Storage routing as illustrated by a one-dimensional model

Abstract

В работе рассматривается проблема расчета неустановившегося движения воды. Актуальность исследования обусловлена необходимостью прогнозирования речного стока, моделирования его различных характеристик, для дальнейшего их использования в различных практических и научных целях. Целью данной работы являлся расчет неустановившегося движения воды при помощи одномерной модели, основанной на численной схеме Института гидродинамики, для трех водных объектов: рек Ардон, Ока и Тосна. В ходе работы были решены следующие задачи: 1. Создание информационной базы для моделирования: гидравлико-морфометрические характеристики, граничные и начальные условия, параметры модели; 2. Проведение расчетов, используя заданные параметры, и адаптация модели; 3. Определение критерия качества NS (Nash Sutcliffe model efficiency coefficient); 4. Корректировка гидравлических параметров модели; 5. Анализ полученных результатов. В результате работы было выявлено следующее: используемая модель хорошо применима для расчета неустановившегося движения воды на равнинных реках с незначительным уклоном. В иных случаях требуется значительно большее количество исходной информации: необходимо большее количество расчетных створов, длины расчетных участков должны быть меньше, нужны более подробные морфометрические характеристики расчетных створов. Также для каждого исследуемого объекта были представлены рекомендуемые для одномерного моделирования значения гидравлических параметров.

The paper considers the problem of calculating unsteady water movement. The relevance of research is conditioned by the need of predicting river flow and modelling its various characteristics in order to use them for various practical and scientific purposes. The aim of this work is Storage routing based upon the use of a one-dimensional model based on the numerical scheme of the Institute of Hydrodynamics for three water objects: the Ardon, Oka and Tosna rivers. In the course of the work the following tasks were complited: 1. Information base modeling thet includes: hydraulico-morphometric characteristics, boundary and initial conditions, model parameters; 2. Performing calculations using specified parameters, and adapting the model; 3. Defiring the NS quality criterion (Nash Sutcliffe model efficiency coefficient); 4. Correction of the hydraulic parameters of the model; 5. Analysis of the results. As a result of the work, the following was revealed: the model used is well applicable to the calculation of unsteady water movement in lowland rivers with a slight slope. In other cases a much larger amount of initial information is required. For instance, a larger amount of calculation strips is needed, the length of the computed sections should be smaller, more detailed morphometric characteristics of the calculation strips are needed. Also were presented for each investigated object, the values of the hydraulic parameters recommended for one-dimensional modeling.