрологических постов, поэтому данные приходится собирать во время экспедиций или использовать спутниковые снимки.

Учёные проверили работу программы на примере трёх озёр, где уже происходили прорывные паводки: Башкара на Кавказе, Нурган в Монголии и озера Маашей на Алтае, которое спустилось в 2012 году. В планах исследователей — добавить в программу блок расчёта притока воды, чтобы учитывать поступление воды в озеро из-за осадков или таяния ледников. Это позволит более точно прогнозировать поведение всей озёрной системы.

Пряхина пояснила, что во время разрушения плотины максимальные расходы воды (самые большие объёмы, проходящие через проран за единицу времени) могут составлять от 1 000 до 50 000 кубических метров в секунду. Для сравнения, у Ниагарского водопада в пиковые моменты этот показатель составляет около 6 000 кубических метров в секунду. Размеры проранов могут достигать сотен метров в ширину и десятков метров в глубину. В чрезвычайных ситуациях вода вырывается в долину всего за несколько часов, что создаёт катастрофические последствия для людей и инфраструктуры, расположенной ниже по течению.