Прогноз роста заберегов на водохранилищах руслового типа, каналах и реках

• Автор: Савельев, Константин Леонидович
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Обзор предшествующих исследований
История вопроса
Обзор существующих методик и моделей для расчёта гидравлики потока и гидродинамических характеристик на водных объектах
Виды течений на водных объектах и вводные замечания
Алгебраические соотношения для определения скорости потока
Одномерные модели вдоль динамической оси потока
Одномерные модели по глубине водного объекта
Двумерные плановые математические модели
Продольно-вертикальные математические модели
Трёхмерные математические модели
Термические процессы на водных объектах и математические модели расчёта температуры воды
Общие сведения о проведённых ранее исследованиях
Термическая классификация водных объектов
Уравнение теплового баланса и тепловые потоки
Одномерные вдоль динамической оси потока математические модели
Одномерные по глубине водного объекта математические модели
Продольно-вертикальные математические модели
Вид коэффициента вертикальной турбулентной теплопроводности
Процессы ледообразования на водных объектах в период замерзания и математические модели определения ледовых характеристик
Общие сведения о ледовом режиме в период замерзания водного объекта
Математические модели формирования и переноса внутриводного льда..
Зависимости для определения ширины заберегов
Условие образование зажоров
Основные выводы по 1 -ой главе

Глава 2 Математическая модель расчёта ледотермических характеристик в
период замерзания водных объектов
2.1 Физическая постановка задачи расчета ледотермических характеристик
в период замерзания водного объекта
2.1.1 Фазовые переходы воды в лёд и одного вида льда в другой в период
заморозков
2.1.2 Термический режим водных объектов в период их замерзания
2.1.3 Последовательность замерзания водного объекта
2.1.4 Особенности гидравлического режима в период замерзания
2.2 Математическое моделирование ледотермических и гидравлических
процессов
2.2.1 Математическое моделирование гидравлического режима водных
объектов
2.2.2 Математическое моделирование температурного режима водных
объектов
2.2.3 Математическое моделирование ледового режима водных объектов в
период замерзания
2.2.4 Аппроксимация дифференциальных уравнений
Глава 3 Исследование влияния метеорологических, гидравлических и
морфометрических характеристик на ледотермический режим водного объекта в период его замерзания
3.1 Методика проведения исследований
3.2 Влияние метеорологических характеристик на рост заберегов
3.3 Влияние расхода воды на рост заберегов
3.4 Влияние уровня воды на рост заберегов
3.5 Влияние ширины русла на рост заберегов
3.6 Влияние расширения русла на рост заберегов
3.7 Влияние сужения русла на рост заберегов
3.8 Влияние уклона дна русла на рост заберегов
Глава 4 Верификация математических моделей по данным наблюдений на
водных объектах
4.1 Методика верификации математических моделей по данным
наблюдений на участке р. Ангара
4.1.1 Цель верификации математических моделей
4.1.2 Описание реального водного объекта и его формализация

4.1.3 Построение расчётной сетки
4.1.4 Гидрологические и метеорологические исходные данные
4.1.5 Последовательность выполнения расчётов
4.2 Выполнение расчётов характеристик для участка р. Ангара
4.2.1 Влияние искомых параметров на значения уровней воды и ширины
заберегов
4.2.2 Определение значений параметров задачи по среднеквадратичным
отклонениям результатов расчётов от данных наблюдений
4.2.3 Принятые параметры задачи и динамика изменения уровней воды и
роста заберегов
4.3 Построение эмпирических зависимостей по данным расчёта
характеристик на участке р. Ангара
4.3.1 Методика построения эмпирических зависимостей
4.3.2 Эмпирические зависимости искомых параметров
Верификация комплекса математических моделей по наблюдениям на
4.4 участке р. Иртыш в районе строительства водохранилища
Красногорского гидроузла
Заключение
Список литературы
Приложение А

1.3.7 Вид коэффициента вертикальной турбулентной теплопроводности
Р. В. Донченко в [43] отмечает, что числовое значение турбулентного числа Прандтля
(1.38) принимаемые в исследованиях водных потоков различными авторами, неодинаковы Рг =0.5. ..1.0.
В работе [112] и в Рекомендациях [93] турбулентное число Прандтля принимается равным 0,642. Таким образом, для определения коэффициента турбулентной теплопроводности в вертикальном направлении можно воспользоваться значением турбулентного числа Прандтля и коэффициента вертикальной турбулентной вязкости. И наоборот, по известному коэффициенту турбулентной теплопроводности и числу Прандтля можно определить коэффициент турбулентной вязкости.
К.И. Российский [95] предлагает определить суммарный коэффициент теплопроводности по формуле (1.39).
Здесь Якг - коэффициент турбулентной теплопроводности, в результате возмущения, не
связанного с продольной скоростью течения водного объекта; Яф - коэффициент молекулярной
теплопроводности. В дальнейшем, для мелких водохранилищ в зимних условиях формулу
(1.39) преобразуется в (1.40) [112]
В [44, 93] коэффициент турбулентной теплопроводности в вертикальном направлении определяется по (1.41)
где Яф - коэффициент молекулярной теплопроводности воды; Як - свободно-конвективная
теплопроводность; Я, - коэффициент стоковой теплопроводности; Я,>шш - коэффициент
теплопроводности, возникающего от ветрового волнения; Л - коэффициент дрейфовой
теплопроводности. Вид данных коэффициентов теплопроводностей, представлен в [80].
В работе А.Т. Зиновьева [49] коэффициент турбулентной теплопроводности в вертикальном направлении определяется по (1.42).

(1.38)
(1.39)
Я, = 1,16^1,03 1 05д2 + 0,52/Г +0,6. где ц - удельный расход воды на единицу ширины водного объекта, м2/с.
(1.40)
(1.41)