Ущерб речному стоку в районе приречных водозаборов — страница 4

комбинированное моделирование взаимодействия подземных и поверхностных вод, смысл которого заключается в корректировке уровней рек в процессе решения в соответствии с текущей величиной ущерба речному стоку. Алгоритм комбинированного расчета таков: - на очередном шаге по времени расчет сетки напоров выполняется с учетом состояния граничного условия, полученного на конец предыдущего шага; - при найденных значениях напора в

каждом блоке, содержащем граничное условие 3 рода, вычисляется величина расхода взаимодействия пласта с рекой; - после этого последовательно для всех "речных" блоков, начиная с самого верхнего по течению, вычисляется остаточный расход реки (путем алгебраического сложения с расходом взаимодействия в каждом блоке); - затем для каждого блока вычисляется новая глубина реки, соответствующая остаточному расходу реки в этом

блоке, и вычисляется разница между начальной глубиной и текущей - это и есть искомое изменение уровня на границе к концу расчетного временного шага; - полученное значение вычитается из начального значения уровня на границе; можно делать следующий шаг, на котором трансграничный расход будет равен: , где Нрасч = Н (если сохраняется подпертый режим взаимодействия с рекой), Нрасч = Н0 (если уровень опустился ниже отметки отрыва). Видно,

что трансграничный расход при наличии ущерба меньше, чем без него. Не исключается, что в отдельных блоках расчетная величина окажется больше остаточного расхода реки - это означает, что произошел полный перехват стока реки на этом участке и, следовательно, на следующем временном шаге граничное условие в этом блоке должно быть исключено из расчета. Как вычислить глубину реки, соответствующую известному ее расходу ? Есть разные

подходы; один из наиболее простых (и потому - жизнеспособных) - применение формулы Шези, являющейся аналогом формулы Дарси применительно к поверхностным потокам и устанавливающей связь между расходом водотока, гидравлическими русловыми сопротивлениями и затратами энергии в потоке: , где С - коэффициент Шези (аналог коэффициента фильтрации), - площадь поперечного сечения потока, R - гидравлический радиус (отношение площади

поперечного сечения к длине смоченного периметра), I - уклон водной поверхности потока. Полагая гидравлический радиус практически равным средней глубине реки (что вполне допустимо для рек, глубины которых много меньше их ширины G ), можно считать: , что позволяет вычислять среднюю глубину реки в соответствии с известным расходом. Коэффициент С может быть определен непосредственно с помощью полевых измерений, однако обычно его