ООО "Научно-производственное предприятие "АКВАРИУС"
г. Москва, 125362, а/я 71
Строительный проезд, д. 7А, корп. 9
Тел.: (495)- 646 95 81; 646 95 82; Факс: (495)- 646 95 80

Цимлянский гидроузел.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЛНЫ ПРОРЫВА ЦИМЛЯНСКОГО ГИДРОУЗЛА
Гидрогеологические изыскания на территории Ростовской агломерации.



           Работа выполнена по заказу Министерства территориального развития, архитектуры и градостроительства Ростовской области.



           Цели работы:

•  Ликвидация катастрофической обстановки (чрезвычайной ситуации) в случае прорыва плотины Цимлянского водохранилища.

•  Разработка математической модели, имитирующей различные гидрологические и аварийные ситуации на рассматриваемом участке.

•  Моделирование процессов затопления, определение высотных и планировочных ограничений при размещении объектов.



           Исследования проводились современными методами численного моделирования, основанными на решении двумерных уравнений Сен-Венана на адаптивных гибридных сетках. 

           Разработана компьютерная модель участка протяженностью около 500 км, включающая Цимлянское водохранилище и долину Нижнего Дона вплоть до устья (глобальная мелкомасштабная модель). 

           При построении цифровой модели рельефа местности (ЦМР) использовались топографические карты различных масштабов, лоцманские карты р.Дон, космическая радарная съемка, поперечные сечения долины р.Дон и Цимлянского водохранилища. 

           Параметры волны прорыва (уровни воды, глубины, скорости течения и зоны затопления) отображались на электронных картах и космических снимках.



           В расчетах рассматривалось 4 сценария гидродинамической аварии.

          При прорыве правобережной грунтовой плотины (основной сценарий №2) проран развивается достаточно длительное время до ширины почти в 2 км, и максимальный расход излива около 80 000 м3/с достигается лишь в начале вторых суток.

           Динамика распространения волны прорыва по долине Нижнего Дона при образовании прорана в грунтовой плотине при УВБ=НПУ=36,0 мБС и расходе через водосброс 500 м3/с (основной сценарий №2)

           Вышеприведенные расчеты имели своей основной целью получить параметры волны прорыва в районе гг. Ростов-на-Дону и Батайск, чтобы обосновать необходимые отметки подсыпки территории перспективного освоения на левобережной пойме Дона.
Поэтому расчетным путем на основе численного моделирования были построены гидрографы волн прорыва при различных сценариях для створа в/п Аксай, которые затем использовались в качестве граничного условия для локальной крупномасштабной гидродинамической модели, специально построенной для интересующего Заказчика участка поймы.



           Варианты расчета:

1. Без учёта планируемых мероприятий
• 1% расход (14800 м3/с)
• 10% расход (9700 м3/с)
• проран в грунтовой плотине ЦГУ

2. С учётом планируемых мероприятий
• 1% расход (14800 м3/с)
• 10% расход (9700 м3/с)
• проран в грунтовой плотине ЦГУ

3. С учётом сгонно-нагонных колебаний уровней воды
• 1% расход (14800 м3/с)
• 10% расход (9700 м3/с)



           Основные выводы:

• Застройка левобережной поймы оказывает влияние на гидрологический режим р.Дон. Кривая связи расходов и уровней воды в этих условиях требует корректировки.

• При прохождении волны прорыва максимальный расход в створе в/п Аксай составляет 17 000 м3/с, что на 2 200 м3/с превышает расход 1% половодья. При этом максимальные уровни воды на в/п Аксай и Ростов на 0,5-0,6 м выше уровня 1% затопления.

• Обеспечение незатопления территории при 1% паводке с учетом запаса 0,5 м автоматически приводит к удовлетворению требований МЧС при пропуске волны прорыва (в т.ч. и с учетом перспективной застройки).

 

Подробнее 

Вернуться в раздел Численное моделирование.


Цифровая модель рельефа долины р. Дон (глобальная модель)


Расчетная гибридная сетка и границы полигонов


Гидрографы расхода через проран и плотину

Динамика распространения волны прорыва по долине Нижнего Дона при образовании прорана в грунтовой плотине при УВБ=НПУ=36,0 мБС и расходе через водосброс 500 м3/с (основной сценарий №2)


12 часов и 24 часа


48 часов и 60 часов


4 сутки и 5 сутки


Максимальные уровни воды при проране в грунтовой части плотины ЦГУ с учетом подсыпанных площадок


Максимальные скорости воды при проране в грунтовой части плотины ЦГУ с учетом подсыпанных площадок