Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

Рис. 4.5.1.
Результаты натурных наблюдений на перекате Хатын-Тумул.
а и б – соответственно глубины переката и отметки водной поверхности при проектном 
уровне; в – продольные профили при различных уровнях. 1 – репер; 2 – проектный
уровень; 3 – осредненное дно; 4 – измеренные профили свободной поверхности;
5 – продольный рельеф дна по линии наибольших глубин
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
119

---

Рис. 4.5.2.
Рассчитанные скорости течения и уровни водной поверхности на перекате
Хатын-Тумул при 
Q
= 3200, 4800, 7000, 14000, 26000, 44000 м
3
/с (а–е соответственно)
Калибровка выполнялась по величине перепада уровней водной поверх-
ности между начальным и конечным створами наблюдений. Наилучшее 
совпадение рассчитанных и натурных данных при всех значениях расхо-
120
Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

дов было достигнуто при одном и том же коэффициенте шероховатости в 
формуле Маннинга 
n
= 0,028 (несколько повышенное значение n объясня-
ется, по-видимому, пластинчатым выходом скальных пород в русле реки на 
участке переката).
Рис. 4.5.3.
Развитие водоворота в области отрыва течения на изгибе береговой линии
при 
Q
= 7000, 26000, 44000 м
3
/с (а, б, в соответственно)
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
121

---

Другой пример относится к расчету участка слияния рек Лены и Алда-
на (так называемый Алданский узел) [Беликов, Зайцев, Милитеев, 2002]. На 
этом участке ширина Лены достигает 6 км, в русле много крупных островов 
(в расчетах учитывалось больше двадцати). При известных расходах воды 
в Лене и Алдане проводились натурные измерения распределения расхо-
дов между рукавами русла, и эти значения сопоставлялись с расчетами при 
различных коэффициентах шероховатости (Рис. 4.5.4). Хорошее совпадение 
было получено при значении 
n
= 0,025, одинаковом для всех рукавов. Отме-
тим, что в обоих перечисленных случаях существенными были инерционные 
эффекты, которые достаточно хорошо моделируются двумерными уравнени-
ями Сен-Венана по разработанным авторами алгоритмам. Фактически мож-
но утверждать, что одна из основных задач гидравлики открытых потоков 
о распределении расходов между рукавами русла в настоящее время имеет 
обоснованное достаточно точное решение в произвольном случае при при-
менении современных численных методов и наличии хорошей батиметрии.
Рис. 4.5.4.
Сравнение результатов измерений и расчета распределения воды по рукавам и 
протокам на участке слияния рек Лена и Алдан 
122