КОМПОНЕНТ ГОМС

Модель потока для одномерной системы открытых русел, основанная на аналогии с диффузией (DAFLOW)

1. Цели и задачи

DAFLOW – это компьютерная программа, которая может быть использована для моделирования стока через сеть одномерных открытых русел суши. Программа выдаёт файл гидравлической информации, которая может быть использована для такой модели переноса, как BLTM, компонент ГОМС K55.2.04.

2. Описание

Прогнозирование поведения и движения растворенных примесей в реках необходимо для понимания многих проблем качества воды. Составление таких прогнозов зависит от способности предсказать зависящую от времени скорость течения в речной системе. DAFLOW была разработана для моделирования стока в речных системах суши, где нет обратных течений, а подпор воды не очень велик. Если эти два условия выполняются, уравнения стока можно с приемлемой точностью записать как уравнения диффузии даже при минимуме данных полевых наблюдений. DAFLOW разработана для применения совместно с системой моделирования переноса, но она может быть использована самостоятельно для расчета паводков и других случаев.

При решении уравнений стока, записанных как уравнения диффузии, используется распределение Лагранжа благодаря точности, стабильности и простоте этого метода.

С помощью DAFLOW можно моделировать сток в сети взаимосвязанных одномерных русел с неустойчивым, однонаправленным течением. Ограничениями этой модели являются нестратифицированное течение, фиксированная геометрия русла и отсутствие подпора. Расходы воды во всех внешних пограничных точках (верховья внешних рукавов и притоков) должны быть определены как функции времени. Когда более одного рукава исходит из одного соединения, должна быть определена часть потока, которая поступает в каждый из них.

В DAFLOW используется упрощенный вариант динамических волновых уравнений и, следовательно, применять эту программу следует с осторожностью. Наиболее точные результаты получаются для крутых русел, где имеются уникальные соотношения между уровнем и расходом, т.е. где член, выражающий сопротивление трения в уравнении моментов, велик. Это те условия, для которых численные решения полных динамических волновых уравнений имеют тенденцию становиться нелинейными и нестабильными.

3. Входные данные

Для DAFLOW нужны четыре типа входных данных:

- общая информация, включающая размер временного шага, число временных шагов, система единиц, которая будет использоваться, выходная частота, число ответвлений и допустимая точность.

- информация об ответвлениях, включая число сеток, которые будут использованы, часть потока, которая уходит из соединения в рукав, число ответвлений в соединениях вверх и вниз по течению.

- информация об участках реки, включая начальное течение на участке ниже сетки, пропускную способность, коэффициенты гидравлической геометрии и коэффициент волновой дисперсии для данного участка.

- временные ряды данных о расходе на каждой внешней границе.

4. Выходные данные

Таблицы или графики данных о расходе, площади поперечного сечения, максимальной ширине или о притоке в каждой точке сетки в функции времени. Выходные данные DAFLOW могут быть использованы как входные данные для BLTM, компонент ГОМС K55.2.04.

5. Операционные требования и ограничения

Программа написана на Фортране 77, она может быть использована на любом микрокомпьютере под MS-DOS, а также на больших машинах. Очень рекомендуется математический сопроцессор.

Система должна быть одномерной, так что не должна присутствовать никакая стратификация. Поток должен быть однонаправленным и не должно быть подпора воды.

Требуется также общее понимание гидравлики и течения в открытых руслах.

6. Форма представления

Документация (USGS Water – Resources Investigation Report 89-4133) и программы с диалогом написаны на английском. И документ, и выполняемая система команд записаны на 3 ½” дискете или могут быть получены через Интернет.

7. Опыт применения

DAFLOW применяется на ряде речных систем в США.

8. Разработчик и техническая поддержка

Геологическая служба США, Управление поверхностных вод.

9. Источник

Национальный Справочный Центр ГОМС США на 3 ½” дискетах или в виде печатной документации, а также электронным путем по Интернету по адресу
http://water.usgs.gov/software/ or http//www.geogr.uni-jena.de/software/

10. Условия использования

Программа бесплатна; за документацию надо платить.

Последний раз обновлено: 1 февраля 1994)
 top