Наука против стихии: математическое моделирование защитит алтайские дороги от опасных наледей

Масштабные исследования большой проблемы

Гигантские наледи угрожают безопасности движения и целостности дорожного полотна. Особенно остро эта проблема стоит на знаменитом «Чуйском тракте» (Р-256) вблизи горы Мишельдык, где ледяные массивы могут достигать высоты в два метра.

Традиционные методы борьбы – бесконечная чистка и механическое удаление – были малоэффективны, ведь нужно было понять скрытый механизм образования этого явления.

Ученые Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (ИНГГ СО РАН), применив передовой метод 3D-геоэлектрического моделирования, смогли заглянуть вглубь земли и обнаружить так называемый «канал разгрузки» – подземную фильтрационную тропу, по которой вода под давлением выходила на поверхность, замерзала и формировала опасный ледяной панцирь.

Теперь, имея точную цифровую модель подземного потока, можно с высокой точностью определить место для бурения перехватывающей скважины. Отведя воду по новому руслу, инженеры лишают наледь ее «источника питания», предотвращая сам факт ее образования.

Владимир Оленченко - доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН«Один из эффективных способов борьбы с наледями – перехват подземных вод в канале фильтрации с помощью скважины и организация стока через отводные трубы. Трехмерная геоэлектрическая модель участка разгрузки наледных вод и оконтуривание канала позволяет точно спланировать положение такой скважины для перехвата подземных вод».

Бесценные знания

Для России, с ее огромными просторами в зонах вечной мерзлоты и сезонного промерзания, такие исследования бесценны. Горные дороги Кавказа, Сибири, Дальнего Востока сталкиваются с аналогичными вызовами.

Разработанный метод – комплекс из геофизической разведки, 3D-моделирования и инженерного вмешательства – может быть тиражирован, став частью стандартных практик для Росавтодора и региональных дорожных служб.

За последние годы как в России, так и за рубежом отмечается всплеск интереса к инженерной геокриологии. Так, на Шестой геокриологической конференции России широко обсуждались новые методы обеспечения устойчивости инфраструктуры в условиях мерзлоты. Международные исследования, например, работа швейцарских ученых по оценке мер термостабилизации в Альпах, подтверждают: современные технологии моделирования и активного воздействия на грунты – это путь к безопасности в горных и холодных регионах.

Не просто эксперимент, а залог безопасности

Описанный случай – это удачный пример «науки на службе инфраструктуры». Дорожные службы могут начать массово закладывать геофизические изыскания и моделирование подземных вод в стандарты проектирования и содержания трасс.

Работа ученых на Алтае стала конкретным шагом к тому, чтобы сделать жизнь в суровых климатических условиях более безопасной и предсказуемой, доказывая, что даже с самой мощной природной стихией можно справиться с помощью точного научного расчета.