Ливень идёт над горами. Вода стекает к реке не только по руслам — ей помогают мелкие канавы, кюветы, сточные лотки. Вопрос для тех, кто строит компьютерные модели наводнений: сколько таких проток нужно закладывать в расчёт, чтобы получить точный прогноз?

Профессор Ясуо Нихэй из Токийского университета науки вместе с коллегами проверил это на паводке сентября 2023 года в бассейне реки Итиномия (префектура Тиба, Япония). Они взяли цифровую модель рельефа и прогнали её с семью разными настройками. Минимальная площадь водосбора, после которой модель считала канаву каналом, менялась от 1 до 0,025 квадратного километра. Чем ниже порог, тем больше мелких каналов модель учитывала.

Результат оказался двойным. Больше каналов — больше путей для дождя к реке. В расчёте это уменьшало воду, задержанную на склонах, и снижало глубину затопления на участках, которые заливает в реальности. Зато уровни и расход в реке начинали расти раньше. Включение очень мелких каналов не всегда помогало: если порог опускали слишком низко, модель начинала учитывать водотоки, которых на местности нет, и точность падала.

Диапазон, найденный для одного бассейна

Из семи конфигураций порог 0,1 км² позволял воспроизвести основные дренажные каналы, а значения от 0,1 до 0,2 км² давали хорошее совпадение с реальными уровнями воды. Но эти цифры — не универсальный рецепт. Представим соседний бассейн с другими склонами и другой сетью дорог: там подходящий порог может оказаться иным. Авторы прямо говорят, что результат относится к Итиномии и паводку 2023 года, а переносить его на другие водосборы без проверки нельзя. Они называют дальнейшие исследования на других реках необходимыми.

Работа не касалась вопросов эвакуации или систем раннего оповещения — речь шла о том, как точнее строить модель паводка. Такая работа помогает оценивать меры защиты от наводнений в масштабе всего бассейна. Похожий подход может применяться и в подготовке магистерской диссертации, где проверка границ модели — обязательная часть.

Схема, показывающая, как меняется модель паводка при разных порогах минимальной площади водосбора: от включения крупных каналов до появления фиктивных водотоков при слишком низком пороге.

Фото: Quang Nguyen Vinh / Pexels