Речной гидродинамики

Гидрологическая информация
должна содержать сведения о расходах 
и уровнях воды в основных руслах и притоках, связи расходов и уровней на 
гидрологических постах, кривые обеспеченности расходов и уровней воды, 
характеристики боковой приточности, параметры водохранилищ (объем, 
площадь поверхности при НПУ и ФПУ, кривые связи объемов и уровней 
воды), суточные режимы сбросных расходов ГЭС и т.п. При моделирова-
нии процессов снеготаяния для определения расходов с водосборов надо 
знать параметры водосборов (уклон, лесистость, заболоченность и т.п.), за-
пас воды в снеге, среднесуточные значения температуры воздуха и осадков. 
При наличии данных измерений следует обязательно проводить калибровку 
и верификацию (валидацию) численной модели (см. п. 4.5).
Рис. 4.1.2.
Цифровая модель рельефа р. Лена в районе о. Батамайский
(точки с координатами 
x
, 
y
, 
z
, зигзагообразные линии – промеры галсами)
Схематизация объекта исследования и выбор адекватных числен-
ных моделей.
Параллельно с процессом сбора и подготовки исходных 
данных производится анализ требуемых по условиям задачи масштабов 
пространственного осреднения, иными словами – выбор размерности ма-
тематической модели. Этот выбор зависит от ряда факторов, в том числе 
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
95

---

от точности и детальности имеющихся исходных данных, геометрических 
размеров расчетной области, требуемой по существу поставленной задачи 
точности расчетов и т.п. Так, при моделировании протяженных участков 
русел и системы русел часто применяются одномерные либо двухслойные 
двумерные схематизации, в то время как при моделировании относительно 
коротких участков с расположенными на них берегозащитными, регуляци-
онными или водозаборными сооружениями следует применять двумерные 
(в плане) либо трехмерные (или многослойные по глубине) модели. Приве-
дем несколько примеров.
Компьютерная модель Москворецкой речной системы в целом (Глава 5) 
была построена на основе одномерной схематизации главного русла и ос-
новных притоков. Такой выбор определялся несколькими причинами:
•
Большими размерами и длиной расчетной области (с притоками боль-
ше 600 км) при незначительных ширинах русел (от 30 до 150 м) и относи-
тельно небольшой ширине затапливаемых пойм (за исключением района 
гидроузла Фаустово)
•
Расстояниями между измеренными поперечниками от 500 м до 2000 м, 
что при малых ширинах русел делает нерациональным применение двумер-
ной схематизации
•
Сутью решаемых моделированием задач, основной из которых явля-
лось обеспечение прогноза и безаварийного пропуска паводковых расходов 
через водосбросные плотины городского бьефа и нижнего течения р. Мо-
сква (с учетом управления затворами), в том числе при осуществлении ги-
дравлических промывок русла.
Рис. 4.1.3.
Отметки водной поверхности р.Волга (а) и векторы скорости течения (б)
при расходе 30 000 м
3
/с и уровне Каспийского моря –27,5 м.
Компьютерная модель низовьев р. Волга (Рис. 4.1.3) была построена на 
основе двухслойной схематизации (п. 1.3.2), в которой русла рек Волги и 
Ахтубы и основных протоков дельты ниже бровок были представлены в од-
номерной схематизации, а выше бровок русел вся затапливаемая пойма и 
96