Динамика поверхностных вод на территории Волго-Ахтубинской поймы на основе численного моделирования

• Автор: Писарев, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1 Глава
Математическая модель динамики поверхностных вод и ее численная реализация
1.1. Математическая модель динамики поверхностных вод
1.1.1 Применение модели мелкой воды для описания геофизических течений
1.1.2 Уравнения мелкой воды
1.1.3. Нелинейная модель инфильтрации
1.1.4. Коэффициент шероховатости в модели Маннинга
1.2. Численные методы решения
1.2.1 Обзор численных схем для интегрирования системы уравнений Сен-Венана
1.2.2 Комбинированный ЭРН-ТУБ метод для уравнений мелкой воды
1.3. Результаты тестовых расчетов
1.4. Особенности динамики мелкой воды на неоднородном ре-
льефе местности
1.5 Основные выводы

2 Глава
Цифровая модель рельефа как основа гидродинамической модели движения поверхностных вод
2.1. Создание векторной карты рельефа В АП по данным ДЭЗ .
2.2. Создание векторной карты мелкомасштабных объектов В АП
2.3. Создание векторной карты русел Волги и Ахтубы по дан-
ным топографических и лоцманских карт
2.4. Объединение всех векторных слоев (рельефа, объектов, ру-
сел) в цифровую модель рельефа
2.5. Актуализация ЦМР с использованием гидрологического
мониторинга
2.6 Основные выводы
3 Глава
Динамика поверхностных вод ВАП во время весеннего паводка
3.1. Некоторые особенности динамики поверхностных вод на
территории ВАП
3.2. Начальные и граничные условия
3.3. Исследования влияния инфильтрации и испарения на па-
водковые явления в ВАП
3.3.1. Зависимость площади затопления от потери воды . .
3.3.2. Данные дистанционного зондирования Земли
3.4. Влияние малых изменений рельефа ВАП на характер за-
топления
3.4.1. Описание серий цифровых моделей рельефа
3.4.2. Результаты численного моделирования

3.5. Численная модель динамики поверхностных вод в русле
Волги: оценка коэффициента шероховатости
3.5.1. Динамика уровней на гидропостах Волги при посто-
янном значении коэффициента шероховатости
3.5.2. Параметризация коэффициента шероховатости
3.6 Основные выводы
4 Глава
Задачи управления гидрологическим режимом на основе прямых гидродинамических расчетов
4.1. Динамика интегральных параметров
4.2. Переходная характеристика системы
4.3. Когнитивный анализ гидрологической ситуации
4.4. Модель оптимального гидрографа
4.5 Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

При вычислении гидродинамических сил, действующих на частицы, в окрестности вертикальных стенок или разрывов рельефа (течения типа «водопад»), необходимо корректно производить расчет по формуле (1.23) посредством введения «виртуальных» частиц (к-частицы в сумме), чтобы избежать описанных во Введении проблем, связанных с описанием динамики границы «вода - сухое дно» (рис 1.5)
Рис. 1.5. Схема расположения «виртуальных» частиц т) (голубые штриховые кружки). Слева для кусочно-постоянных функции Ь(х,у) и і](х, у) внутри ячеек, а справа — для кусочно-линейных
Как видно из рисунка 1.5 при расчете сил на разрывах рельефа для і-й ячейки в правой части формулы (1.23) вместо частиц с % вводим «виртуальные» частицы с fjк, для которых выполняется правило:
Vi: Vi < bk
Vk = к, Vk < к',
Vk, else
в случае кусочно-постоянных функций bur]- Аналогично можно записать правило и для кусочно-линейных функций b и v ■