Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

Рис.5.5.1.
Карты изохрон добегания фронта волны загрязнителя (в часах) до Рублевского 
водозабора в меженный период
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
155

---

Рис.5.5.2.
Карты изохрон добегания фронта волны загрязнителя (в часах) до Рублевского 
водозабора в период половодья
156
Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

5.6. Моделирование динамики притока
к Рублевской плотине в период ледостава 
Период установления ледостава на р. Москве и ее притоках сопровожда-
ется потерями воды на ледообразование, шугоходом и зажорными явления-
ми, что затрудняет поступление воды к водопроводным станциям и ставит 
под угрозу водоснабжение г. Москвы. Исходя из этого, с использованием 
программы «Река Москва» была создана расчетная методика, позволяющая 
в оперативном режиме давать оценку изменения гидрологических параме-
тров в створах водозаборов водопроводных станций с учетом имеющихся 
прогнозов изменения погодных условий.
Для разработки математической модели гидравлики потока при ледоста-
ве в первую очередь необходимо было выявить основные факторы, влияю-
щие на ледостав и потерю расхода на Рублевских водозаборах. Анализ мате-
риалов фактических наблюдений за расходами воды на Рублевской плотине, 
литературных данных, результатов рекогносцировочных обследований по-
казали, что таких факторов всего семь, а именно:
– гидрографы сбросов с верхнемоскворецких гидроузлов (Можайского, 
Рузского, Озернинского и Истринского);
– боковой приток с незарегулированной части тракта водоподачи в пред-
ледоставный период;
– время (момент) начала ледостава;
– продолжительность нарастания площади ледового покрова (до момен-
та почти полного покрытия льдом поверхности рек, за исключением отдель-
ных полыней);
– потери воды непосредственно на льдообразование (фазовый переход 
вода – лед);
– дополнительные гидравлические сопротивления водному потоку в пе-
риод ледостава и вообще в зимний период, вызванные трением воды о лед, 
зажорами и шугой; 
– скорости течения на перекатах, где могут образовываться зажоры.
Следует отметить, что все указанные факторы в большей или меньшей 
степени зависят от величины и динамики изменения температуры воздуха 
(графика среднесуточных температур). Рассмотрим более детально каждый 
из этих факторов и способ его учета в математической модели.
Гидрографы сбросов с гидроузлов в период перед началом ледостава 
достаточно стабильны. Суммарный сброс Москворецкой водной системы 
(МВС) обычно составляет 35–45 м
3
/с, хотя в отдельные годы он доходил 
до 70–80 м
3
/с и даже до 107 м
3
/с (1990 г.). Сброс МВС должен обеспечить 
бесперебойную работу Рублевских водозаборов с расходом 30–32 м
3
/с и са-
нитарный попуск 6 м
3
/с, в том числе в период ледостава, когда происходят 
потери расхода от 10 м
3
/с до 20–25 м
3
/с. Сбросы москворецких гидроузлов 
могут варьироваться в зависимости от температуры воздуха и ледовой об-
становки и являются граничными условиями математической модели.