Речной гидродинамики

Модели мелкой воды в задачах речной гидродинамики

---

ния, защищающих от затопления населенные пункты. На этой модели про-
водились в дальнейшем расчеты паводковых и меженных течений, а также 
сгонно-нагонных явлений. Кроме того, была разработана модель Багаевско-
го водохранилища (как подмодель «глобальной» модели), а также локальная 
модель Багаевского гидроузла.
Математическая модель. Для расчёта гидродинамических параметров 
течения воды, переноса примеси и деформаций дна применялся программ-
ный комплекс STREAM 2D CUDA [Алексюк, Беликов, 2017в], в котором 
реализован алгоритм, описанный в [Алексюк, Беликов, 2017а] и распарал-
леленный на графическом процессоре с использованием технологии CUDA.
В основу программы заложена двумерная нестационарная система уравне-
ний мелкой воды (уравнения Сен-Венана), описывающая меженные, павод-
ковые и сгонно-нагонные течения в реках и речных долинах, волны проры-
ва, вызванные разрушением напорного фронта плотин, и др.
6.5.2. «Глобальная» модель и её калибровка
Цифровая модель рельефа.
Трёхмерная ЦМР строилась на основе кар-
тографического материала масштаба от 1:5000 до 1:25000, топографического 
плана М 1:2000 участка строительства площадью съемки 712 га, результатов 
лидарной съемки прирусловых участков в полосе от Кочетовского гидроузла 
до о. Арпачин (в зоне расположения Багаевского водохранилища), а также 
продольных профилей некоторых перегораживающих пойму дорог, полу-
ченных топографической съемкой. При этом рельеф русловой части модели 
формировался на основе актуализированных батиметрических промеров
р. Дон. На Рис. 6.5.1, 6.5.2 представлены ЦМР на всю область моделирова-
ния и фрагмент для участка расположения Багаевского гидроузла.
Расчетные сетки.
Расчётная адаптивная треугольно-четырехугольная 
сетка модели содержала более 560 тысяч ячеек размерами от 5 м до 300 м. 
На Рис. 6.5.3 представлен фрагмент расчетной гибридной сетки в районе
о. Арпачин (для бытовых условий). Входная граница модели была выбрана 
в створе Кочетовского гидроузла, выходная – в вершине Таганрогского за-
лива. На входе в качестве граничного условия задавался расход воды (посто-
янный или гидрограф), на выходе – уровень водной поверхности: постоян-
ный среднемноголетний ˗0,4 мБС (полученный по данным наблюдений на 
в.п. Таганрог) либо переменный во времени сгонно-нагонный в диапазоне 
от ˗3,0 мБС до +2,3 мБС.