Речной гидродинамики

НАПОРНЫХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ
СООРУЖЕНИЙ
В результате разрушения напорных фронтов гидротехнических соо-
ружений, вызванных переполнением водохранилищ, землетрясениями, 
оползнями, суффозией (выноса грунта водой из тела плотины) и другими 
явлениями, могут возникнуть катастрофические техногенные наводнения, 
приводящие к затоплению обширных территорий, разрушениям и челове-
ческим жертвам. Последствия наводнений при возникновении прорывного 
паводка существенным образом зависят от возможности их прогнозирова-
ния, заблаговременного планирования и принятия защитных мер, а так же 
от эффективности руководства и действий оперативного персонала и специ-
альных сил спасения в условиях чрезвычайной ситуации. Для оценки ве-
личины вероятного вреда необходим прогноз последствий гипотетической 
аварии сооружения. Центральным элементом такого прогноза является 
определение параметров прорывного паводка. Основным методом расчета 
параметров волны прорыва в настоящее время является численное модели-
рование, для выполнения которого требуется детальная картографическая 
информация, морфометрия русел, геометрические и конструктивные пара-
метры плотин, гидрологические данные, космические снимки для уточне-
ния текущего состояния водных объектов.
Основными результатами расчетов волны прорыва являются гидрограф 
излива через проран, гидрографы и ход уровней воды в контрольных ство-
рах расчетной области, плановое распределение глубин затопления, уров-
ней водной поверхности, осредненных по вертикали скоростей течения в 
различные от начала развития прорана моменты времени.
В настоящей главе приводятся примеры моделирования прорыва на-
порных фронтов гидротехнических сооружений (шлюзов, плотин), в том 
числе с развитием каскадной гидродинамической аварии, а также методика 
построения карт возможных разрушений в балльной системе. Поскольку 
данная монография посвящена потокам в недеформируемых руслах, здесь 
детально не рассматриваются очень важные вопросы о развитии проранов 
в грунтовых плотинах. Моделирование волны прорыва до 2011 г. проводи-
лось с использованием программного комплекса «БОР» [Беликов, Милите-
ев, Кочетков, 2001], а затем на основе различных модификаций программ-
ного комплекса STREAM 2D [Беликов, Кочетков, 2014; Алексюк, Беликов, 
2017б, в]. С применением этих программ были выполнены расчеты волн 
прорыва и зон затопления для всех основных напорных сооружений Канала 
им. Москвы (более 50), а также большого числа гидроузлов энергетического 
назначения, в том числе Красноярского, Братского, Саратовского, Иваньков-
ского, Угличского, Рыбинского, Камского, Жигулевского, Краснодарского, 
220