Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

В задачах моделирования наводнений эффективным средством валида-
ции результатов расчетов является сопоставление зон затопления с данны-
ми космических снимков (см. Рис. 4.5.5, а также п. 8.4).
Большой опыт реальных расчетов показывает, что хорошее совпадение с 
данными измерений может быть достигнуто при единых для всей расчетной 
области коэффициентах шероховатости, отличающихся только для русло-
вых и пойменных участков и принимающих в основном значения, близкие 
к стандартным (для русла 0,025, для поймы 0,05). Так, при расчете катастро-
фического наводнения в Приморье на притоках р. Уссури (см. п.8.2) коэф-
фициент шероховатости русел после калибровки был принят 0,025, поймы 
0,05; при расчете р. Волги у г. Саратова 0,0245 и 0.05 соответственно во всем 
диапазоне изменения расходов от меженных до паводковых (Рис.4.5.6); для 
модели р. Колымы в районе пос. Зырянка 0,024 и 0,06, и т.д. 
Рис. 4.5.5.
Затопление пойм в районе г. Великий Устюг в период весеннего половодья:
(а) – космический снимок (синяя линия – рассчитанная по гидрологической модели граница 
затопления совмещенная с со снимком); (б) – глубины воды, полученные на основе
гидрологического моделирования (уровень по г/п г. Великий Устюг – 654 см,
расход р. Сухоны – 4210 м
3
/с, р. Юг – 2780 м
3
/c)
Часть II. Моделирование практических задач речной гидродинамики
123

---

Иногда встречаются случаи косвенного подтверждения точности выпол-
ненных расчетов и правомерности предлагаемых рекомендаций. Так, на-
пример, при определении схемы защиты г. Вилюйска от размывов берега 
во время наводнений [Беликов, Зайцев, Милитеев, 2002;
 
Zaitsev, Belikov, 
Militeev, 2004] были даны рекомендации по устройству четырех полуза-
пруд, которые должны были защитить весь размываемый участок берега 
(Рис.4.5.7). Реально были сооружены две полузапруды из четырех, и на не-
защищенном участке подмыв берега длительное время продолжался.
Рис. 4.5.6.
Кривая зависимости 
Q
(
H
) в нижнем бьефе Саратовской ГЭС (точки – расчет
по математической модели, сплошная линия – уровни по проекту)
Важным методом оценки достоверности и точности производимых рас-
четов является сопоставление результатов, полученных для одного объекта 
по различным алгоритмам (например, по явной и неявной схемам, схемам 
первого и более высоких порядков) и на различных сетках (вложенных, пря-
моугольных, треугольных, гибридных). Так, например, при расчете прилив-
ных и ветровых течений в мелководных заливах на о. Сахалин [Беликов, 
2005] применялись явная и неявная по времени схемы на одной и той же 
сетке. Максимальная по акватории сложной формы протяженностью более 
40 км разница уровней водной поверхности составила 5%, средняя около 
2% относительно максимальной амплитуды колебаний уровня. Расчеты 
течения участка р. Припять в районе Чернобыльской АЭС производились 
по явной схеме на гибридной сетке и по неявной схеме на прямоугольной 
сетке. Кроме того, производилось физическое моделирование на воздуш-
но-напорной модели. Результаты оказались достаточно близкими. Участок 
р. Лены у г. Ленска рассчитывался на треугольной сетке по неявной схеме 
и на гибридной треугольно-четырехугольной сетке по явной схеме. Разница 
124