МОДЕЛЮВАННЯ ХВИЛІ ПРОРИВУ Цимлянський гідровузла
Гідрогеологічні вишукування на території Ростовської агломерації.
Робота виконана на замовлення Міністерства територіального розвитку, архітектури та містобудування Ростовської області.
• Ліквідація катастрофічною обстановки (надзвичайної ситуації) в разі прориву греблі Цимлянського водосховища.
• Розробка математичної моделі, що імітує різні гідрологічні та аварійні ситуації на даній ділянці.
• Моделювання процесів затоплення, визначення висотних і планувальних обмежень при розміщенні об'єктів.
Дослідження проводилися сучасними методами чисельного моделювання, заснованими на вирішенні двовимірних рівнянь Сен-Венана на адаптивних гібридних сітках.
Розроблено комп'ютерну модель ділянки протяжністю близько 500 км, що включає Цимлянське водосховище і долину Нижнього Дону аж до гирла (глобальна дрібномасштабні модель).
При побудові цифрової моделі рельєфу місцевості (ЦМР) використовувалися топографічні карти різних масштабів, лоцманські карти р.Дон, космічна радарна зйомка, поперечні перерізи долини р.Дон і Цимлянського водосховища.
Параметри хвилі прориву (рівні води, глибини, швидкості течії і зони затоплення) відображалися на електронних картах і космічних знімках.
У розрахунках розглядалося 4 сценарії гідродинамічної аварії.
При прориві правобережної грунтової греблі (основний сценарій №2) проран розвивається досить тривалий час до ширини майже в 2 км, і максимальна витрата виливу близько 80 000 м3 / с досягається лише на початку другої доби.
Динаміка поширення хвилі прориву по долині Нижнього Дону при утворенні прорана в грунтовій греблі при УВБ = НПУ = 36,0 МБС і витраті через водоскид 500 м3 / с (основний сценарій №2)
Вищенаведені розрахунки мали своєю основною метою отримати параметри хвилі прориву в районі рр. Ростов-на-Дону і Батайськ, щоб обгрунтувати необхідні позначки підсипки території перспективного освоєння на лівобережній заплаві Дону.
Тому розрахунковим шляхом на основі чисельного моделювання були побудовані гідрографи хвиль прориву при різних сценаріях для створу в / п Аксай, які потім використовувалися в якості граничного умови для локальної великомасштабної гідродинамічної моделі, спеціально побудованій для даного Замовника ділянки заплави.
Варіанти розрахунку:
1. Без обліку планованих заходів
• 1% витрата (14800 м3 / с)
• 10% витрата (9700 м3 / с)
• проран в грунтовій греблі ЦГУ
2. З урахуванням планованих заходів
• 1% витрата (14800 м3 / с)
• 10% витрата (9700 м3 / с)
• проран в грунтовій греблі ЦГУ
3. З урахуванням сгонно-нагінних коливань рівнів води
• 1% витрата (14800 м3 / с)
• 10% витрата (9700 м3 / с)
• Забудова лівобережної заплави впливає на гідрологічний режим р.Дон. Крива зв'язку витрат і рівнів води в цих умовах вимагає коректування.
• При проходженні хвилі прориву максимальна витрата в створі в / п Аксай складає 17 000 м3 / с, що на 2 200 м3 / с перевищує витрата 1% повені. При цьому максимальні рівні води на в / п Аксай і Ростов на 0,5-0,6 м вище рівня 1% затоплення.
• Забезпечення незатопленним території при 1% паводку з урахуванням запасу 0,5 м автоматично призводить до задоволення вимог МНС під час пропуску хвилі прориву (в т.ч. і з урахуванням перспективної забудови).
Повернутися в розділ Чисельне моделювання.
Цифрова модель рельєфу долини р. Дон (глобальна модель)
Розрахункова гібридна сітка і кордони полігонів
Гідрографи витрати через проран і греблю
Динаміка поширення хвилі прориву по долині Нижнього Дону при утворенні прорана в грунтовій греблі при УВБ = НПУ = 36,0 МБС і витраті через водоскид 500 м3 / с (основний сценарій №2)
12 годин і 24 години
48 годин і 60 годин
4 добу та 5 добу
Максимальні рівні води при проране в ґрунтової частини греблі ЦГУ з урахуванням підсипаних майданчиків
Максимальні швидкості води при проране в ґрунтової частини греблі ЦГУ з урахуванням підсипаних майданчиків