Ученые СПбГУ создали программу OutburstFloodFormation для расчёта прорывных паводков и снижения ущерба

Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета разработали программный комплекс OutburstFloodFormation, который предсказывает разрушение грунтовых плотин и прорывы ледниковых озер в горах.

Прорыв горного озера или обрушение грунтовой плотины — это не просто громкое происшествие, а катастрофа, которая за считанные часы смывает поселки, дороги и линии электропередач. Предсказать такую беду крайне сложно: озера находятся высоко в горах, гидрологических постов там нет, а существующие методики расчета либо слишком грубые, либо не учитывают главного — неоднородности грунта и двух разных механизмов прорыва (когда вода просто переливается через гребень дамбы или когда проедает скрытый канал внутри плотины).

Ученые СПбГУ нашли решение. Разработанная ими программа OutburstFloodFormation впервые объединяет сложные гидрологические расчеты с учетом реального разнообразия грунта (глина, песок, камни — в разных точках дамбы они ведут себя по-разному) и обоих механизмов прорыва.

На входе в систему достаточно данных: размеры дамбы, ее высота над озером, состав и свойства грунта. На выходе — прогноз: через сколько часов произойдет прорыв, какой будет максимальный расход воды (это пик волны), какой объем воды уйдет вниз по долине и каких размеров достигнет проран (место разрыва).

Максимальный расход воды при прорыве — от 1 000 до 50 000 кубометров в секунду. Для сравнения: Ниагарский водопад в пик дает около 6 000 кубометров. То есть самый мощный прорыв почти в 10 раз сильнее Ниагары. Размеры прорана — сотни метров в ширину и десятки метров в глубину. А вся вода уходит вниз по течению за несколько часов.

Программу уже протестировали на реальных катастрофах: озере Башкара на Кавказе, Нурган в Монголии и алтайском озере Маашей, которое спустилось в 2012 году. В планах ученых — добавить блок расчета притока воды в озеро (от дождей и таяния ледников), чтобы прогнозировать всю динамику системы.