Моделирование селевого потока при прорыве оз. Башкара в 2017 г

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

С помощью численного моделирования в программе r.avaflow оценена динамика и зона затопления паводка и водокаменного селевого потока при прорыве оз. Башкара 2017 г. Рассчитаны скорости, глубины потока, а также впервые получены расчётное давление и кинетическая энергия потока для различных участков русла, оценена величина эрозии и аккумуляции материала, изменение рельефа после прохождения прорывного паводка.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. С. Солодова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: annanasiy99@mail.ru
Россия, Москва

Д. А. Петраков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: annanasiy99@mail.ru
Россия, Москва

К. А. Пуганов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: annanasiy99@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Виноградов Ю.Б. Гляциальные прорывные паводки и селевые потоки. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. Вып. 155. С. 4.
  2. Докукин М.Д., Беккиев М.Ю., Калов Р.Х., Савернюк Е.А., Черноморец С.С. Условия и механизмы прорывов Башкаринских озёр в долине р. Адыл-Су (Центральный Кавказ) // Cовременные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа. 2020. С. 369–375.
  3. Дубинский Г.П., Снегур И.П. Физико-географические особенности верховьев р. Баксан и метеорологические наблюдения на леднике Башкара // Материалы Кавказской экспедиции (по программе МГГ). Т. III. Харьков: Изд-во Харьковского ун-та, 1961. С. 215–285.
  4. Кидяева В.М., Петраков Д.А., Крыленко И.Н., Алейников А.А., Штоффел М., Граф К. Опыт моделирования прорыва Башкаринских озёр // Геориск. 2018. Т. 12. № 2. С. 38–47.
  5. Кюнж Ж.А., Холли Ф.М., Вервей А. Численные методы в задачах речной гидравлики. М.: Энергоатомиздат, 1985. Вып. 252.
  6. Лаврентьев И.И. Петраков Д.А., Кутузов С.С., Коваленко Н.В., Смирнов А.М. Оценка потенциала развития ледниковых озёр на Центральном Кавказе // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. №. 3. С. 343–360. https://doi.org/10.31857/S2076673420030044
  7. Петраков Д.А., Черноморец С.С., Докукин М.Д., Алейников А.А., Беккиев М.Ю., Висхаджиева К.С., Запорожченко Э.В., Калов Р.Х., Кидяева В.М., Крыленко В.В., Крыленко И.В., Крыленко И.Н., Савернюк Е.А., Смирнов А.М., Рец Е.П., Хаджиев М.М. Прорыв озёра Башкара и катастрофический сель в Приэльбрусье 1 сентября 2017 г // Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. 2017. С. 95–97.
  8. Пуганов К.А. r.avaflow WEB application // https://github.com/kostyanp95/r.avaflow Дата обращения: 10.04.2024.
  9. Сейнова И.Б. Селевые процессы бассейна р. Баксан в последнем тысячелетии (Центральный Кавказ). М.: ВИНИТИ. 1997. 295 с.
  10. Хромова Т.Е., Носенко Г.А., Глазовский А.Ф., Муравьев А.Я., Никитин С.А., Лаврентьев И.И. Новый Каталог ледников России по спутниковым данным (2016–2019 гг.) // Лёд и Снег. 2021. Т. 61 № 3. С. 341–358. https://doi.org/10.31857/S2076673421030093
  11. Черноморец С.С. Петраков Д.А., Алейников А.А., Беккиев М.Ю., Висхаджиева К.С., Докукин М.Д., Калов Р.Х., Кидяева В.М., Крыленко В.В., Крыленко И.В., Крыленко И.Н., Рец Е.П., Савернюк Е.А., Смирнов А.М. Прорыв озёра Башкара (Центральный Кавказ, Россия) 1 сентября 2017 года // Криосфера земли. 2018. Т. 22. № 2. С. 70–80.
  12. Черноморец С.С., Петраков Д.А., Крыленко И.Н., Тутубалина О.В., Алейников А.А., Крыленко И.В., Тарбеева А.М. Динамика ледниково-озёрного комплекса Башкара и оценка селевой опасности в долине реки Адылсу // Криосфера Земли. 2007. Т. XI. № 1. С. 72–84.
  13. Юдина В.А., Юдин Н.Е., Виноградова Т.А. Программа для расчета прорывного паводка и селевого потока (FLOVI). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2022683748; приоритет от 24.10.2022; зарегистр. в Реестре программ для ЭВМ РФ 08.12.2022.
  14. Coussot P., Laigle D., Arattano M., Deganutti A., Marchi L. Direct determination of rheological characteristics of debris flow // Journ. of Hydraulic Engineering. 1998. V. 124. № 8: P. 865–868.
  15. Domnik B., Pudasaini S.P., Katzenbach R., Miller S.A. Coupling of full two–dimensional and depth–averaged models for granular flows // Journ. of Non–Newtonian Fluid Mechanics. 2013. V. 201. P. 56–68. https://doi.org/10.1016/j.jnnfm.2013.07.005
  16. Fischer J.T., Kowalski J., Pudasaini S.P. Topographic curvature effects in applied avalanche modeling // Cold Regions Science and Technology. 2012. V. 74. P. 21–30.
  17. Harrison S., Kargel J.S., Huggel C., Reynolds J., Shugar D.H., Betts R. A., Emmer A., Glasser N., Harita-shya U.K., Klimeš J., Reinhardt L., Schaub Y., Wiltshi-re A., Regmi D., Vilímek V. Climate change and the global pattern of moraine–dammed glacial lake outburst floods // The Cryosphere. 2018. V. 12. № 4. P. 1195–1209.
  18. Iverson R.M., Denlinger R.P. Flow of variably fluidized granular masses across three‐dimensional terrain: 1. Coulomb mixture theory // Journ. of Geophys. Research: Solid Earth. 2001. V. 106. № B1. P. 537–552. https://doi.org/org/10.1029/2000JB900329
  19. Kornilova E.D. Krylenko I.N., Rets E.P., Motovilov Y.G., Bogachenko E.M., Krylenko I.V., Petrakov D.A. Modeling of extreme hydrological events in the Baksan River basin, the Central Caucasus, Russia // Hydrology. 2021. V. 8. № 1. P. 24. https://doi.org/10.3390/hydrology8010024
  20. Mergili M., Emmer A., Juřicová A., Cochachin A., Fischer J.T., Huggel C., Pudasaini S.P. How well can we simulate complex hydro‐geomorphic process chains? The 2012 multi‐lake outburst flood in the Santa Cruz Valley (Cordillera Blanca, Perú) // Earth surface processes and landforms. 2018. V. 43. № 7. P. 1373–1389. https://doi.org/10.1002/esp.4318
  21. Mergili M., Fischer J.T., Krenn J., Pudasaini S.P. r. avaflow v1, an advanced open–source computational framework for the propagation and interaction of two–phase mass flows // Geoscientific Model Development. 2017. V. 10. № 2. P. 553–569. https://doi.org/10.5194/gmd-2016-218
  22. Muzychenko L.E., Lobkina V.A., Muzychenko A.A. Calculation of Anthropogenic Mudflows Parameters in the Dumps of the Listvennichnyi Quarry (Sakhalin Island) // Russian Journ. of Pacific Geology. 2023. V. 17. № 1. P. 80–89.
  23. O’Brien J. S., Julien P. Y., Fullerton W. T. Two-dimensional water flood and mudflow simulation // Journ. of Hydraulic Engineering. 1993. V. 119. № 2. P. 244–261.
  24. Petrakov D.A. Tutubalina O.V., Aleinikov A.A., Chernomo-rets S.S., Evans S.G., Kidyaeva V.M., Krylenko I.N., Norin S.V., Shakhmina M.S., Seynova I. B. Monitoring of Bashkara Glacier lakes (Central Caucasus, Russia) and modelling of their potential outburst // Natural Hazards. 2012. V. 61. №. 3. P. 1293–1316. https://doi.org/10.1007/s11069-011-9983-5
  25. Pudasaini S.P., Mergili M. A multi‐phase mass flow model // Journ. of Geophys. Research: Earth Surface. 2019. V. 124. № 12. P. 2920–2942. https://doi.org/10.1029/2019JF005204
  26. r.avaflow. The mass flow simulation tool // https://www.landslidemodels.org/r.avaflow/ Дата обращения: 10.04.2024.
  27. Savage S.B., Hutter K. The motion of a finite mass of granular material down a rough incline // Journ. of Fluid Mechanics. 1989. V. 199. P. 177–215.
  28. Tielidze L.G., Wheate R.D. The greater caucasus glacier inventory (Russia, Georgia and Azerbaijan) // The Cryosphere. 2018. V. 12. № 1. P. 81–94. https://doi.org/10.5194/tc-12-81-2018
  29. Voellmy A. Uber die zerstorungskraft von lawinen // Bauzeitung. 1955. V. 73. P. 159–165.
  30. von Boetticher A., Turowski J.M., McArdell B.W., Rickenmann D., Kirchner J.W. DebrisInter Mixing–2.3: a finite volume solver for three–dimensional debris–flow simulations with two calibration parameters–Part 1: Model description // Geoscientific Model Development. 2016. V. 9. № 9. P. 2909–2923. https://doi.org/10.5194/gmd-9-2909-2016

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Логическая структура модели r.avaflow

Скачать (482KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Максимальная скорость потока при моделировании прорыва оз. Башкара в программе r.avaflow

Скачать (611KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Максимальная глубина потока при моделировании прорыва оз. Башкара в программе r.avaflow

Скачать (594KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Максимальная кинетическая энергия потока, изменение высоты базальной поверхности при моделировании прорыва оз. Башкара

Скачать (632KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зона сильнейшей донной и боковой эрозии ниже моста через Адылсу (а) и возле УСБ “Джан-Туган” (г). Фото от сентября 2017 г. (Черноморец и др., 2018); Зона промежуточной аккумуляции (б) и отложения селевого потока во взрослом лесу (в) перед УСБ “Джан-Туган” (фото А.С. Солодовой, август 2022 г.)

Скачать (579KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Максимальное давление потока при моделировании прорыва оз. Башкара

Скачать (481KB)
Метаданные


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.