ВЛИЯНИЕ ПРОТИВОПАВОДКОВЫХ ДАМБ В ПОЙМЕ НА ФОРМУ ЗОНЫ ЗАТОПЛЕНИЯ, ПОЛЕ СКОРОСТЕЙ И ГЛУБИН ПОТОКА НА ПРИМЕРЕ ЧИСЛЕННОЙ МОДЕЛИ УЧАСТКА РЕКИ КОНДОМА

Abstract

Актуальность численного моделирования зон затопления, характеристик скоростного поля потока и отметок уровней воды рек исходит из потребностей практики инженерной разработки месторождений полезных ископаемых, которые зачастую располагаются в чрезвычайно сложных с гидрографической точки зрения условиях. В таких условиях стандартные методики расчетов указанных характеристик не позволяют достичь желаемого результата или не учитывают всего многообразия процессов, происходящих в открытых потоках, способных существенно повлиять на безопасный и безаварийный режим работы проектируемых сооружений. Цель: на примере участка реки Кондома и расположенных в ее пойме существующих и проектируемых гидротехнических сооружений (противопаводковых дамб) и объектов строительства показать, каким образом данные объекты влияют на изменение формы расчетной зоны затопления, скоростного поля потока и уровней воды в условиях стесняющего воздействия на живое сечение потока при паводке редкой вероятности превышения (1 % обеспеченности). Методы. Численное моделирование характеристик потока (расчетная зона затопления, распределение скоростей и направлений течения, расчетные уровни воды) на участке р. Кондома выполнялось при помощи моделирующей системы HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System) версии 5.0.5. Модель строилась для трех различных сценариев: когда пойма реки относительно не нарушена и в ней отсутствуют противопаводковые дамбы и отвал вскрышной породы (сценарий № 1), при наличии в пойме существующей в настоящее время одной противопаводковой дамбы и породного отвала (сценарий № 2), при наличии в пойме всех существующих в сценарии № 2 объектов и проектируемой противопаводковой дамбы (сценарий № 3). Было произведено сравнение исследуемых характеристик р. Кондома на рассматриваемом участке при реализации всех трех сценариев. Результаты. Для участка р. Кондома настроена имитационная модель прохождения половодья с вероятностью превышения максимального уровня 1 % по трем сценариям, один из которых (сценарий № 1) принят в качестве контрольного. Произведена калибровка модели, подобраны адекватные реальным условиям коэффициенты шероховатости поймы и русла. Получены численные характеристики потока (форма расчетной зоны затопления, распределение скоростей и направлений течения, уровни воды и глубины) по трем рассматриваемым сценариям, и сделаны выводы о степени влияния существующих в настоящее время в левобережной пойме р. Кондома сооружений на форму свободной поверхности, а также произведен прогноз такого влияния в результате строительства новой противопаводковой дамбы на левой пойме реки.