Цифровая модель прогнозирования снегозаносимости транспортных магистралей на территории субарктической зоны

Статья посвящена направлению в инженерной геодинамике – снеговетровым процессам и влиянию их последствий на эффективность инженерно-хозяйственного освоения арктических регионов России. Снежные отложения рассматриваются как аналог грунта эолового генезиса – многокомпонентной динамичной системы, а экстремальные формы снежного покрова, так называемые «снежные заносы» – как результат инженерной деятельности человека. Для разработки методики оценки объемов выпавшего снега использовались официальные данные, полученные с метеостанций. Общий подход к расчетам основан на непосредственных измерениях объемов снегопереноса. Основные методические принципы заключаются в концептуальном анализе снеговетровых процессов, расцениваемых как геологическая деятельность ветра, следовательно, снегозаносимость объектов интерпретируется как инженерно-геологический процесс, а снежные отложения – как аналог грунтов эолового генезиса. Исследования снеговетровых процессов базируются на постулатах инженерной геодинамики, аэродинамики, информационных данных, математических аппаратах и опыте эксплуатации транспортных систем в суровых северных условиях и являются наиболее достоверными. В работе проведено геодинамическое районирование территории по факторам, которые классифицируют сформированные отложения снега. Для обеспечения безопасной эксплуатации транспортных и транспортно-технологических машин и комплексов на транспортных магистралях, жизнеобеспечения жителей и производственного цикла предприятий Норильского района предложена прогнозная цифровая модель снегозаносимости автодороги Норильск – Талнах, отражающая закономерности формирования снегоотложений на автодорогах в условиях города, расположенного в субарктической зоне Российской Федерации. Разработанная цифровая прогнозная модель предназначена для поддержания работоспособного состояния гражданской и военной инфраструктуры, расположенной в районах со сложными климатическими условиями за счет достоверных прогнозов снегозаносимости, позволяющих определить количество снега на конкретных участках автомагистралей за любой период времени.

1. Афанасьев, В. А. Эксплуатация транспортных систем в Арктике / В. А. Афанасьев, В. В. Бутюгин, В. В. Климентьев. – Текст : непосредственный // Крайний Север–96. Механика. Строительство, технологии, методы, средства : сборник докладов региональной науч.-техн. конференции. – Норильск : Норильский индустриальный институт, 1996.

2. Афанасьев, Б. А. Снежные заносы на транспортных магистралях Норильского промышленного района, пути решения проблемы / Б. А. Афанасьев, В. В. Бутюгин. – Текст : непосредственный // Сб. трудов науч.-практ. семинара «Геокриологические геоэкологические проблемы строительства в районах Крайнего Севера», 15–17 марта 2001 г. / Администрация г. Норильска, ОАО «НГК Норильский никель». Норильск, 2001.

3. Шкода, В. С. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в районах Крайнего Севера (на примере Норильского промышленного района) / В. С. Шкода, В. В. Бутюгин. – Текст : непосредственный // Сб. трудов науч.- техн. конференции «Архитектура и строительство. Наука, образование, технологии, рынок». – Томск : Томский госуд. ун-т, 1999.

4. Дюнин, А. К. Структура метелевого снега и закономерности снегового потока / А. К. Дюнин. – Текст : непосредственный // Вопросы использования снега и борьба со снежными заносами и лавинами. – Москва : АН СССР. – С. 100–119.

5. Петров, А. М. Анализ существующих решений совершенствования измерительно-вычислительных комплексов сетей теплоснабжения / А. М. Петров, А. Н. Попов. – DOI 10.15593/2224-9826/2021.1.02. – Текст : непосредственный // Constructionand Geotechnics. – 2021. – Т. 12, № 1. – С. 18–29.

6. Дюнин, А. К. Механика метелей / А. К. Дюнин. – Новосибирск : АН СССР, 1963. – 378 с. – Текст : непосредственный.

7. Бутюгин, В. В. К вопросу о формировании снежного покрова на территории Норильского района / В. В. Бутюгин, Л. И. Петухова. – Текст : непосредственный // Достижения науки и техники — развитию Норильского промышленного района : сборник докладов региональной научно-технической конференции. – Норильск: Норильский индустриальный институт, 2003.

8. Особенности эксплуатации зданий и сооружений на Таймыре: сборник науч. трудов / под редакцией В. Ю. Сеткова. – Норильск : Норильский индустриальный институт, 2005. – 302 с. – Текст : непосредственный.

9. Техническая эксплуатация зданий и сооружений на севере Красноярского края: монография / В. Ю. Сетков, Т. Р. Гамидов, Н. А. Губина [и др.]. – Норильск : Норильский индустриальный институт, 2005. – 229 с. – Текст : непосредственный.

10. Бутюгин, В. В. Инженерная геодинамика снега. Норильский регион: монография / В. В. Бутюгин. – Санкт-Петербург : ГУАП, 2008. – 185 с. – Текст : непосредственный.

11. Petrov, A. Application of computer vision technology in the development of ultrasonic repeller / A. Petrov, A. Popov. – DOI 10.1051/e3sconf/202016406013. – Text : direct // E3S Web of Conferences: EDP Sciences, 2020. – Vol. 164. – P. 06013.

12. Petrov, A. Visualization of physical and mathematical models of thermodynamic processes of single-phase flows using MATLAB to diagnose the condition of external heat supply networks / A. Petrov, A. Popov. – DOI 10.1088/1742-6596/2131/5/052069. – Text : direct // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Pub-lishing, 2021. – Vol. 2131, Issue 5. – P. 052069.

13. Петров, А. М. Лабораторные испытания измерительно-вычислительного комплекса для диагностики термодинамических процессов однофазных потоков / А. М. Петров, А. Н. Попов. – Текст : непосредственный // Инновации и инвестиции. – 2022. – № 7. – С. 81–85.

14. Ружьев, В. А. Моделирование управлением смешанными перевозками при оптимизации эффективности логистических систем / В. А. Ружьев, Р. Ю. Максименко. – Текст : непосредственный // Научное обеспечение развития АПК в условиях импортозамещения: сборник научных трудов международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, Санкт-Петербург-Пушкин, 28-30 января 2016 г. – Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. – 2016. – С. 435–437.

15. Mathematical model of crossing of discrete snow obstacles / V. Makarov, D. Belyaev, A. Papunin [et al.]. – DOI 10.1051/e3sconf/202338302016. – Text : direct // E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2023. – Vol. 383. – P. 02016.