2.3.3. Методика детальных расчетов
течения в водоемах
Для выполнения детальных расчетов разбавления в водоемах может
возникнуть необходимость расчета течений с достаточно сложной струк-
турой, обусловливаемой такими факторами, как ветровое воздействие
на водную поверхность, сток впадающих в водоем рек, сложные фор-
мы репьефа дна и очертания берегов, наличие плотностной стратифика-
ции и т. д. В этом случае оценка скорости течения по приведенным вы-
ше зависимостям даст слишком грубое приближение. При необходи-
мости повышения точности расчетов поле скорости течений в водоеме
может быть получено путем моделирования — гидравлического либо
математического. Метод математического моделирования получил в
последнее время широкое распространение, ему посвящено большюе
количество как отечественных, так и зарубежных работ, среди них мо-
нографии /16, 56, 93, 94 и др./, где приводится ряд моделей и дается
их классификация, обсуждаются уравнения и граничные условия, рас-
сматриваются численные методы решения дифференциальных уравне-
ний.
Рассмотрим в качестве примера относительно простые модели тече-
ний. При решении задачи о распространении загрязняющих веществ в
неглубоком водоеме, как правило, рассматривают! осредненные по глу-
бине значения концентраций. При этом используется двумерная модель
течений, позволяющая вычислять распределение осредненных по глуби-
не скоростей в плане водоема. Такая модель может быть основана на
численном решении уравнений мелкой воды /16, 67/:
д‘/х ВНдЁ !\1 - З_ _ 
\’ХС‚
д: 
дх 
* 
р 
Н
ду 
т 
УС
ба 
ЭЕ 
* 
2
Н--- + 
— 
‚
о б 
б 
Мх
д\у
® 
—^ =0; 
(2.34)
+
д‘с ах 
дх
где х, # — оси координат; * — время; \ 
— потоки в направлении
осей х и 2 соответственно (У, = у Н, ёі 
= У „Н, здесь У, У, — соСТав-
лящие вектора скорости); Н — отметка уровня свободной поверхнос-
ти, Н 
= Н, 
+ & Н (%, #) — глубина водоема; Ё (х, #, +) — возмущение
свободной поверхносги # — параметр Кориолиса, Ё = 2 ов ур, © =
= 7,29 + 
107 З- 
угловая скорость вращения Земли, ф — гтеографи-
ческая широта; В — ускорение свободного падения; р — плотность
57