Наводнения: от защиты к управлению

Эта программа реализует полную систему уравнений Сен-Венана, включая переходные режимы течений и профили подпора. Она воспроизводит любые поперечные сечения (открытые и закрытые), включая ассиметричные поперечные сечения. Она также позволяет пользователю определить различные разрезы внутри поперечного сечения, используя при этом альтернативные формулировки коэффициентов шероховатости и/или других коэффициентов для каждого их них. Спецпроцессор решения 1D/2D задач гидродинамики имеет процедуру автоматического описания высыхания и затопления, которая на 100% сохраняет массу воды. Спецпроцессор может расчитывать участки круто наклоненных русел со сверхкритическими течениями и перемещающимися гидравлическими скачками. Сложные сети любого размера с внутренними «петлями» и рукавами аппроксимируются, без каких либо затруднений для пользователя. Пользователь также может описать почти любую гидравлическую структуру (насосы, плотины, затворы, водопропускные трубы, шлюзы и мосты, как виртуальные структуры любой формы и размерности). Программа предоставляет возможность проводить расчет и визуализацию на сетке переноса наносов. Могут быть промоделированы воздействия ветра на уровни воды путем задания скорости и направления ветра, как в виде констант, так и в форме временных рядов. Можно использовать самые различные граничные и начальные условия. Можно задать боковые притоки и оттоки либо в форме констант, либо в зависимости от времени, либо основываясь на определенных формулах или при автоматическом считывании результатов расчетов по программе «осадки — сток». Программа 1D течения открытой воды связана через интерфейс со всеми программными модулями SOBEK, что позволяет обеспечить интегрированность модели водной системы.

2.2. Динамика 1D течения в трубопроводах

Эта программа использует полный набор уравнений Сен-Венана и таким образом включает описание подпорных и транзитных течений воды. Она моделирует широкий диапазон изменчивости поперечных сечений и форм канализационных труб (в том числе, определенных пользователем).

Рис. 21. Пример Графического интерфейса пользователя (GUI)

Она специально спроектирована для того, чтобы обрабатывать большие и сложные сети коллекторов / канализационных труб на обычном ПК, при этом время расчетов является линейной функцией размера сети и не зависит от её сложности. Программа расчета динамики 1D течений в трубопроводах включает в себя описание притоков воды за счет осадков и поверхностного стока и воспроизведение процессов для различных типов водонепроницаемых площадей, таких как улицы, кровля и места парковки транспорта. Пользователь может задать собственные данные о временной и пространственной изменчивости осадков или исторические данные о событиях штормов. В программе доступно воспроизведение детальной инфильтрации, как процесса зависящего от времени и описываемого с помощью уравнения HORTON. Расчет переноса наносов позволяет увидеть зоны, где наносы могут осаждаться. Этот расчет проводится с помощью интерфейса с программой динамики 1D течения открытой воды с тем, чтобы обеспечить работу интегрированной модели системы городского водоснабжения и ее окружения.

2.3. Динамика 2D затопления

Эта программа полностью интегрирована с программами динамики 1D течения открытой воды и динамики 1D течения в трубопроводах с целью возможно точного моделирования наводнений в речных системах, на участках польдеров, при повреждениях и прорывах плотин/барьеров и дамб, при затоплениях улиц и т. п. Программа базируется на полных уравнениях Сен-Венана. Спецпроцессор расчета 1D/2D задач гидродинамики воспроизводит зоны резких фронтов, процессы увлажнения и высыхания, докритические и сверхкритические течения. Спецпроцессор также способен формировать множество областей расчетов и осуществлять монтаж их вложенностей. Программа динамики 2D затопления включает в себя модуль «осадки» на 2D сетке.

Рис. 22. Пример моделирования наводнения на реке Дейли, Австралия

Рис. 23. QUICKIN — мощный редактор сетки, связанный с данными, например, данными батиметрии

2.4. Динамика системы «осадки-сток»