Гидросфера: Опасные процессы и явления (Mar 2020)
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТОВ НЕБОЛЬШИХ ПОПУСКОВ НА МАЛЫХ РЕКАХ НА ПРИМЕРЕ РЕКИ ОРЕДЕЖ
Abstract
В работе рассмотрено движение отрицательной и положительной волн попуска из водохранилища на р. Оредеж. Для расчёта распространения волны попуска использовалась модель неустановившегося движения воды. Попуск проводился 19.06.2017 и состоял из трёх фаз. В первую фазу затвор был перекрыт. Расход воды в реке упал с 3,6 до 2,5 м3/с. Через час затвор был поднят и в течение получаса произведён попуск со средним расходом 4,2 м3/с. Для наблюдения за динамикой уровней воды в реке организованы 7 постов, расположенных на расстоянии от 91,5 до 2 443 м от плотины. На большинстве створов интервал наблюдений составлял 1 минуту. При расчёте небольших волн попусков для медленно изменяющегося неустановившегося движения в случаях, когда имеются топографические материалы, целесообразно использование одномерной модели неустановившегося движения воды (уравнения Сен-Венана). В данной модели, описываемой линейными дифференциальными уравнениями в частных производных, исходные гидравлические и морфометрические характеристики задаются вдоль всего рассматриваемого участка реки. Эта модель позволяет определить рассчитываемые характеристики потока на всём рассматриваемом протяжении реки. Система разностных уравнений решается методом прогонки. В результате прямой и обратной прогонки получают значения расходов и уровней воды вдоль всего русла для очередного расчётного интервала времени. Определение величин расходов и уровней воды для последней точки последнего участка производится на основе граничных условий, к которым добавляются граничные разностные уравнения. После этого производится обратная прогонка. Эксперимент показал, что используемая модель позволяет проводить расчёты неустановившегося движения воды на малых реках при попусках сравнимых с первоначальным расходом и даже кратно меньшим. Максимальные расхождения между измеренными и рассчитанными уровнями при прохождении отрицательной волны в створах не превысили 15,0 см, положительной – 4,0 см.
Keywords
