Российские ученые разработают методы управления селевыми потоками на хребте Хамар-Дабан

Междисциплинарный научный проект по изучению и управлению селевыми процессами на северном склоне хребта Хамар-Дабан начали реализовывать российские ученые и завершат до конца 2028 года. В нем участвуют ведущие научные организации России: Институт динамики систем и теории управления имени В. М. Матросова СО РАН, Институт земной коры СО РАН, Лимнологический институт СО РАН, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН и Географический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова.

Основная цель проекта — разработать методы управления селевыми процессами с целью снижения селевой активности в районе хребта Хамар‑Дабан. Для этого ученые проведут комплексные междисциплинарные исследования зарождения и прохождения селевых потоков. Исследования будут включать проведение полевых работ, изучение состава и состояния грунтов, анализ природных факторов формирования селей, физическое и математическое моделирование зарождения и движения селевых потоков. Необходимость математического моделирования объясняется невозможностью проведения натурного эксперимента непосредственно в селеактивном бассейне хребта Хамар‑Дабан. 

Математическое моделирование будет основано на корректных данных физических свойств природной среды, которые будут получены в ходе экспедиционных работ непосредственно в пределах селеопасных бассейнов. Кроме этого, для проверки корректности разрабатываемых математических моделей будут необходимы результаты физического эксперимента, которые планируется получить на специальном селевом стенде (платформе), позволяющем имитировать сход и зарождение селевых потоков. 

«В рамках проекта планируется разработка и создание оригинального стенда для изучения селевых процессов, значительно отличающегося от всех уже существующих в мире. Он будет не только регистрировать такие параметры селевых потоков, как скорость, давление, объем перемещаемых масс, но и впервые позволит управлять условиями эксперимента, искусственно инициируя сход селевого потока. Это необходимо для изучения критического момента — так называемой «точки срыва», когда масса переходит из состояния покоя в движение. Сейчас разрабатывается техническое задание по проектированию стенда», — рассказал директор ИДСТУ СО РАН, научный руководитель Иркутского филиала СО РАН академик Игорь Вячеславович Бычков.

Подобный комплексный подход — сочетание математического моделирования и физического эксперимента — активно используется за рубежом. В Китае, США и странах Европы действуют специализированные селевые стенды, где исследуют зарождение потоков, их поведение в транзитной зоне, распределение материала в зоне аккумуляции и испытывают противоселевые сооружения. Данные физического моделирования дополняют математическими расчетами, что повышает точность прогнозов.

«Если проводить аналогию — это как предотвращение схода снежных лавин. На опасных участках трасс устанавливают инженерные сооружения, при необходимости проводят обстрелы, чтобы вызвать лавину в контролируемых условиях. Мы хотим разработать методику по похожему принципу — искусственно инициировать контролируемый сход селеопасных масс, чтобы избежать катастрофических последствий при естественном формировании процесса», — пояснил Игорь Бычков.

Проект под названием «Математическое, информационно‑вычислительное и экспериментальное моделирование этапов зарождения, схода и управления селевыми процессами на примере северного склона хребта Хамар‑Дабан» может быть реализован только в рамках междисциплинарного подхода. В работе примут участие специалисты в области инженерной геологии, географии, гидрологии, геофизики, информатики, математического моделирования и программирования. Такой подход позволит глубже понять механизмы селевых процессов и разработать эффективные методы их регулирования, что особенно важно для защиты населения и объектов производственной и социальной инфраструктуры, располагающихся в селеопасных районах Иркутской области, в первую очередь города Байкальска и карт шламонакопителей Байкальского целлюлозно‑бумажного комбината, располагающихся в непосредственной близости от побережья озера Байкал.

Фотографии ИЗК СО РАН