КОМПОНЕНТ ГОМС

Модель расчета профиля водной поверхности ( WSPRO )

1. Цель и задачи

Программа WSPRO рассчитывает профили водной поверхности для ламинарного, критического и сверхкритического режима потока до тех пор, пока этот поток может классифицироваться как одномерный, медленно изменяющийся, установившийся. Программа WSPRO может использоваться для анализа(1)потока в открытых руслах, (2) потока под мостами (через одиночные или множественные отверстия), (3) потока через водопропускные трубы, (4) слива через плотину (5) потока в каналах для пропуска паводковых вод и (7) размыва мостов.

2. Описание

Программа первоначально была разработана для оценки влияния подпора воды в результате существующих конструкций или оценки водопропускных отверстий в мостах, дамбах. Программа применима для анализа профиля водной поверхности при конструировании автомагистралей, а также при решении проблем, связанных с картированием поймы и изучения зависимости между расходом и уровнем воды. Схема ввода данных в основном спроектирована для неформатированных, неупорядоченных данных, при этом обеспечено поступление постоянных данных; возможности же синтезирования поперечных сечений ограничены. При расчетах для потока в открытых руслах используются стандартные расчетные методики ступенчатого подпора.
Для потока через мосты с одним отверстием используется метод энергетического баланса с использованием коэффициента расхода ( функция характеристик потока и геометрии моста) и оценочные значения эффективной длины пробега потока, которая учитывает характеристики пропускной способности отверстия моста и поперечное сечение верхнего створа.
Для напорного потока используются уравнения течения из отверстия, разработанные Федеральной Администрацией Дорожного Транспорта США (FHWA) (Bradley, 1970). Для потока через кульверты применяются расчетные методики FHWA ( Shearman, 1986). Для потоков через дамбы и плотины используется уравнение водослива с широким порогом.

3. Входные данные

Входные данные состоят из данных, определяющих форму поперечного сечения русла, коэффициенты шероховатости, длину пробега потока, расходы, начальные отметки водной поверхности, геометрию мостов и отверстий и программно-контрольные параметры. Для определения расхода начальным граничным условием является либо отметка уровня водной поверхности, либо гидравлический уклон на любом участке (вниз по течению- для ламинарного потока, вверх по течению - для сверхкритического потока) изучаемого участка. Входные данные могут быть выражены в метрических или английских единицах.

4. Выходные данные

Программа WSPRO выдает данные , описывающие обработку входных данных и результаты всех расчетов профилей. Имеются таблицы с данными о свойствах

поперечного сечения и/или распределениях скорости и пропускной способности ( за исключением плотин и пропускных отверстий). Графики поперечных сечений могут быть выданы в цифровой форме и в формате для печати. Таблицы необходимых параметров могут быть определены пользователем с целью получения какого-либо особого формата выходных данных. WSPRO имеет 55 рассчитанных параметров, которые могут быть использованы для построения выходных таблиц, Выходные данные могут быть выражены в метрических или английских единицах.

5. Оперативные требования и ограничения

Программа WSPRO написана на Фортране и уже использовалась на самых разных персональных компьютерах, рабочих станциях, мини-компьютерах, универсальных ЭВМ, Обычно она легко устанавливается в любую компьютерную программно-аппаратурную среду. Обрабатывающая программа, написанная на языке С, имеется для использования в компьютерах на базе DOS с не менее чем 386 процессором и математическим сопроцессором . Эта программа облегчает подготовку входных данных и анализ результатов, используя монитор и редактирование параметров в модели и результатов.

6. Форма представления

Программа описана и распространяется на 3 1/2" дискетах и через Интернет. Руководство написано на английском языке(Shearman, 1990).

7. Опыт использования

Широкое использование в США.

8. Разработчик и техническая поддержка

Геологическая служба США, Отдел Поверхностных Вод, Рестон, Вирджиния, США.

9. Источник

Национальный Справочный Центр США , 3 1/2" дискеты или печатная документация или в электронном виде по адресу http://water.usgs.gov/software/ or http://www.geogr.uni-jena.de/software/

10. Условия использования

Программа бесплатна, платной является документация.

Литература:

Bradley, J.N., 1970, Hydraulics of bridge waterways.
U.S. Federal Highway Administration Hydraulic Design Series No. 1, 111 p.

Shearman, J. O., Kirby, W. H., Schneider, V. R., and Flippo, H. N., 1986,
Bridge waterway and analysis model; Research report.
U.S. Federal Highway Administration Report No. FHWA/RD-86/108, 112 p.

Shearman, J. 0., 1990, User's manual for WSPRO - A computer model for water surface profile computations.
U.S. Federal Highway Administration Report FHWA-IP-89-027, 177 p.

Последний раз обновлено: 28 Ноября 1994)
 top