Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

чек. Это подтверждается и сопоставлением кривых статических объемов, 
построенных для старой и новой батиметрий (Рис. 6.4.2). Таким образом, 
при проектировании расширения нижнего бассейна под вторую очередь и 
выполнении моделирования использовались достоверные актуализирован-
ные батиметрические данные.
Рис. 6.4.2.
Кривые статических объемов нижнего бассейна Загорской ГАЭС:
1 – существующий бассейн, старая батиметрия; 2 – существующий бассейн, новая
батиметрия; 3 – расширение бассейна в верховую сторону с углублением
до отметки 151,5 м.
Расчетные сетки.
Для расчетов применялись нерегулярные треугольные 
сетки, адаптированные под плановые очертания расчетной области и осо-
бенности течения. Для их построения применялась программа «TRIANA» 
[Беликов, 1984а]. В итоге было построено четыре варианта сетки с длинами 
сторон треугольников от 10 до 30 м: вариант 1 – сетка, содержащая 26814 
ячеек, по существующим очертаниям нижнего бассейна; вариант 2 – 34510 
ячеек с учетом дополнительной емкости «сапожок»; вариант 3 – 32452 яче-
ек с учетом дополнительной емкости «гриб»; вариант 4 – 37412 ячеек для 
расширения в верховую сторону.
Калибровка численной модели.
Важным этапом при построении ком-
пьютерной гидравлической модели объекта является ее калибровка, т.е. на-
стройка на данный объект путем подбора входящих в модель параметров (в 
нашем случае коэффициентов шероховатости) таким образом, чтобы полу-
чить согласование с имеющимися натурными данными. Для рассматривае-
мого объекта в распоряжении исполнителей не было натурных данных по 
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
189

---

изменению уровней воды во времени в контрольных точках и створах при 
работе ГАЭС-1. Поэтому, исходя из опытов расчетов других объектов, были 
назначены коэффициенты шероховатости в формуле Маннинга 
n
= 0,03 для 
открытого потока и 
n
= 0,05 для потока подо льдом. После этого проводилось 
сопоставление расчетов зимнего режима при совместной работе ГАЭС-1 и 
ГАЭС-2 с проектными данными (косвенная проверка, таблица 6.4.2). При 
этом учитывалась толщина льда, которая принималась равной 0,5 м, причем 
сам ледовый покров моделировался как дополнительное сопротивление по-
тока (путем повышения коэффициента шероховатости).
По нашим расчетам уровни воды отличаются от проектных данных на 
различные моменты времени (таблица 6.4.2, последний столбец) на вели-
чину до 0,3 м (при общей амплитуде колебания 9 м), что вызвано суще-
ственной неравномерностью распределения отметок водной поверхности 
по акватории бассейна в силу нестационарности рассматриваемых течений. 
При калибровке на расчетной треугольной сетке вычислялся также полез-
ный (рабочий) объем Wплз = Wнпу – Wумо = 43,3–12,2 = 31,1 млн м
3
, что 
в точности соответствует проектным данным для зимнего периода. По ре-
зультатам калибровки для дальнейших расчетов был принят коэффициент 
шероховатости равным 0,05 при наличии ледового покрова и 0,03 при его 
отсутствии. Результаты численного моделирования