Экология и водное хозяйство, No 2(02), 2019 г., [117—129]
УДК 631.432:519.868:556.5
РОГ. 10.31774/2658-7890-2019-2-117-129
А. В. Шевченко, М. В. Власов
Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации, Новочеркасск,
Российская Федерация
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОСВЯЗИ
ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД
Целью исследований являлось создание математической модели, описывающей
взаимосвязь поверхностных и грунтовых вод, и установление ее адекватности. Так как
проблема установления взаимосвязи поверхностных и грунтовых вод в задачах мелио-
рации, инженерной гидрологии возникает достаточно часто, то проведение полевых ис-
следований, позволяющих установить эту взаимосвязь, является трудоемким и дорого-
стоящим мероприятием. Поэтому актуальной задачей является разработка математиче-
ской модели, адекватно описывающей эту взаимосвязь. Используя уравнение водного
баланса, формулу Шези, Дарси, формулу для уровня грунтовых вод и выражение
для уклона водной поверхности было произведено разбиение зоны грунтовых вод
на конечное число элементов, и определена средняя скорость фильтрационного потока,
взаимодействующего между рекой и грунтовыми водами. Численная проверка резуль-
татов моделирования произведена на основании данных, полученных при полевых ис-
следованиях на участке реки Маныч в районе хутора Тузлуков. Некоторые параметры,
используемые в модели, были определены опытным путем по результатам исследова-
ний комплексной гидрогеологической экспедиции. В процессе моделирования были со-
ставлены алгоритм и программа расчета выклинивающегося расхода грунтовых вод
для рассматриваемого участка реки. На основании результатов моделирования постро-
ен гидрограф выклинивания грунтовых вод в русло реки на участке р. Маныч в районе
х. Тузлуков. Как показано в работе, гидрограф выклинивающихся расходов, построен-
ный по результатам моделирования мало отличается от гидрографа, построенного
по опытным данным. В результате апробации разработанной математической модели,
показано соответствие между теоретическими и опытными данными с коэффициентом
детерминации равным 88,63 %.
Ключевые слова: мелиорация, математическая модель, грунтовые воды, река,
русло, сечение, фильтрация, аэрация, гидрограф.
А. У. 5беусВепКо, М. У. УТа50у
Кизя1ап УслепоПс Кесзеагсй шзпаше о? Гапа Гтргоуетеп{ РгоЫ!ет5, МоуосВегКаз5К,
Кизх1ап Рейегапоп
МАТНЕМАТТШСАТ, МОРОЕТ, ОЕ ТЛТЕКСОММЕСТТОМ ОЕ
ЗОКЕАСЕ АNo СКОСNo УМАТЕК
ТПе апп оЁ е гесеагсЬ ма5 10 стеа!(е а тайетайса! тодйе! йезсиЫте Фе ге1апоп-
$1р Бегуееп 5игГасе ап егоппа ууа!ег апа йетегтиимитпе 15 айедиасу. 5псе е ргоЫет оЁ
Яе!егпитте @е гте1апоп;Ытр о? зогГасе ап{а етоипйуаег оссиг5 диие оНеп 1п гес1атайпоп апа
епетпееппе Буйго1осу, сопйаисипе Пе!@ зш@фаез ю ехчаБП$Ю Ни5 ге1апоп$Мр 15 а Оте-
сопвитите апа ехрепяуе еуеп!. ТрегеГоге, е пгреп! 1а5К 15 Ю йеуе10р а тайетайса! той-
е] Ша{ йае5стбез 15 те1апоп5Мр айедиаге1у. Озтпе е едиайпоп о?Ё \уакег Ба1апсе, е СПелл,