Моделирование снежных лавин и селей
GitHubЦель работ
Разработка трёхмерных математических и численных моделей плотных геофизических потоков на склонах гор, учитывающих сложные реологические свойства материала потока, турбулентный режим движения, сложный реальный рельеф склона, а также возможное вовлечение потоком в движение донного материала.
Справка
Работа посвящена разработке трёхмерных математических моделей катастрофических потоков
на склонах гор. Примерами таких потоков являются снежные лавины, сели, оползни, лавовые
потоки и т. д. Эти потоки могут представлять большую опасность для жизни и деятельности
людей в горах.
В России горами занято 30% территории [В.М. Котляков гл. ред. Атлас
снежно-ледовых ресурсов мира. Москва : Институт географии РАН, НПП «Картография», 1997].
Защита существующих и проектируемых в горных районах железных и автомобильных дорог,
линий электропередач, трубопроводов и других объектов от лавин, селей, оползней
необходима, а в ближайшем будущем несомненно станет еще более актуальной, особенно в
восточных регионах.
Для организации защиты от катастрофических течений в горах необходима информация о скоростях и размерах, границах распространения, о величинах сил, действующих при их ударе о препятствие, а также о количестве сносимого со склона материала. Одним из способов получения этой информации является математическое моделирование.
В работе впервые построены трехмерные математические и численные модели склоновых потоков, учитывающие сложную реологию материала потока, турбулентность, реальный рельеф склона и вовлечение в движение подстилающего донного материала. Практическая значимость таких моделей велика, так как с их использованием можно вычислить важные параметры: границы части склона, по которой будет двигаться поток, величины скоростей и других динамических параметров потока, в частности, их распределение вдоль нормали к склону, изменение массы при захвате подстилающего материала, форму отложений при остановке. Все эти данные важны для организации защиты от катастрофических склоновых потоков.
Результаты работ
В результате расчёта были получены распределения полей давления, скорости и объёмной
и массовых долей в водокольцевом насосе (рис. 1).
Сделана оценка подачи при скорости
вала 200 рад/с, перепаде давлений 40 кПа — 5 м3/ч. Сравнивая данную оценку с
экспериментальной величиной для перепада 40 кПа — 16м3/ч при скорости вращения
вала 298
рад/с (см [25]).
Группа озёр, расположенная около ледника Малый Азау на южном склоне Эльбруса, широко известна и ежегодно посещается туристами и альпинистами. В период 1957–2021 гг. зафиксировано два случая прорывов озёр: озеро западное в 1978 г. и озеро восточное в 2011 г. Первый прорыв связан с процессами оползневых деформаций моренного массива, слагающего часть озёрной котловины, второй — с деградацией ледяной плотины озера и переливом воды поверх неё. Моделирование проводилось при поддержке лавинной ассоциации России.
Публикации по теме
-
Barkalov Konstantin, Lebedev Ilya, Usova Marina, Romanova Daria, Ryazanov Daniil, Strijhak Sergei
-
Romanova D., Ivanov O., Trifonov V., Ginzburg N., Korovina D., Ginzburg B., Koltunov N., Eglit M., Strijhak S.
-
Романова Дарья
-
Romanova Daria, Eglit Margarita
Заказчики
