CC BY
23УДК 556.5; 528 DOI: 10.35567/19994508_2023_2_4
Опыт комплексных натурных исследований с применением БПЛА при решении задач по оценке зон затопления территорий населенных пунктов (на примере реки Печоры)
А.И. Лучников12 ЕЗ (Е , Н.А. Голдобин1 , С.А. Лепешкин1 ©
И luchnikovanton@gmail.com
1 ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Камский филиал, г. Пермь, Россия
2 ФГБУН «Горный институт Уральского отделения Российской академии наук», г. Пермь, Россия
АННОТАЦИЯ
Актуальность. Большинство населенных пунктов в нижнем течении р. Печоры подвержены периодическому затоплению и, как следствие, возникновению социально-экономических рисков для жизнедеятельности населения прибрежных территорий. Актуальность работы связана с оценкой зон затопления населенных пунктов на основе применения современных средств натурных исследований и гидродинамического моделирования. Методы. Выполнен комплекс полевых изысканий с отработкой технологии получения детальных цифровых моделей рельефа и ортофотопланов населенных пунктов в районе Крайнего Севера с применением современного геодезического оборудования, включая использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). На основе полученных материалов и гидрологических расчетов проведено гидродинамическое моделирование прохождения волн половодий различной обеспеченности. Результаты. Комплексные натурные исследования с применением БПЛА позволили получить качественные исходные данные для создания и верификации гидродинамической модели участка р. Печоры и последующего расчета границ зон затопления 34 населенных пунктов. На основе подробных ортофотопланов составлены перечни жилых объектов, ЖКХ и инфраструктуры, попадающих в зоны затопления.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: негативное воздействие вод, моделирование зон затопления, беспилотный летательный аппарат, полевые исследования, цифровые модели рельефа, р. Печора.
Для цитирования: Лучников А.И., Голдобин Н.А., Лепешкин С.А. Опыт комплексных натурных исследований с применением БПЛА при решении задач по оценке зон затопления территорий населенных пунктов (на примере реки Печоры) // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 2. С. 55-68. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_4.
Дата поступления 07.02.2023.
© Лучников А.И., Голдобин Н.А., Лепешкин С.А., 2023
Experience of comprehensive field studies with the use of UAVs in solving tasks for the assessment of flood zones of settlements (on the example of the Pechora River) Anton I. Luchnikov12 D, Nikita A. Goldobin1 d , Sergei A. Lepeshkin1 O
ISI luchnikovanton@gmail.com
1 Russian Research Institute of Integrated Water Management and Protection Kama Branch, Perm, Russia
2 Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Perm, Russia ABSTRACT
Relevance. Most of the human settlements in the lower reaches of the Pechora River are subject to periodic flooding, and as a result, the occurrence of socio-economic risks for the life of the population of riverside territories. The importance of the research is associated with the identification of flood zones of settlements, based on the use of modern facilities of field studies and hydrodynamic modeling. Methods. We have completed the set of field surveys and have practiced the technology for obtaining detailed digital terrain models and orthophotoplanes with the use of modern geodetic equipment, including unmanned aerial vehicles (UAVs) for human settlements in the Far North region. Hydrodynamic modeling of the passage of flood waves of various probabilities has been carried out based on the obtained materials and hydrological calculations. Results. Comprehensive field studies using UAVs allowed us to obtain high-quality initial data for the creation and verification of the hydrodynamic model of section the Pechora River and the subsequent calculation of the boundaries of the flooding zones of 34 settlements. Lists have been compiled about living houses, communal objects and infrastructure for 34 settlements falling into flood zones are compiled on the basis of detailed orthophotos.
Keywords: field surveys, unmanned aerial vehicle (UAV), digital relief models (DEM), modeling of flood zones, negative impact of waters, Pechora River.
For citation: Luchnikov A.I., Goldobin N. A., Lepeshkin S.A. Experience of comprehensive field studies with the use of UAVs in solving tasks for the assessment of flood zones of settlements (on the example of the Pechora River). Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2023. No. 2. P. 55-68. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_4.
Received 07.02.2023.
ВВЕДЕНИЕ
Одной из наиболее актуальных причин возникновения чрезвычайных ситуаций на территории Евразии являются наводнения, превосходящие все остальные стихийные бедствия по площади охватываемой территории и наносимому среднему годовому ущербу [1]. В России ежегодно происходит до 70 крупных наводнений, в результате которых затоплению подвергается около 500 тыс. км2 [2]. Периодическое возникновение чрезвычайных ситуаций свидетельствует о недостаточной защищенности населения от негативного воздействия вод. Для минимизации последствий, а также в целях регулирования использования территорий, подверженных затоплению и воздействию других опасных гидрологических явлений, проводятся работы по определению границ зон затопления1.
1 Об определении границ зон затопления и подтопления (с «Правилами определения границ зон затопления, подтопления»): Постановление Правительства Российской Федерации, 18 апр. 2014 г., № 360.
Большинство авторов [2, 3-8] отмечают, что задача определения зон затопления является многоэтапной и может решаться двумя различными подходами: геометрическим (ГИС-ориентированный) и гидродинамическим (физически обоснованный). При геометрическом подходе [6, 9, 10] удовлетворительное качество расчета области затопления возможно при наличии густой сети гидрологических постов [11]. При гидродинамическом подходе [12-14] достоверность определения зон затопления зависит от результатов расчетов динамики поверхностных вод (решение систем уравнений Сен-Венана или Навье-Стокса) и построения геометрической модели поверхности воды с наложением ее на цифровую модель рельефа (ЦМР).
При решении задач по оценке границ зон затопления ключевыми факторами являются надежность исходных материалов. На практике, при использовании любого из подходов, корректность расчета зоны затопления, в первую очередь, зависит от точности и подробности топографических данных [15]. В общем случае рельеф местности может определяться по данным дистанционного зондирования земли (ДЗЗ), топографическим картам, спутниковыми системами позиционирования и др. Однако при определении границ зон затопления населенных пунктов применение ДДЗ не оправдано по причине высокой погрешности планово-высотной привязки [2, 4, 7, 11, 16], а использование топографических карт, как правило, дает приемлемые результаты для территорий с пересеченной местностью, когда имеются значительные уклоны водной поверхности, а сечения рельефа карт сопоставимы с масштабом подъема уровней воды. Поэтому требуется уточнение рельефа речной долины в рамках полевых изысканий путем русловой съемки (для крупных рек допустимы лоцманские карты) и топографо-геодезических работ в пойме. Топографическая съемка местности, в классическом виде, требует значительных ресурсов как в полевых условиях, так и в последующей обработке, дополнительные сложности возникают при работе на слабо освоенных и труднодоступных территориях.
В настоящее время фотограмметрическая обработка материалов с беспилотных летальных аппаратов (БПЛА) является наиболее эффективным способом извлечения данных о рельефе. Главные ее достоинства - оперативность получения исходных данных, автоматизация обработки и высокая точность итоговых моделей, а ортофотопланы являются важным источником информации при оценке количества объектов в зоне затопления.
В то же время корректность оценки повторяемости экстремальных гидрологических явлений во многом определяется продолжительностью рядов наблюдений. Ключевым вопросом здесь является недостаточная гидрологическая изученность рек [16]. При значительной удаленности расчетного створа от стационарного гидропоста возникает проблема определения максимального уровня воды, поскольку в соответствии с СП 33-101-20032 перенос отметок водной поверхности допускается в пределах небольших по длине речных участков (1-3 км). При гидродинамическом подходе такой проблемы не воз-
2 СП 33-101-2003. Определение основных расчетных гидрологических характеристик. М.: Госстрой России, 2004. 7 с.
никает, однако требуется более широкий перечень информации о гидравлических и морфометрических характеристиках русла и поймы, верификация численной модели по эмпирически полученным параметрам [7] и значительные вычислительные мощности [4]. Как итог, расчетные контуры зон затопления являются основой при внесении границ затапливаемых территорий в единый государственный реестр недвижимости, используются для планирования действий при чрезвычайных ситуациях или при разработке мероприятий по минимизации негативного воздействия вод, а также интегрируются в базы данных различных ГИС-систем и систем мониторинга [1-3, 5, 16].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Район исследования - участок р. Печоры протяженностью более 400 км в границах Заполярного района Ненецкого автономного округа и Усть-Цилемского района Республики Коми. Географическое положение участка исследования в районе высоких широт на границе и за пределами полярного круга и северное направление речного стока формируют на р. Печоре специфический уровенный и ледовый режимы в период весеннего половодья. Торможение-остановка волны ледохода и формирование скоплений льда наблюдаются практически ежегодно, средняя протяженность тела ледяного затора составляет 19 км (до 33 км). Анализ пространственно-временных графиков хода уровня и условий формирования экстремальных значений уровня воды в период весеннего половодья с учетом ледовых явлений показал, что волна половодья имеет сложный, распластанный во времени вид, что определяет формирование максимальных уровней как при ледоходе, так и в условиях свободного русла.
Геоморфологические особенности долины р. Печоры также способствуют возникновению заторных явлений, особенно в нижнем ее течении. В целом преобладает плоский моренный рельеф, склоны пологие. В долине выделяются пять террасовых уровней, поверхность которых осложнена моренами, озами, камами. Пойма представляет сильно заболоченную поверхность с шириной в поперечнике от 8-10 до 40 км и более. Мощность аллювия поймы составляет 1-7 м, вблизи русла может достигать 12-16 м [18]. Отмечается высокая интенсивность русловых процессов.
В настоящее время, как показывает опыт [5, 7, 8, 12-15], для расчета границ зон затопления оптимальным и наиболее точным является гидродинамический подход. Выполнены комплексные исследования, включающие сбор и анализ многолетних рядов наблюдений за водным и ледовым режимами, экспедиционные работы, гидродинамическое моделирование, картографические работы. Наиболее подробно все этапы работы, их последовательность, перечень необходимых данных и учитываемых факторов можно представить в виде блок-схемы (рис. 1).
Как отмечено на рис. 1, уровни IV и III относятся к различным вариантам обработки гидрометеорологических данных с целью получения расчетных значений расходов воды заданной обеспеченности. В границах исследуемого района на р. Печоре расположено шесть действующих гидрологических постов
(см. таблицу). Расходы воды измеряются только на двух речных постах, при этом расстояние между ними составляет более 280 км, остальные посты - уровенные. Гидрологическая изученность территории оценивается как недостаточная2.
Таблица. Гидрологические посты на р. Печоре в границах участка исследования Table. List of hydrological posts on the Pechora River within the study area
Название пункта наблюдений Дата открытия, год Виды наблюдений
Расстояние от устья, км Измерение расходов воды Измерение уровня воды
г/п с. Усть-Цильма 07.07.1913 425 + +
г/п с. Ермицы 24.09.1933 236 - +
г/п с. Оксино 14.09.1916 141 + +
м/гп Нарьян-Мар ** 05.1959 104 - +
м/гп Андег 11.06.1974 79,0 - +
м/гп Осколково 01.01.1968 53,0 - +
I уровень
(определение границ зон затопления)
II уровень
(определение расчетных гидрологических характеристик s стеорах]
III уровень
(обобщение немодных данных, выбор расчетных^ етодов)
границы зон затопления
РЕЛЬЕФ ДОЛИНЫ по длине участка
УРОВНИ ЗАДАННОЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТИ Нр%
Гидравлические расчеты
Гидродинамические модели
Уровни Расходы
заданной « заданной +
обес п. обесп.
Характеристики русла и долины в створах
Ф
• Рельеф русла
• Рельеф поймы
• Шероховатость
• Уклон водной поверхности
• Подпор (в т.ч. ледовые я ел.)
• ГТС режим и состояние
Гидрологические расчеты
Гидрологические модели
Сеть гидрологических наблюдений - характерные Q, H
* t * ft
1\/уровень
(сбор исходных данных)
Данные по рекам аналогам:
- Расходы разных обеспеченностей
■ Площадь водосбора
* Коэф. дружности
■ Модуль стока
• другие
Данные о водосборах:
• площадь
• озерноеть
• заболоченность
• залесенность
• застройка
• водозабор и водоотведение...
Мете ода иные:
• осадки
• температура
• испарение
• ветер
•солн. радиация ■и др.
Организация новых водомерных постов:
* ежедневные уровни
• ежедневные расходы
Рис. 1. Блок-схема этапов определения границ зон затопления с учетом прямых и косвенных факторов формирования наивысших уровней [3]. Fig. 1. Block diagram of the stages of determining the boundaries of flood zones, taking into account direct and indirect factors of the formation of the highest levels [3].
Частота измерений расходов воды, даже на гидрологическом посту, определяется из требования обеспечения устойчивости и гладкости аналитической зависимости Q=F(H). Однозначная связь уровня с расходом воды
возможна только в условиях установившегося потока в устойчивом русле с зернистой шероховатостью. При значимой роли грядового сопротивления ситуация более сложная, поскольку размер гряд определяется величиной паводка, соответственно, характер связей Q=F(Н) приобретает далеко не однозначный вид. Поэтому при проведении гидрологических расчетов принципиально важно, наряду с уровнями воды, иметь соответствующие значения расходов воды.
Наибольший интерес представляет характер зависимости Q=F(Н) при экстремально высоких уровнях воды, однако ситуация с измерением расходов воды еще более сложная, т. к. проведение инструментальных измерений традиционными методами при затоплении обширной поймы р. Печоры, характеризующейся многорукавностью, множеством проток и стариц, различной степенью заболоченности и залесенности, представляется трудно выполнимым. Даже при наличии таких, как правило, единичных измерений значение расхода воды будет иметь высокую расчетную погрешность, не говоря уже об экстраполированных значениях требуемого 1 % расхода воды. Необходимо отметить, что подъем уровней воды в половодье 1 % обеспеченности (от меженного) достигает ~11 м в районе с. Усть-Цильма и ~5 м в устьевой части, а при 50 % обеспеченности уровни воды ниже всего лишь на ~2,5 и ~1,4 м соответственно. Следовательно, «условные 10 см» в погрешности высотных характеристик местности (в равной степени и расчетных значений максимальных уровней воды) могут значительно изменять контуры зон затопления.
Итоговые результаты II и I уровней в первую очередь зависят от качества имеющихся топографических материалов как в расчетных створах, так и по всей площади долины реки. В отличие от расчетных расходов и уровней воды, топографические материалы можно считать фактически установленными.
Современные возможности в сфере геодезии постоянно расширяются. Использование ГНСС-приемников и систем глобального позиционирования обеспечивают в настоящее время высокую точность измерений. Одним из векторов развития, активно развивающимся в последнее десятилетие, является установка ГНСС-приемников на БПЛА. Такая комбинация технологий, при должной подготовке и обработке полученных материалов, позволяет создавать высокоточные цифровые модели рельефа (ЦМР) и ортофотопланы, используемые в качестве исходной информации для гидродинамического моделирования и при оценке расчетных зон затопления.
Для 34 населенных пунктов (рис. 2), в различной степени подверженных в период весеннего половодья затоплению, берегоразрушению и воздействию ледовых явлений (рис. 3) была разработана и согласована программа производства полевых работ.
Первостепенной и самой трудоемкой задачей было создание планово-высотного обоснования (ПВО). Сложность заключалась в значительной разреженности и труднодоступности пунктов триангуляции государственной геодезической сети (ГГС), при практически полном отсутствии транспортной доступности. Расстояния до опорных пунктов ГГС в отдельных случаях
Рис. 2. Картосхема расположения обследуемых населенных пунктов, подверженных негативному влиянию вод р. Печоры.
Fig. 2. A map diagram of the location of the surveyed settlements exposed to the negative impact of the waters of the Pechora River.
а
Рис. 3. Фотоматериалы: а -затопление жилого фонда (с. Среднее Бугаево, 2017 г.); б - разрушение берега (с. Харьяга, 2021 г.);
в - формирование ледового затора. Fig. 3. Photographic materials: a - flooding of the housing stock (Sredne Bugaevo village, 2017); b - destruction of the shore (Kharyaga village, 2021); c - ice jamming formation
превышали 5-10 км. Сеть опорных межевых знаков также не развита. Работы по развитию (сгущению) существующей ГГС выполнялись статическим способом GPS/GLONASS-измерений (рис. 4). После создания ПВО от сети сгущения методом кинематики с контролем съемки в режиме реального времени осуществлялся комплекс инженерных изысканий.
При подготовке к площадной аэрофотосъемке выполнялась раскладка опорных маркеров равномерно по площади обследуемого участка с выносом крайних маркеров на 50-80 м дальше его условных границ. Дополнительно маркеры размещали вблизи уреза воды и в зонах резкого перепада высот. Определение планово-высотных координат маркеров выполнялось от наземной ГНСС станции (базовая станция), установленной на пункте сети сгущения. Перед полетными работами ГНСС-приемник на базе переводили в режим записи GPS/ GLONASS-измерений статическим способом с частотой 1Гц, выполнялась визуальная рекогносцировка местности на наличие высоковольтных ЛЭП, вышек связи и т. п., анализировалась метеорологическая обстановка. Перед взлетом проводили стандартную проверку оборудования БПЛА (фокусировка камеры, работа подвеса, системы позиционирования GPS-ГЛОНАСС, калибровка магнитного компаса), в специализированном программном обеспечении загружался план полета с заданными параметрами. Далее в автоматическом режиме под контролем оператора осуществлялась аэрофотосъемка. В качестве БПЛА использовался квадрокоптер TOPODRONE DJI Phantom 4 Pro v2.0 PPK, дооснащенный мультисистемным L1/L2 ГНСС-приемником со съемной ГНСС L1/L2 антенной. Его применение в связке с данными записи GPS/GLONASS-измерений на базовой станции позволяет по результатам постобработки получать точные координаты центров фотографирования, что, в конечном счете, повышает планово-высотную точность итоговых ЦМР и ортофотопланов.
Помимо работ с применением БПЛА выполнены рекогносцировочные, гидрографические и гидрометрические работы. Рекогносцировочное обследование проведено с целью поиска и фиксации отметок уровня высоких вод (рис. 5), а также для выявления участков разрушения берега. По опросным данным с высокой надежностью определен не только максимальный наблюденный уровень воды р. Печоры, но и зафиксированы отметки затопления в периоды весеннего половодья за отдельные годы. Результаты этих работ использованы в качестве исходных данных для уточнения распределения глубин в основных шарах (рукавах) р. Печоры (в районе населенных пунктов) для расчетов гидравлики речного потока и при разработке и калибровке гидродинамической модели.
Основной объем материалов, полученных в ходе полевых работ, был представлен наборами данных в электронном формате, их итоговая обработка выполнена в лицензированных программных продуктах (рис. 6). В результате для каждого обследованного населенного пункта создан отдельный проект, в котором построены подробные карты высот местности и ортофотопланы. Суммарная площадь аэрофотосъемки составила 2028 га. Общий объем цифровых данных проектов превысил 930 ГБ.
а б в
Рис. 4. Проведение геодезических работ: а - на пунктах государственной геодезической сети; б - на опорных межевых знаках; в - на временных водомерных постах. Fig. 4. Geodetic works: a - at points of the state geodetic network; b - at reference boundary markers; c - at temporary water measuring posts.
а б в
Рис. 5. Определение отметок УВВ по результатам рекогносцировки и опросов местных жителей: а - д. Среднее Бугаево; б - с. Ермицы; в - с. Макарово. Fig. 5. Determination of high water level marks based on the results of reconnaissance and surveys of local residents: a - Middle Bugaevo village; b - Ermitsy village; c - Makarovo village.
Рис. 6. Обработка полевых материалов в лицензированных программных продуктах: а - Sonar Viewer v.2.1.2 (русловые съемки); б - WinRiver II (скорости течения и расходы воды); в, г, д - Agisoft Metashape Professional (аэрофотосъемка). Fig. 6. Processing of field materials in licensed software products: a - Sonar Viewer v.2.1.2 (riverbed surveys); b - WinRiver II (flow velocities and water flow rates); c, d, e - Agisoft Metashape Professional (aerial photography).
Рис. 7. Картосхема расчетных границ зон затопления различной обеспеченности для с. Тельвиска с отображением объектов и инфраструктуры в зоне негативного влияния вод р. Печоры. Fig. 7. Cartographic diagram of the calculated boundaries of flood zones of different probability for the Telviska village of (Nenets Autonomous District) with the display of objects and infrastructure in the zone of negative impact of the waters of the Pechora River.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенного исследования, расчетные наивысшие уровни воды для населенных пунктов, не охваченных стационарными наблюдениями, определены по результатам гидродинамического моделирования в Ш-постановке (HEC-RAS ^5.0.7) [19, 20]. Входные значения расходов воды рассчитаны на основе статистического анализа материалов наблюдений по двум гидрологическим постам р. Печоры (с. Усть-Цильма, с. Оксино). Верификация модели осуществлялась по рядам максимальных срочных уровней воды, соответствующим заданным расходам по шести гидрологическим постам.
Картирование границ зон затопления и создание тематических картосхем выполняли в программной среде ESRI ArcMap с применением инструментов 3D-Analyst. Наложение и оцифровка результатов расчета итоговых зон затопления на ортофотопланы местности в границах населенных пунктов (рис. 7) позволили получить подробные перечни объектов жилого фонда, хозяйственной деятельности, экономики и ЖКХ, оценить возможный ущерб при затоплении в периоды прохождения волн весеннего половодья различной обеспеченности (1, 3, 5, 10, 25 и 50 %).
ВЫВОДЫ
Для решения практических задач, связанных с вопросами затопления территорий населенных пунктов, на базе современных вычислительных мощностей и возможностей ГИС-технологий оптимальным вариантом является гидродинамический подход, основанный на модельных расчетах, для которых качественные исходные данные можно получить с помощью БПЛА.
В рамках проведенной работы на примере протяженного участка р. Печоры рассмотрена методика выполнения полевых исследований с применением современного геодезического оборудования и БПЛА. Их технические характеристики обеспечили высокую надежность, информативность и актуальность полученных топографических и гидроморфометрических данных. Применение БПЛА позволило в короткие сроки и с высокой точностью получить ключевые натурные материалы, необходимые для расчета границ зон затопления (ЦМР) и выявления попадающих в них объектов жилья и инфраструктуры (ортофотопланы). Статистически обработанные материалы наблюдений на гидрологических постах и результаты полевых изысканий стали основой для верификации гидродинамической модели, воспроизводящей затопление территорий при различных сценариях в границах всей расчетной области.
Актуальность выполненных исследований и значимость полученных материалов обусловлена их дальнейшим использованием при расчетах возможного ущерба, а также при разработке научно обоснованных рекомендаций по формированию комплекса мер, направленных на предотвращение вредного воздействия вод р. Печоры [20].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мухин В.И. Типизация источников чрезвычайных ситуаций гидрологического характера // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2010. № 2. С. 70-73.
2. Верхотуров А.А., Мелкий В.А. Геоинформационное обеспечение прогнозирования зон затоплений на юге Сахалина // Вестник СГУГиТ. 2021. Т. 26. № 2. С. 115-126. DOI: 10.33764/2411-1759-2021-26-2-115-126.
3. Терский П.Н., Фатхи М.О., Цыпленков А.С., Землянов И.В. Горелиц О.В., Павловский А.Е. Определение границ зон затопления рек города Москвы // Геориск. 2017. № 3. С. 20-29.
4. Волчек А.А., Петров Д.О. Концептуальные методы моделирования затопления речных пойм на основе их геометрических параметров // Вестник БрГТУ. 2021. С. 77-83. DOI: 10.36773/1818-1212-2020-124-1-77-83.
5. Дьяконова Т.А., Кривко В.В., Агафонникова Е.О., Кликунова, А.Ю., Соколовский Е.В., Савин Е.С. Определение границ зон затопления на основе гидродинамического моделирования // Математическая физика и компьютерное моделирование. 2020. Т. 23, № 3. C. 12-22.
6. Постнова И.С., Яковченко С.Г., Дмитриев В.О. Технология оценки с помощью гис зон затопления весенними паводками малой обеспеченности // Вычислительные технологии. 2005. Т. 10. № S3. С. 39-46.
7. Романовский Р.В. Применение методов компьютерного моделирования зон затопления при максимальных расчетных уровнях воды для решения проектных задач при рекультивации нарушенных земель, а также проектировании зданий и сооружений вблизи водных объектов // Известия Томского политехнического университета. 2019. Т. 330. № 2. С. 186-201. DOI: 10.18799/24131830/2019/2/119.
8. Гармаев Е.Ж., Борисова Т.А. Опыт разработки программы по снижению негативного воздействия вод в бассейне реки Селенги // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2016. № 2. С. 45-62. DOI: 10.35567/1999-4508-2016-2-4.
9. Шихов А.Н., Абдуллин Р.К. Моделирование зон затопления при образовании ледового покрова на реках с помощью ГИС технологий (на примере с. Бобровка и пос. Усьва Пермского края) // Геоинформационное обеспечение пространственного развития Пермского края. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2013. C. 41-55.
10. Сиразетдинова Д.Д., Клеин А.Н., Абдуллин А.Х. Моделирование затопления территорий с использованием Arcgis PRO // Информационные технологии. Проблемы и решения. 2017. № 1 (4). C. 195-199.
11. Волчек А.А., Петров Д.О., Костюк Д.А. Алгоритм вычисления границ области затопления для речной сети с моделированием распространения воды по растровому представлению рельефа // Доклады БГУИР. Брест: Брестский государственный технический университет, 2016. № 5. С. 73-78.
12. Лепихин А.П., Любимова Т.П., Ляхин Ю.С., Тиунов А.А., Богомолов А.В., Перепелица Д.И., Паршакова Я.Н. Гидродинамическое моделирование реки Вятки в среднем течении: постановка задачи, результаты расчетов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2013. № 3. С. 16-32.
13. Шаликовский А.В., Лепихин А.П., Тиунов А.А., Курганович К.А., Морозов М.Г. Наводнения в Иркутской области 2019 года. // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2019. № 6. С. 48-65. DOI: 10.35567/1999-4508-2019-6-4.
14. Hartnett M., Nash S. High resolution flood modeling of urban areas using MSN_Flood. Water Science and Engineering. 2017. № 10 (3). Р. 175-183.
15. Беликов В.В., Алексюк А.И. Модели мелкой воды в задачах речной гидравлики. М.: РАН, 2020. 346 с.
16. Пьянков С.В., Шихов А.Н. Геоинформационное обеспечение моделирования гидрологических процессов и явлений. Пермь, 2017. 148 с.
17. Хромых В.В., Хромых О.В. Опыт применения съемок с БПЛА для моделирования зон затопления (приложение «паводок» геопортала Томской области) // Материалы Всеросс. научно-практ. конф. 2020 г., Т. 1. С. 197-200.
18. Былинский Е.Н. Выявление новейших тектонических движений путем изучения речных долин// Известия Академии наук. Серия геогр. 1962. № 6. С. 66-74.
19. HEC-RAS, River Analysis System Hydraulic Reference Manual (CPD-69) / Gary W. Brunner, Version 6.2, Exported - December 2022. P. 464.
20. Д.И. Перепелица, А.А.Тиунов, А.П. Лепихин, С.Р. Андреев, Н.А. Голдобин, С.А. Лепешкин. Выбор противопаводковых мероприятий с использованием вычислительных экспериментов (на примере нижнего течения реки Печоры) // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2023. № 2. С. 69-89. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_4.
REFERENCES
1. Mukhin V., Shimitilo V., Typification of emergencies sources of hydrological character. Nauchniye i obrazovatelniye problemy grazhdanskoy zashchity [Scientific and educational problems of civil protection]. 2010. No. 2. pp. 70-73. (In Russ.).
2. Verhoturov A.A., Melkiy V.A. Geoinformation support for forecasting flood zones in the south of Sakhalin. Vestnik of SGUGiT. 2021. Vol. 26. No. 2. Pp. 115-126. DOI: 10.33764/ 2411-1759-2021-26-2-115-126. (In Russ.).
3. Terskiy P.N., Fatkhi M.O., Tsyplenkov A.S., Zemlyanov I.V., Gorelits O.V., Pavlovskiy A.E. Flood zones delineation for Moscow city rivers. Defining the boundaries of the flood zones of the rivers of the city of Moscow. Georisk 2017. No.3. pp. 20-29. (In Russ.).
4. Volchak A.A., Petrov D.O. Conceptual methods for simulation of river floodplains inundation based on their geometric parameters. Vestnik of BrGTU. 2021. Pp. 77-83. DOI: org/10.36773/ 1818-1212-2020-124-1-77-83. (In Russ.).
5. Dyakonova T.A., Krivko V.V., Agafonnikova E.O., Klikunova A.Yu., Sokolovskiy E.V., Savin E.S. Determination of the boundaries of flooded zones based on hydrodynamic modeling. Matemat-icheskaya fizika i kompyuternoe modelirovaniye [Mathematicalphysics and computer modeling]. 2020. Vol. 23. No. 3. C. 12-22. ISSN 2587-6325. DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2020.3.2. (In Russ.).
6. Postnova I.S., Yakovchenko S.G., Dmitriev V.O. Technology of assessment using gis of flooding zones by spring floods of low security. Komnyuterniye tekhnologiyi [Computing technologies]. 2005. Vol. 10. No. S3 pp. 39-46. (In Russ.).
7. Romanovskiy R.V. Application of computer modeling methods of flood zones at maximum design water levels for solving project tasks in the disturbed lands reclamation and design of buildings and facilities near water bodies. Trudy Tomskogo politekhnicheskogo univer-siteta [Proceedings of Tomsk Polytechnic University]. 2019. Vol. 330. No. 2. Pp. 186-201. DOI: 10.18799/24131830/2019/2/119. (In Russ.).
8. Garmayev E.Z., Borisova T.A. Experience of program development for reduction of the waters adverse impact in the Selenga River basin. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2016. No. 2. Pp. 45-62. (In Russ.).
9. Shikhov A.N., Abdullin R.K. Modeling of flooding zones during the formation of ice cover on rivers using GIS technologies (on the example of Bobrovka village and village Usva of Perm Krai). Geoinformatsionnoye obespcheniye prostranstvennogo razvitiya Permskogo kraya. Sbornik nauchnykh trudov. [Geoinformation support of spatial development of Perm Krai. Collection of scientific papers]. Perm: Perm State National Research University, 2013. Pp. 41-55. (In Russ.).
10. Sirazetdinova D.D., Klein A.N., Abdullin A.H. Simulation of flooding of territories using ARCGIS PRO. Informatsionniye tekhnologiyi: problemy i resheniya. [Information technology. Problems and solutions]. 2017. № 1 (4). Рр. 195-199. (In Russ.).
11. Volchak A.A., Petrov D.O., Kostiuk D.A. Algorithm for the flood inundation zone bondaries for the river network based on water spread over the raster terrain model. Reports of the BSUIR. Brest State Technical University, Brest, Belarus. 2016. No. 5. Pp. 73-78. (In Russ.).
12. Lepikhin A.P., Lyubimova T.P., Lyakhin Y.S., Tiunov A.A., Bogomolov A.V., Perepelitsa D.I., Par-shakova Y.N. Hydrodynamic simulation of the Vyatka River in the middle reach: target setting and the calculation results. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2013. No. 3. Pp. 16-32. (In Russ.).
13. Shalikovsky A.V., Lepikhin A.P., Tiunov A.A., Kurganovich K.A., Morozov M.G. The 2019 floods in Irkutsk Region. Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2019. No. 6. Pp. 48-65. DOI: 10.35567/1999-4508-2019-6-4. (In Russ.).
14. Hartnett M., Nash S. High resolution flood modeling of urban areas using MSN_Flood. Water Science and Engineering. 2017. № 10 (3). Р. 175-183. (In Russ.).
15. Belikov V.V., Oleksiuk A.I. Shallow water models in problems of river hydraulics. RAS, 2020. 346 p. ISBN 978-5-907036-22-2. (In Russ.).
16. Khromykh V.V., Khromykh O.V. Experience of using UAV surveys for modeling flood zones (appendix "flood" of the Tomsk region geoportal). Materialy vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsiyi s mezhdunarodnym uchastiyem [Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference with international participation]. 2020. Vol. I. Pp. 197-200. (In Russ.).
17. Pyankov S.V., Shikhov A.N. Geo/information support for modeling hydrological processes and phenomena: monograph. Perm', 2017. 148 p. (In Russ.).
18. Bylinsky E.N. Identification of the newest tectonic movements by studying river valleys. Izvestiya AkademiiNauk. Geogr. Series, 1962. No. 6. Pp. 66-74. (In Russ.).
19. HEC-RAS, River Analysis System Hydraulic Reference Manual (CPD-69) / Gary W. Brunner, Version 6.2, Exported - December 2022. P. 464. (In Russ.).
20. Perepelitsa D.I., Tiunov A.A., Lepikhin A.P., Andreyev S.R., Goldobin N.A., Lepeshkin S.A.. The choice of anti-flood measures with the use of computational experiments (the Pechora River downstream as a study case). Water Sector of Russia: Problems, Technologies, Management. 2023. No. 2. Pp. 69-89. DOI: 10.35567/19994508_2023_2_4. (In Russ.).
Сведения об авторах:
Лучников Антон Игоревич, ведущий инженер-исследователь, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Камский филиал, Россия, 614002, г. Пермь, ул. Николая Островского, 113; ведущий инженер, ФГБУН «Горный институт Уральского отделения Российской академии наук, Россия, 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78А; ORCID: 0000-0002-06602462; e-mail: luchnikovanton@gmail.com
Голдобин Никита Александрович, ведущий инженер-исследователь, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Камский филиал, Россия, 614002, г. Пермь, ул. Николая Островского, ORCID: 0000-0002-5498-8347; e-mail: nikita-goldobin@yandex.ru
Лепешкин Сергей Александрович, научный сотрудник, ФГБУ «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», Камский филиал, Россия, 614002, г. Пермь, ул. Николая Островского, ORCID: 0000- 0002-2308-4396; e-mail: lepeshkin_sa@mail.ru
About the authors:
Anton I. Luchnikov, Leading Engineering Researcher, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection Kama Branch, ul. Nikolaya Ostrovskogo, 113, Perm, 614002, Russia; Leading Engineer, Mining Institute of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, ul, Sibirskaya, 78A, Perm, 614007 Russia; ORCID: 0000-0002-0660-2462; e-mail: luchnikovanton@ gmail.com
Nikita A. Goldobin, Leading Engineering Researcher, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection Kama Branch, ul. Nikolaya Ostrovskogo, 113, Perm, 614002, Russia; ORCID: 0000-0002-5498-8347; e-mail: nikita-goldobin@yandex.ru
Sergey A. Lepeshkin, Researcher, Russian Research Institute for Integrated Water Management and Protection Kama Branch, ul. Nikolaya Ostrovskogo, 113, Perm, 614002, Russia; ORCID: 00000002-2308-4396; e-mail: lepeshkin_sa@mail.ru
