Использование математики для значительного улучшения моделирования поверхностного и подземного стока в сложных ландшафтах

Группа учёных разработала новую математическую формулировку, которая позволяет компьютерным моделям точно прогнозировать сток поверхностных и подземных вод в сложных полигональных ландшафтах, характерных для арктической вечной мерзлоты. Эта формулировка корректно учитывает сложность поверхности и подстилающей почвенной структуры.

Точное прогнозирование водного режима, включая доступность чистой воды, критически зависит от учёта локальной сложности ландшафта и почв. Новая разработка, реализованная в коде Advanced Terrestrial Simulator (ATS) Министерства энергетики США (DOE), позволяет значительно точнее, чем предыдущие модели, предсказывать, как вода распределяется между подземным стоком и поверхностным стоком в ручьи в условиях сложного рельефа.

Формулировка была выведена и протестирована на серии эталонных задач. Этот и другие усовершенствования в ATS теперь позволяют учёным более точно моделировать водный поток в таких сложных условиях, как последствия пожаров на неоднородных выгоревших территориях или ландшафты с переменной глубиной залегания коренных пород. Новый инструмент представляет собой значительный шаг к улучшению прогнозов доступности и качества воды в водосборных бассейнах.

Исследование опубликовано в журнале Advances in Water Resources.