Для защиты озера Байкал создадут математический двойник управляемого селя

Иркутский филиал СО РАН стал инициатором проведения масштабных исследований по предотвращению попадания в озеро Байкал неутилизированных отходов деятельности Байкальского целлюлозно-бумажного комбината. В проекте участвует целый ряд институтов Новосибирского научного центра.

Потенциальным источником загрязнения озера Байкал являются около шести миллионов тонн промышленных отходов Байкальского целлюлозно-бумажного комбината, закрытого по настоянию экологов в 2013 году. Основную массу отходов, около пяти миллионов тонн, составляет продукт переработки целлюлозы — шлам-лигнин, токсичный, экологически вредный материал. Переполненные хранилища находятся рядом с уникальным озером, ближайшее — на расстоянии 400 метров от береговой черты. Особую опасность представляют реки Большая и Малая Осиновка, стекающие с хребта Хамар-Дабан. Именно по руслам рек наблюдались исторические и современные сходы селей. Изменения климата повысили вероятность развития неблагоприятных сценариев. Проведенные обследования защитных сооружений, построенных в 1970-х годах после катастрофического селя, показали их ветхость и неготовность противостоять ударам стихии.

«В комплексной программе исследований, направленных на разработку проекта защиты озера Байкал от промышленных отходов в районе бывшего целлюлозно-бумажного комбината, принимают участие Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Институт горного дела им. Н. А. Чинакала СО РАН, Селевая ассоциация, Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Институт земной коры СО РАН, Лимнологический институт СО РАН и Институт динамики систем и теории управления им. М. В. Матросова СО РАН, — сообщил заместитель директора по научной работе ИВМиМГ СО РАН доктор технических наук Игорь Николаевич Ельцов. — Координирует проект директор Иркутского филиала СО РАН, директор ИДСТУ СО РАН академик Игорь Вячеславович Бычков. Проект получил поддержку президента РАН академика Геннадия Яковлевича Красникова и руководства Министерства науки и высшего образования РФ, сейчас решаются вопросы по финансированию проводимых исследований. В начале июля состоялась первая рекогносцировочная экспедиция, которая позволила на месте оценить масштаб угроз и наметить основные этапы реализации масштабного и чрезвычайно значимого проекта».

Как отметил Игорь Николаевич Ельцов, одну из самых больших опасностей представляет возможность схода селевых потоков и оползней с хребта Хабар-Дабан по рекам. В 1971 году мощные сели разрушили жилые дома в Байкальске, десятки километров дорог, повредили инфраструктуру БЦБК. Хранилища с токсичными отходами тогда были заполнены лишь частично, сель прошел в критичной близости от девяти отстойников, катастрофы чудом удалось избежать. 

«ИВМиМГ СО РАН поставлена задача создания цифрового двойника и проведения сценарных расчетов образования селевых потоков, учитывающих глобальные климатические изменения, связанный с этим уровень осадков, геомеханические и гидродинамические характеристики грунтов. Посредством вычислений для реалистичных математических моделей образования и развития селевого потока можно разыграть различные сценарии этого явления, — отметил Игорь Николаевич Ельцов. — В качестве одного из вариантов предложено рассмотреть возможность создания управляемого селя, сход которого позволит снизить угрозу возникновения чрезвычайной ситуации, а также переместить из слабых и особо опасных мест накопившиеся материалы в специально подготовленные резервуары. При этом модели должны быть адаптированы к конкретным геолого-геоморфологическим условиям и верифицированы на данных натурных и лабораторных измерений. Здесь мы будем опираться на компетенции наших коллег из междисциплинарной команды. В рамках реализации нашего блока проекта мы намерены не только просчитать возможные сценарии, но и подготовить информацию для специалистов, которые будут разрабатывать рекомендации для принятия управленческих и инженерных решений. Учитывая сложность и многообразие данных, а также масштабы и объем предстоящей работы по проекту, предполагается широко привлекать методы искусственного интеллекта, способы анализа больших данных, то есть применять те наработки и ресурсы, которые активно развиваются в последние годы в нашем институте».

Пресс-служба ИВМиМГ СО РАН