МИРЭА – Российский технологический университет (прикладной математики, профессор)
Россия
Россия
Россия
Рассмотрены возможности отечественного и зарубежного специализированного программного обеспечения для моделирования движения снежных лавин и прогнозирования ущерба. Показано, что, несмотря на использование различных математических подходов, популярностью у исследователей пользуются двумерные модели движения, что, очевидно, связано с ограничением вычислительных мощностей. Особо отмечено, что использование трехмерного пространства моделирования лавин должно приводить к более реалистичным результатам, однако для сохранения приемлемого времени расчетов исследователям приходится прибегать к различным приближениям и допущениям, что снижает точность расчетов. По результатам анализа возможностей специализированного программного обеспечения предложен авторский проблемно-ориентированный комплекс программ для синтеза 3D математической модели динамики снежной лавины, основанный на использовании модифицированного численного метода гидродинамики сглаженных частиц (SPH), выбор которого обусловлен возможностью анализировать влияние микро- и макрорельефа склона на динамику движения, распределение плотности снега по толщине и ширине потока, формирование сопутствующей ударной волны и, соответственно, рассчитать силовое воздействие в различных точках взаимодействия. Комплекс программ предусматривает возможность варьирования параметров взаимодействия внутри тела лавины, между снежной массой и склоном для моделирования изменения метеорологических условий, а, следовательно, физические свойства снега, что позволяет точнее прогнозировать разрушительное воздействие лавин на элементы инфраструктуры. Адекватность работы оригинального комплекса имитационного моделирования снежных лавин подтверждается сопоставлением результатов компьютерного моделирования с реальными статистическими данными сходов лавин.
снежные лавины, модели, программы для ЭВМ, разрушительное воздействие
1. Кадастр лавинной опасности территории ВТРК «Мамисон» (Северная Осетия – Алания) / А.Х. Аджиев [и др.] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Сер.: Естественные науки. 2024. № 3 (223). С. 39–47. DOI:https://doi.org/10.18522/1026-2237-2024-3-39-47
2. Викулина М.А. Лавинная опасность и риск в Хибинах в условиях развития рекреации в начале XXI века // Гидросфера. Опасные процессы и явления. 2022. Т. 4. № 3. С. 276–287. DOIhttps://doi.org/10.34753/HS.2022.4.3.276
3. Гулевич В.П., Манзий Д.Д. Учет снежности при оценке лавинной активности в малоизученных горных районах (на примере Прибайкалья) // ХХI век. Техносферная безопасность. 2021. Т. 6. № 1 (21). С. 50–63. DOIhttps://doi.org/10.21285/2500-1582-2021-1-50-63
4. Bartelt P., Salm B., Gruber U. Calculating dense-snow avalanche runout using a Voellmy-fluid model with active/passive longitudinal straining // Journal of Glaciology. 1999. № 45 (150). P. 242–254.
5. Christen M., Bartelt P., Gruber U. AVAL-1D: an avalanche dynamics program for the practice // Proceedings of the International Congress «Interpraevent 2002 in the Pacific Rim». 2002. Vol. 2. P. 715–725.
6. Bocchiola D., Rosso R. Application of a regional approach for hazard mapping at an avalanche site in northern Italy // Advances in Geosciences. 2008. Vol. 14. P. 201–209. DOI:https://doi.org/10.5194/adgeo-14-201-2008
7. Volk G., Kleemayr K. Lawinensimulationsmodell ELBA // Wildbach- und Lawinenverbau. 1999. Vol. 138. P. 23–32.
8. Aydın A. Comparing the performance of base map scales in GIS-based avalanche simulation: a case study from Palandöken, Turkey // Environmental Earth Sciences. 2010. № 61. P. 1467–1472.
9. Using tree-ring signals and numerical model to identify the snow avalanche tracks in Kastamonu, Turkey / N. Köse [et al.] // Natural Hazards. 2010. № 54. P. 435–449.
10. Sailer R., Rammer L., Sampl P. Recalculation of an artificially released avalanche with SAMOS and validation with measurements from a pulsed Doppler radar // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2002. № 2. P. 211–216.
11. Sampl P., Zwinger T. Avalanche simulation with SAMOS // Annals of Glaciology. 2004. Vol. 38. P. 393–398.
12. Турчанинова А.С. Определение зон зарождения и оценка динамических характеристик снежных лавин: дис. ... канд. географ. наук. М.: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2013. 175 с.
13. Лентяева Т.В. Программная реализация трехмерной модели динамики снежной массы // Вестник Воронежского института ФСИН России. 2023. № 3. С. 104–111.
14. Калач А.В., Соловьев А.С., Лентяева Т.В. Моделирование движения снежной лавины // Технологии техносферной безопасности. 2025. № 1 (107). С. 116–133. DOI:https://doi.org/10.25257/TTS.2025.1.107.116-133
15. Калач А.В., Соловьев А.С., Лентяева Т.В. Модель и алгоритм взаимодействия снежной лавины со строениями // Технологии техносферной безопасности. 2024. № 1 (103). С. 152–163. DOI:https://doi.org/10.25257/TTS.2024.1.103.152-163
16. Sampl P., Zwinger T. Avalanche simulation with SAMOS // Annals of Glaciology. 2004. Vol. 38. P. 393–398. DOI:https://doi.org/10.3189/172756404781814780
17. Christen M., Bartelt P., Gruber U. Numerical simulation of dense snow avalanches in three-dimensional terrain // Cold Regions Science and Technology. 2010. Vol. 63. № 1–2. P. 1–14. DOI:https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2010.04.004
18. Калач А.В., Соловьев А.С., Лентяева Т.В. Компьютерное моделирование воздействий снежной лавины на объекты инфраструктуры в условиях чрезвычайной ситуации // Проблемы управления рисками в техносфере. 2025. № 1 (73). С. 30–40. DOI:https://doi.org/10.61260/1998-8990-2025-1-30-40
