100% точность: российские учёные создали модель для прогнозирования селей

Уральский федеральный университет (УрФУ) совместно с китайскими коллегами разработал математическую модель, способную прогнозировать сход селей с рекордно низкой погрешностью — всего 0,006 %. Это достижение открывает новые возможности для предотвращения катастроф, особенно в регионах с нестабильными грунтами. Разработка уже прошла апробацию в Китае и готовится к внедрению в России.

Прорыв не водный, а научный

Традиционные методы прогнозирования селей учитывают в основном осадки и рельеф местности. Однако новая модель анализирует ещё и накопленную в почвах и грунтах энергию. Учёные выявили, что риск возникновения селей значительно возрастает, когда энергия рыхлого материала превышает 3 млрд Дж/м², а максимальные суточные осадки — 27 мм.

Математическая модель позволяет предсказывать возникновение селей почти со 100-процентной точностью. Новые расчёты значительно ускорят работу систем оповещения, позволят заранее эвакуировать людей и минимизировать ущерб.

Программное обеспечение учёные апробировали на данных 159 селевых очагов в бассейне реки Нуцзян в Китае. Модель показала надёжность и универсальность. Разработку легко адаптировать для других регионов, полагаясь на местные данные.

Селевые потоки представляют собой постоянную проблему для прогнозирования стихийных бедствий в горных регионах из-за их крайне непредсказуемых механизмов запуска, на которые может влиять множество факторов. Благодаря нашему исследованию точность прогноза существенно повысилась: средняя ошибка составила всего 0,006 %, что в 4000 раз меньше, чем у аналогичных моделей.

Никита Фомин

Директор Института строительства и архитектуры Уральского федерального университета

Математика для спасения жизней

Разработка УрФУ — первый российский продукт такого уровня в сфере цифровизации природных рисков. Система позволит не только предсказывать стихийные бедствия, но и поможет в составлении инфраструктурных проектов (например, при строительстве в опасных зонах). Сели — проблема мирового масштаба. Они уносят жизни и разрушают постройки. Российская разработка может заинтересовать многие страны.

Последние пять лет, ознаменовавшиеся участившимися случаями оползней, показали растущую потребность в подобных решениях. Учёные РАН создали портативные датчики влажности и геоуплотнения для склонов. В Сочи и на Камчатке прошли первые испытания ПО для контроля оползней. Тем временем Китай активно тестировал GIS-мониторинг в провинции Юньнань.

Достойный ответ на вызовы

Новая технология — ответ на вызовы меняющегося климата, который увеличивает частоту катастроф. В ближайших планах — внедрение в горных районах России. Также с помощью модели будут прогнозировать сход грунта в Центральной России, где участились оползни из-за небывалых ливней.

В перспективе возможно включение модели в российские системы мониторинга ЧС и её экспорт. Также планируется доработать программное обеспечение — дополнить его датчиками других параметров, оснастить ИИ и интегрировать с GIS-платформами.

Этот проект не только укрепляет позиции России в сфере ИТ и науки, но и спасает жизни — а это главный результат.