Численное моделирование гидроледотермических процессов в нижних бьефах ГЭС
Диссертация
Практическая значимость. Разработанная комплексная гидроледотер-мическая модель была использована при экологических исследованиях последствий гидростроительства на реках Катунь и Томь. С её использованием получены количественные характеристики гидроледотермического режима нижнего бьефа Новосибирского гидроузла при различных метеоусловиях и расходах воды и показана возможность минимизации попусков… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор подходов к моделированию гидроледотермических процессов в водотоках
- 1. 1. Процесс и типы замерзания рек
- 1. 2. Процессы формирования кромки льда и 20 механическое разрушение ледового покрова
- 1. 3. Рост и таяние ледяного покрова
- 1. 4. Моделирование процессов шугообразования и 45 температурного режима
- 1. 5. Моделирование гидравлического режима
- Глава 2. Комплексная математическая модель гидроледотермических процессов
- 2. 1. Постановка задачи
- 2. 2. Модель шугообразования и температурного 65 режима
- 2. 3. Модель гидравлического режима. *
- 2. 4. Модель формирования и разрушения ледового 88 покрова
- 2. 5. Численная реализация и сопоставление с 90 натурными данными
- Глава 3. Численного моделирование нижнего бьефа проектируемых Катунской ГЭС и Крапивинского гидроузла
- Глава 4. Численного моделирование нижнего бьефа
- Новосибирского гидроузла
Список литературы
- Абраменков, Н.М. Опыт использования кинетического уравнения для описания процесса формирования внутриводного льда / Абраменков Н. М. // Метеорология и гидрология. -1980. -№ 9. -С. 97−104.
- Абраменков, Н.М. О возможности моделирования процесса замерзания шугоносных рек / Абраменков Н. М. // Труды ГГИ. -1984. -Вып. 258. -С. 30−49.
- Барышников, Н.Б. Гидравлические сопротивления речных русел / Барышников Н. Б. -С-Пб.: РГГМУ. 2003. -С. 146.
- Бейлинсон, М.М. Теплобалансовые расчеты нарастания и разрушения ледяного покрова рек и водохранилищ в условиях резко континентального климата / Бейлинсон М. М // Динамика и термика рек и водохранилищ. М.: Наука. -1984. -С. 220−233.
- Белоконь, П.Н. Инженерная гидравлика потока под ледяным покровом / Бело-конь П.Н. M.-JL: Госэнергоиздат. -1950. — С. 160.
- Белолипецкий, В.М. Математическое моделирование динамики кромки ледового покрова в нижнем бьефе Красноярской ГЭС / Белолипецкий В. М. Ту-говиков В.Б. // Метеорология и гидрология. -1990. -№ 9. -С. 94−99.
- Белолипецкий, В.М. Численное моделирование задач гидроледотермики водотоков / Белолипецкий В. М., Генова С. Н., Туговиков В. Б., Шокин Ю. И. // Новосибирск: Изд-во СО РАН. -1994. -С.136.
- Берденников, В.П. Методика исследований зажорных явлений / Берденников В. П. // Труды ГГИ. -1956. -Вып. 55. -С. 94−120.
- Берденников, В.П. Расчет некоторых элементов зажоров на реках Ангаре и Енисее / Берденников В. П. // Труды ГГИ. -1958. -Вып. 65. -С. 100−121.
- Берденников, В.П. Условия шугохода в зоне кромки льда при формировании зажора / Берденников В. П. // Труды ГГИ. -1962. -Вып. 93. -С. 24−39.
- Берденников, В.П. Динамические условия образования заторов льда на реках / Берденников В. П., Винников С. Д. // Труды ГГИ. -1964. -Вып. 110. -С. 3−11.
- Берденников В.П. К дальнейшему развитию методики расчета воздействия раздробленного льда на берега и сооружения / Берденников В. П. // Гидрологические ресурсы продовольственной программы. -Д.: -1984. -С. 86−96.
- Болотников, Г. И. О применимости теоретических моделей заторов льда для натурных условий / Болотников Г. И. // В кн.: Вопросы гидрологии суши. -Л.:-1982.-С. 43−50.
- Булатов, С.Н. Основные факторы, определяющие начало весенних подвижек льда на реках / Булатов С. Н. // Метеорология и гидрология. -1952.- № 2. -С. 34−37.
- Булатов, С.Н. Расчет прочности тающего ледяного покрова и начало ветрового дрейфа льда / Булатов С. Н. // Труды ГМЦ. -1970. -Вып. 74. С. 3−111.
- Булатов, С.Н. О возможности создания универсального метода расчета времени вскрытия рек /Булатов С.Н. // Труды Гидрометцентра СССР. -1972. -Вып. 112. -С. 100−107.
- Быдин, Ф.И. Развитие некоторых вопросов в области ледового режима водоемов / Быдин Ф. И. // Труды III Всесоюзного гидрологического съезда. Т. 3. Л.: Гидрометеоиздат. -1959. -С. 278−286.
- Вартазаров, С. Я. Движение внутриводного льда в потоке / Вартазаров С. Я. // Известия Академии наук Армянской ССР. -Т. И. -№ 2. -1949.
- Васильев, О.Ф. Численный метод расчета распространения длинных волн в открытых руслах и приложение его к задаче о паводке / Васильев О. Ф., Годунов С. К. и др. // ДАН СССР. -1963. -Т. 151. -№ 3. -С. 525−527.
- Васильев, О.Ф. Математическое моделирование качества воды в системах открытых русел / Васильев О. Ф., Воеводин А. Ф. // Динамика сплошной среды. -Новосибирск: Изд-во ИГ СО АН СССР. -1975. -Вып. 2. -С. 73−87.
- Винников, С.Д. Гидрофизика / Винников С. Д., Проскуряков Б. В. // Л.: Гидрометеоиздат. -1988. -С. 248.
- Виноградова, Т.А. Расчет рапространения половодий в устьях сибирских рек с учетом неравномерно рапределенного ледяного покрова / Виноградова Т. А., Никифоровская B.C. // Гидрофизические процессы в реках и водохранилищах. -М.: Наука. -1985. -С. 257−262.
- Вольмир, А.С. Гибкие пластины и оболочки / Вольмир А. С. -М.: Гостехиздат. -1956. -С.564.
- Генкин, З.А. Влияние взаимодействия ледовых образований на формирование ледовых явлений в районе кромки льда / Генкин З. А., Трегуб Г. А. // Материалы конференции «Лед-87». -Л.: Энергоатомиздат. -1989. -С. 57−64.
- Готлиб, Я.Л. Ледотермика Ангары / Готлиб Я. Л., Займин Е. Е., Раззоренов Ф. Ф., Цейтлин Б. С. Гидрометеоиздат. -1964. -С. 154.
- Готлиб, Я.Л. Натурные гидрологические исследования при проектированиях ГЭС/ Готлиб Я. Л., Кузьмин И. А., Сокольников Н. М., Раззоренов Ф. Ф. -Л.: Гидрометеоиздат. -1971 -С. 268.
- Готлиб, Я.Л. Лед в водохранилищах и нижних бьефах ГЭС / Готлиб Я. Л., Донченко Р. В. Пехович А.И. Соколов И. Н. Л.: Гидрометеоиздат. 1983. -С. 200.
- Гришанин, К.В. Распределение скоростей и коэффициент трения в потоках под ледяным покровом / Гришанин К. В., Спецов Ф. А. // Тр. ЛИИВТ. Л.: ЛИВТ. -1968а. -Вып. 110. С. 53−69.
- Гришанин, К.В. Распределение скоростей и сопротивление трения в потоках под ледяным покровом / Гришанин К. В., Спецов Ф. А. // Тр. ЛИИВТ. Л.: ЛИВТ. -Вып. 119. -19 686. С. 53−62.
- Гришанин, К.В. Гидравлические сопротивления естественных русел / Гришанин К. В. Л.: Гидрометеоиздат. 1992. — С. 258.
- Дебольская, Е.И. Распространение длинных волн в русле с ледяным покровом / Дебольская Е. И. //Гидрофизические процессы в реках и водохранили-щах.-М. -1985. -С.35−42.
- Дебольская, Е.И. Динамика водных потоков с ледяным покровом / Дебольская Е. И. М.: Изд. Московского гос. ун-та природообустройства. -2003. -С. 278.
- Донченко, Р.В. Физические свойства внутриводного льда (шуги) / Донченко Р. В. // Труды ГГИ. -1956. -Вып. 55. -С. 5−40.
- Донченко, Р.В. Закономерности образования и распространения зажоров на реках СССР/ Донченко Р. В., Щеголева Е. В. // Труды ГГИ. -1985. -Вып. 309. -С. 3−15.
- Донченко, Р.В. Методы расчета зажорных и заторных уровней воды на зарегулированных участка рек / Донченко Р. В. // Труды ГГИ. -1986. -Вып. 323. -С. 3−18.
- Донченко, Р.В. Ледовый режим рек СССР/ Донченко Р. В. Л.: Гидрометеоиздат.-1987.-С. 248.
- Естифеев, A.M. Процессы зажорообразования на реках и водохранилищах и методы их регулирования / Естифеев A.M., Соколов И. Н. // Труды координационных совещаний по гидротехнике. -1970. -Вып. 56. -С. 36 53.
- Железняков, Г. В. Пропускная способность русл каналов и рек / Железняков Г. В. Л. Гидрометеоиздат. -1981. -С. 311.
- Железняков, Г. В. О движении воды в реках при ледоставе / Железняков Г. В., Пейч Ю. Л. // Динамика и термика рек водохранилищ и прибрежной зоны морей. М.: ИВП РАН. -1999. -С. 122−123.
- Иванов, К.Е. Динамика ледостава и зажоров на р. Нева / Иванов К. Е., Колокольцев Н. А. // Труды ГГИ. -1950. -Вып. 06. -С. 140−195.
- Инструкция по режиму эксплуатации и определению пропускной способности каналов в зимний период. ВСН-84 Минводхоз СССР. -М: Минводхоз. -1984. С. 35.
- Караушев, А.В. Речная гидравлика / Караушев А. В. Л.: Гидрометеоиздат. -1969.-С. 416.
- Качанов, Л.М. К теории прочности ледояного покрова при колебаниях уровня воды / Качанов Л. М. //Труды НИУ. -Сер.1. -Вып. 6. -М. Метеорология. -1949. -С. 5−88.
- Киселев, А.А. Лабораторные исследования пропускной способности русел покрытых льдом и шугой / Киселев А. А. // Труды ГГИ. -1985. -Вып. 309. -С. 58−65.
- Киселев, А.А. Лабораторные исследования гидравлических сопротивлений зажорных скоплений / Киселев А. А. // Труды ГГИ. -1991. -Вып. 354. -С. 3037.
- Козлов, Д.В. Гидравлические и термические особенности зимнего режима бъфов речных гидроузлов / Козлов Д. В. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук: 05.23.06. -Моск. гидромелиоратив. ин-т. — М. -1992. -С. 176.
- Колесникова, А.Г. О скорости образования внутриводного льда / Колесникова А. Г., Беляев В. И., Букина J1.A. // Труды 3-го Всесоюзного гидрологического съезда. -1959.-Т.З. -С.426−435.
- Крицкий, С.Н. Зимний термический режим водохранилищ рек и каналов/ Крицкий С. Н., Менкель М. Ф., Россинский К. И. M.-JL: Госэнергоиздат. -1947.-С.155
- Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / Кутателадзе С. С. Новосибирск: Наука. -1970.-С. 659.
- Ляпин, В.Е. Ледотермический режим нижних бьефов ГЭС и влияние на него тепловых стоков/ Ляпин В. Е., Трегуб Г. А., Разговорова Е. Л. // Гидрофизические процессы в реках и водохранилищах. -М.: Наука. -1985. -С. 263−269.
- Методические указания по борьбе с заторами и зажорами льда. Л.: Энергия. -1970. ВСН-028−70. -С. 151.
- Мишон, В.М. Практическая гидрофизика / Мишон В. М. -Л.: Гидрометеоиздат. -1983. С. 176.
- Мыржыкбаев, В.М. Установление коэффициента шероховатости нижней поверхности ледяного покрова на канале Иртыш-Караганда / Мыржыкбаев
- B.М. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана. -1981. -№ 4.1. C. 68−71.
- Назаренко, С.Н. Опыт прогнозирования элементов ледотермического режима нижних бьефов ГЭС / Назаренко С. Н., Кожевникова Т. Е., Сулимова Л. И. // Гидротехническое строительство. -1980. -№ 9. -С. 40−43.
- Нежиховский, Р.А. Расчеты и прогнозы стока шуги и льда в период замерзания рек / Нежиховский Р. А. // Труды ГГИ. -1963. Вып. 103. -С. 3−40.
- Нежиховский, Р.А. Коэффициенты шероховатости нижней поверхности ледяного покрова / Нежиховский Р. А. // Труды ГГИ. -1964. Вып. 110. -С. 54−82.
- Нежиховский, Р.А. Типы замерзания рек и типы зажоров льда / Нежиховский Р. А. // Метеорология и гидрология. -1974. № 2. -С. 68—74.
- Нежиховский, Р.А. Условия образования и прогнозы льда на реках / Нежиховский Р. А., Бузин В. А. // Метеорология и гидрология. -1977.№ 5. -С. 70−75.
- Образовский, А.С. Гидравлика водоприемных ковшей / Образовский А. С. -М.: Госстройиздат. -1962. -С. 210.
- Одрова, Т.В. Гидрофизика водоемов суши / Одрова Т. В. Д.: Гидрометеоиздат.-1979. -С. 312.
- Павловский, Н.Н. К вопросу расчетной формулы для равномерного движения в водотоках с неоднородными стенками / Павловский Н. Н. Изв. НИИИГ. Т. 3.-1931.-С. 8−16.
- Павловский, Н.Н. Собрание сочинений / Павловский Н. Н. М.: Изд-во АН СССР.-1956.
- Панфилов, Д.Р. Интенсивность ледовых воздействий на сооружения при ледоставе / Панфилов Д. Р. //Мат. конф. и совещ. по гидротехнике.-Л.: Энергия. -1979.-С.63−69.
- Пехович, А.И. Основы гидроледотермики / Пехович А. И. -Д.: Энергоатомиз-дат. -1983.-С. 200.
- Пиотрович, В.В. Причина избирательного образования внутриводного (донного) льда. / Пиотрович В. В. //Метеорология и гидрология.-1949. N4. -С.63−67.
- Пиотрович, В.В. Расчеты толщины ледяного покрова на водохранилищах по метеорологическим элементам / Пиотрович В. В. Д.: Гидрометеоиздат. -1968.-С. 186.
- Пономарев, М.Б. Расчет нарастания льда на Куйбышевском водохранилище для целей краткосрочного прогноза / Пономарев М. Б. // Труды Гидрометцентра СССР. -1977. Вып. 184. -С. 73−77.
- Рекомендации по расчету длины полыньи в нижних бьефах ГЭС. П 28−86/ВНИИГ. Д.: Гидрометеоиздат. -1986. -С. 38.
- Россинский, К.И. Термический режим водохранилищ / Россинский, К.И. М.: Наука.-1975.-С. 167.
- Рось, У.С. О расчетных формулах для русел, покрытых льдом / Рось, У.С. // Гидротехничнское строительство. -1965. № 10. -С. 34−45.
- Руководство по гидрологическим прогнозам. Вып. 4. -Л.: Гидрометеоиздат. -1963.-С.291
- Рымша, В.А. Распределение тепла кристаллизации переохлажденной воды по глубине в потоках и водоемах / Рымша, В.А. // Труды ГТИ. -1962. Вып. 93. -С. 40−51.
- Рымша, В.А. Исследования и расчеты замерзания рек и водохранилищ / Рымша В. А., Донченко Р. В. / Рымша, В.А. // Труды ГТИ. -1965. Вып. 129. -С. 320.
- Синотин, В.И. Гидравлический расчет потока под ледяным покровом/ Сино-тин В.И., Генкин З. А. // Метеорология и гидрология. -1966. № 12. -С. 5−22.
- Синотин, В.И. Исследование увлечения льдин под преграду / Синотин В. И., Генкин З. А. // Труды ГГИ. -1972. Вып. 192. -С. 37−43.
- Спицын, И.П. Общая и речная гидравлика / Спицын И. П., Соколова В. А. Л.: Гидрометеоиздат. -1990. -С. 360.
- Трегуб, Г. А. Расчетный метод определения начальной толщины льда на водохранилищах / Трегуб Г. А. // Ледотермика и ледотехника. Известия ВНИИГ. -1994. Т. 228. С.44−47.
- Тройнин, В. К. Некоторые вопросы воздействия зажорных и заторных масс на отдельно стоящие опоры / Тройнин, В. К. // Труды координационных совещаний по гидротехнике. -Л.: Энергия. -1970. Вып. 56. -С. 150—156.
- Туговиков, В.Б. Численное моделирование гидроледотермических режимов нижних бъефов / В. Б. Туговиков -Дис. на соиск. учен. степ. канд. физ.-мат. наук: 05.13.16. -Красноярск: -1991. -С. 149.
- Филиппов, A.M. Модельные исследования вовлечения льда под кромку ледяного покрова / Филиппов A.M. // Труды ГГИ. -1973. Вып. 201. -С. 107−114.
- Хендерсон-Селлерс, Б. Инженерная лимнология / Хендерсон-Селлерс Б. -JL: Гидрометеоиздат. -1987. -С. 336.
- Чижов, А. Н. К вопросу об исследовании шуговых явлений на горных реках / Чижов А. И. // Труды ГГИ. -1958. Вып. 65. -С. 84—99.
- Чижов, А.Н. Образование внутриводного льда и формирование шугохода на горных реках / Чижов А. И. // Труды ГГИ. -1962. Вып. 93. -С. 3−23.
- Чижов, А.Н. Закономерности пространственного распределения толщины ледяного покрова рек озер и водохранилищ / Чижов А. Н. // Труды ГГИ. -1985. Вып. 309. -С. 15−23.
- Чижов, А.Н. Формирование ледяного покрова и пространственное распределение его толщины / Чижов А. Н. Л.: Гидрометеоиздат. -1990. С. 128.
- Чугуев, P.P. Гидравлика / Чугуев P.P. Л.: Энергия. -1982. -С. 672.
- Шуляковский, Л.Г. Появление льда и начало ледостава на реках, озерах и водохранилищах. Расчеты для целей прогнозов / Шуляковский Л. Г. Л.: Гидрометеоиздат. -1960. -С. 216.
- Шуляковский, Л.Г. К методике расчета толщины ледяного покрова на водохранилищах / Шуляковский Л. Г. // Труды Гидрометцентра СССР. М.: Гидрометеоиздат. -1972. Вып. 112. -С. 50−63.
- Ashton, G.D. River ice // American scientist. -1979. N 67 P. 38−45.
- Beltaos, S. Rivers ice jams: theory, case studies and applications // J. Hydraul. Eng. -1983. V. 109. № 10. -P. 1338−1359.
- Beltaos, S. Hydraulics of ice-covered rivers // In: Issues and Directions in Hydraulics. Nakato & Ettema (eds). Balkema: Rotterdam. -1996. -P. 159−166.
- Halabi, Y.S. Transport and accumulation of fraxil-ice suspensions in rivers / Halabi Y.S., Shen H.T., Papatheodorou T.S., Briggs W.L. // In Proc. Inter. Conf. «Math.
- Modelling in Science and Technology. Zurich. 1983». New York. -1983. -P. 412−417.
- Han, T.J. An open boundary condition for incompressible stratified flows / Han
- J. of Hydraulic Eng. ASCE. -1984. Vol. 110.№ 7. -P. 958−971. Jobson, H.E. The dissipation of excess heat from the water systems // Proc. ASCE.
- J.Po.Div. -1973. N 99 (POl). -P. 89−103. Kennedy, J.F. Ice jam mechanics // Proc. IAHR. Symposium on ice problems.
- Hanover.-1975.-P. 143−164. Lennart, B.F. Ice covers formation and break-up solid ice covers on rivers.
- Roy. Meteor. Soc. 1963. N 89. -P. 339−348. Wake, A. Modeling ice regime of lake Eria / Wake A., Rumer R.R. // J. Hydraul. Div. -1979. V. 105. NHY 7. -P. 827−844.