Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

в) аккумуляции части расхода при затоплении поймы;
г) формирования бокового притока из-за снеготаяния и дождей;
д) переноса загрязнений по русловой сети;
е) уменьшения притока к Рублевским водозаборам в период ледостава.
Рис. 5.2.2.
Расчетные гидрографы в створах нижнего течения р. Москвы в половодье 1998 г.
Приведем краткие сведения о расчетной программе. Комплекс про-
грамм «Река Mосква» был разработан В.В. Беликовым, В.В. Кочетковым и
Ю.М. Колесниковым по заданию ГУП «МОСВОДОКАНАЛ» в 2004 году 
и доработан в 2008 году. Он предназначен для расчета параметров течения 
(расходов и уровней воды, зон затопления) и переноса загрязнений в р. 
Москве и ее основных притоках от верхнемоскворецких водохранилищ до 
Рублевской плотины c использованием цифровой топографической основы.
Комплекс состоит из восьми основных модулей:
1. Модуль просмотра и редактирования поперечников на электронной 
карте
2. Модуль просмотра и редактирования гидрографов
3. Модуль расчета параметров течения в первичной русловой сети с ис-
пользованием гидрологической информации (основной расчетный модуль 
на основе одномерных уравнений Сен-Венана)
4. Модуль формирования боковой приточности к системе русел с исполь-
зованием метеорологических данных (модуль расчета склонового стока)
5. Модуль расчета параметров течения в схематизированном русле с пой-
мой с использованием результатов работы склонового модуля
6. Модуль расчета переноса загрязнений (пассивной неконсервативной 
примеси) в первичной русловой сети
7. Модуль представления результатов счета в виде графиков
8. Модуль отображения зон затопления и скоростей течения на электрон-
ной карте.
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
137

---

Исходными данными для расчетов являются:
– измеренные поперечные сечения по каждому из русел сети;
– структура русловой сети (взаимное расположение русел);
– гидрографы сбросных расходов из водохранилищ, гидрографы боко-
вого притока к водохранилищам, уровни в замыкающем створе (не обяза-
тельно);
– метеорологические данные (среднесуточные температуры воздуха, 
осадки и испарение, запас воды в снеге на начало половодья);
– характеристики выброса загрязняющих веществ (объем, продолжи-
тельность, состав ЗВ).
Расчет течения в системе русел производится на основе совместного 
численного решения одномерной системы уравнений Сен-Венана и урав-
нения переноса примеси по оригинальному алгоритму (см. Приложение А). 
Расчет боковой приточности с использованием метеоданных ведется на ос-
нове численного решения уравнений диффузионной волны раздельно для 
склонового поверхностного, подповерхностного и руслового стока с при-
менением известных методик определения интенсивности снеготаяния и 
величины инфильтрационного расхода. Программа визуализации позволяет 
представлять изменение параметров течения по длине русла и в заданных 
створах в виде графиков (кривых свободной поверхности, гидрографов рас-
ходов, ширин разлива и др.), а также максимальные зоны затопления и ско-
рости течения на электронной карте местности.
Расчет производится следующим образом. Если боковой приток вычис-
ляется методом аналогий (по притоку к водохранилищам), то сразу запу-
скается основной расчетный модуль, граничные условия для которого за-
даются в соответствующих файлах исходных данных. Если боковой приток 
вычисляется по метеоданным, то сначала отрабатывает модуль расчета 
склонового стока для всех выделенных участков водосбора (см. п. 5.3) на 
весь расчетный период времени. Обычно этот период выбирается от нача-
ла половодья (при этом необходимо задать запас воды в снеге на соответ-
ствующую дату) до последней даты предполагаемого прогноза, но были и 
достаточно успешные попытки начала расчетов с начала зимнего периода 
(устойчивого перехода среднесуточных температур через 0°С). Результа-
ты расчетов записываются в соответствующие файлы в виде гидрографов 
склонового стока.
Затем (при расчете по метеоданным) выполняется расчет русловой 
трансформации стоковой волны для рек Искона и М. Истра на схематизи-
рованной русло-пойменной модели (см. п.5.3), и результаты записываются 
в файлы гидрографов стока в устьях этих рек. Далее производится расчет 
по основному расчетному модулю для первичной русловой сети с учетом 
рассчитанных по метеоданным гидрографов притока с незарегулированной 
территории и заданных сбросных расходов гидроузлов. 
138