РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СТОКА ТАЛЫХ ВОД С ВОДОСБОРОВ

С помощью компьютерной программы стока талых вод с водосборов «Снег» К.Н. Макаровым выполнена обязательная проверка адекватности разработанной математической модели натурным процессам и выполнены существенные по объему численные эксперименты для выявления влияния основных стокообразующих факторов и топографических характеристик водосборов на основные параметры стока талых вод.

Проверка адекватности модели была произведена по материалам натурных наблюдений за ходом половодий с малых водосборов на Подмосковной водобалансовой стоковой станции Госкомгидромета СССР, на которой для ряда специально оборудованных водосборов осуществляют ежегодные наблюдения за ходом изменения снегоза- пасов и других метеорологических характеристик на водосборах, а в ходе половодий производят измерения расходов воды, стекающей с этих водосборов, на специальных лотковых гидрометрических сооружениях.

Для сопоставления натурных и расчетных гидрографов стока талых вод были использованы данные по двум малым водосборам, один из которых — открытый водосбор — лог Логиновский площадью 1,42 км2, второй — залесенный водосбор — лог Беззубовский площадью 2,69 км2. Оба водосбора расположены в бассейне р. Колони, правом притоке р. Москвы. Было выполнено сравнение натурных гидрографов стока талых вод с этих водосборов с расчетными по компьютерной программе «Снег»; при этом радиационный баланс на границе атмосфера-снег определялся по результатам натурных измерений температуры воздуха, скорости ветра, влажности воздуха и облачности.

На рис. 14.4 представлены результаты сопоставления по программе «Снег» натурных и расчетных гидрографов стока талых вод с малых водосборов на водобалансовой стоковой станции Госкомгид- ромета за половодье 1979 г.

Натурные и расчетные гидрографы стока талых вод за половодье 1979 г. с водосборов на подмосковной водобалансовой стоковой станции

Рис. 14.4. Натурные и расчетные гидрографы стока талых вод за половодье 1979 г. с водосборов на подмосковной водобалансовой стоковой станции:

а — лог Логиновский; б — лог Беззубовский

Сравнение натурных и расчетных гидрографов стока за период с 1977 по 1981 г. показало, что математическая модель стока талых вод с водосборов и компьютерная программа «Снег» достаточно адекватно отражают природные процессы, протекающие на реальных водосборах. Расхождения в величинах максимальных расходов талых вод во всех случаях не превысили 18%.

В результате численных экспериментов, выполненных К.Н. Макаровым с помощью программы «Снег», установлено, что основными генетическими факторами формирования стока талых вод с водосборов являются мощность снежного покрова к началу снеготаяния и максимальные суточные величины радиационного баланса на границе атмосфера—снег.

В частности, установлено, что максимальные расходы талых вод значительно возрастают при увеличении мощности снежного покрова от 15 до 60 см, далее рост суточных максимумов замедляется и в пределе становится постоянным, но гидрограф стока при этом растягивается во времени.

С увеличением радиационного баланса происходит резкое увеличение максимумов расходов и суточных объемов стока талых вод, при этом период снеготаяния сокращается и уменьшается продолжительность половодья.

Таким образом, численные эксперименты показали, что наиболее опасным с точки зрения повреждений и разрушений водопропускных сооружений являются половодья, формирующиеся при наибольших суточных максимумах радиационного баланса при достаточной мощности снежного покрова к началу снеготаяния.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >