Прорывы грунтовых плотин водных объектов (водохранилищ и озер) — чрезвычайно опасные явления, которые нередко сопровождаются масштабным затоплением территорий, разрушением зданий и даже гибелью людей. В зоне риска находятся в первую очередь горные районы: неустойчивые ледниковые озера способны неожиданно спускаться, то есть терять объемы воды из-за влияния резкого потепления или экстремальных осадков.

Важный вклад в решение этой проблемы внесли ученые СПбГУ, которые разработали программу для расчета характеристик прорывных паводков OutburstFloodFormation. Она способна предсказать параметры возможного прорыва грунтовой плотины (время разрушения, максимальный расход воды, объем прорывного паводка, размеры прорана), подпруживающей озеро или водохранилище, на основании информации о размере дамбы, ее высоте над уровнем озера, составе и свойствах грунта, а также других данных.

«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, и рассмотрели два основных механизма прорыва: перелив и размыв фильтрационного канала в теле дамбы», — рассказывает руководитель исследования, исполняющая обязанности заведующего кафедрой гидрологии суши, доцент СПбГУ, кандидат географических наук Галина Валентиновна Пряхина.

Программа предназначена для расчета характеристик прорывов водных объектов, которые располагаются в труднодоступных горных районах, где нет гидрологических постов, а значит — для расчетов необходимо собирать информацию во время экспедиций или пользоваться спутниковыми снимками. Исследователи проверили работу программы на примере трех озер, где уже происходили прорывные паводки: Башкара на Кавказе, Нурган в Монголии и спустившееся в 2012 году озеро Маашей на Алтае.

В ближайших планах ученых — добавить в программу блок расчета притока воды, чтобы при моделировании принимать во внимание, сколько воды поступает в озеро из-за осадков или в результате таяния ледников. Это позволит более точно прогнозировать, как поведет себя вся озерная система.