Исследование выявило ранее необъясненные факторы, определяющие разрушительную силу селевых потоков

Исследователи из ETH Zurich и Федерального института исследований леса, снега и ландшафта (WSL) провели детальные измерения селевого потока, сошедшего 5 июня 2022 года в Ильграбене над деревней Лёйк в кантоне Вале. Поток переместил 25 000 кубических метров обломочного материала на четыре километра по руслу реки Ильбах. Используя высокоточные 3D-лазерные сканеры (LiDAR) и высокоскоростные видеокамеры, ученые с беспрецедентным разрешением в 2 см по пространству и 0,1 секунды по времени зафиксировали динамику поверхности потока.

Ключевым открытием стало объяснение природы мощных волн-сёрджей на поверхности потока, которые вносят основной вклад в его разрушительную силу. Анализ данных и численное моделирование показали, что эти сёрджи возникают спонтанно из-за небольших неоднородностей на поверхности потока, которые со временем усиливаются, наращивая размер и скорость. Кроме того, было установлено, что крупные обломки породы размером до кубического метра оказывают значительное влияние на локальную динамику потока — фактор, который ранее часто упускался из виду в прогнозах.

Полученные результаты, опубликованные в журнале Communications Earth & Environment, имеют важное практическое значение для оценки опасности и управления рисками. Понимание механизмов формирования сёрджей позволит в будущем лучше прогнозировать, будет ли селевой поток содержать такие волны и насколько они будут разрушительными. Это знание необходимо для расчета устойчивости стен зданий и опор мостов в опасных зонах, а также для проектирования защитных дамб и барьеров соответствующих размеров. Как отметл профессор инженерной геологии ETH Zurich Джордан Аарон, «наши измерения в полевых условиях позволили точнее описать и лучше понять эти природные процессы».