В Якутии разработали приложение для прогноза угроз, связанных с деградацией мерзлоты

Из-за потепления в Арктике в последние годы начался процесс «размерзания» грунтов. Наиболее подверженными деградации мерзлоты, по данным Минобрнауки России, являются регионы, расположенные непосредственно на территории Полярного круга и выше. Это в том числе и Якутия.

«Коллектив ученых и студентов-магистрантов из Северо-Восточного федерального университета на протяжении года работал над созданием приложения ArcticXpert, которое моделирует поведение фундаментов с учетом изменения климатических условий в Арктике. Программа уже находится в законченном виде. Она позволит прогнозировать устойчивость сооружений, возводимых на многолетней мерзлоте. В планах — начать тестирование программы и приступить к прохождению процедуры сертификации о ее соответствии требованиям нормативных документов», — сказал руководитель лаборатории «Вычислительные технологии моделирования многофизичных и многомасштабных процессов криолитозоны» Северо-Восточного федерального университета (СВФУ) Сергей Степанов.

По его словам, приложение прежде всего создано как для обычных пользователей, у которых нет специального образования, так и для профессионалов-геологов и строителей.

«Программа представляет собой обычное приложение, в котором собраны все нужные функции для прогнозирования температурного поля грунта. Его особенность и сильная сторона — это использование современных вычислительных технологий. Основное внимание мы уделили разработке вычислительных алгоритмов: пользователь получит простой инструментарий с хорошей точностью решения задач по прогнозированию температурного режима грунта», — пояснил ученый.

Степанов отметил, что практичность программы заключается в получении высокоточного прогнозирования при отсутствии определенных знаний в области вычислительных технологий.

Программное обеспечение создано по федеральной программе «Приоритет-2030. Дальний Восток». Приложение включает несколько компонентов — это модули задания параметров и конфигурации решателя, подготовки геометрии и генерации расчетной сетки, расчет температурного режима грунтов, обработка результатов и визуализация.

«Самый главный результат, которого можно достичь с помощью программы, — это возможность моделирования состояния мерзлых грунтов при строительстве, чтобы избежать катастроф в будущем», — подчеркнул ученый.

Разработка учитывает основные природные факторы (снег, ветер, растительный слой) и определяющие факторы инженерно-геологической обстановки, которые влияют на условия проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

«Так, например, для гражданского и промышленного строительства первостепенное значение имеют состав и свойства пород в активной зоне сооружений и детальные данные о глубинах грунтовых вод и их агрессивности. Для транспортного строительства — рельеф и уклоны поверхности, состав и состояние пород, неблагоприятные геологические процессы», — пояснил ученый.